輸電線路電流電壓保護(hù)分析

劉洪兵

【摘 要】輸電線路是電力系統(tǒng)的基本組成部分，是實(shí)現(xiàn)電力輸送的重要組成部分，因此要加強(qiáng)對(duì)輸電線設(shè)備的繼電保護(hù)。本文闡述了輸電線路的基本概況，分析了輸電線路電流電壓保護(hù)存在的問(wèn)題，并提出完善保護(hù)的措施，以期能夠?yàn)檩旊娋€路電流電壓保護(hù)提供指導(dǎo)借鑒。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；電流電壓；保護(hù)

1.輸電線路電流電壓保護(hù)的基本概況

1.1輸電線路電流電壓保護(hù)發(fā)展歷史簡(jiǎn)介

最早用于輸電線路電流電壓保護(hù)的設(shè)備是熔斷器，這種繼電保護(hù)裝置在19世紀(jì)70年代開(kāi)始廣泛的在輸電線路電流電壓的保護(hù)。隨著物理學(xué)中對(duì)電磁的研究進(jìn)一步深入，上個(gè)世紀(jì)初期出現(xiàn)了基于電磁原理的電磁型電流電壓保護(hù)裝置。電力系統(tǒng)對(duì)電流電壓保護(hù)提出新的要求，出現(xiàn)了高靈敏度和高性能的電子型靜態(tài)電流電壓保護(hù)裝置，但是這種裝置很容易受到外部環(huán)境的影響。1965年開(kāi)始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的輸電線路電流電壓保護(hù)技術(shù)，這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯，并在輸電線路電流電壓保護(hù)工作中取得了較好的成績(jī)。

1.2輸電線路電流電壓保護(hù)作用和意義

電流和電壓是輸電線路的核心要素，也是整個(gè)電力系統(tǒng)的核心。輸電線路電流電壓保護(hù)能夠保證電力的持續(xù)供應(yīng)。輸電線路電流電壓繼電保護(hù)裝置夠維持電流電壓在輸電線路中的正常流轉(zhuǎn)，能夠在輸電線路出現(xiàn)異常時(shí)保證線路中的電流電壓在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，并且能夠較為及時(shí)的發(fā)現(xiàn)線路中電流電壓的異常，并檢測(cè)出出現(xiàn)異常的元件。對(duì)輸電線電流電壓的保護(hù)對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行，穩(wěn)定電流和電壓以及預(yù)防故障和事故具有重要意義。

2.輸電線路電流電壓保護(hù)存在的問(wèn)題分析

電力系統(tǒng)具有生產(chǎn)與使用同步的特性，這種特性決定了電力系統(tǒng)中的每一個(gè)組成部分都很重要。特別是對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，輸電線路電流電壓保護(hù)出現(xiàn)問(wèn)題造成嚴(yán)重的事故，由于輸電線路的設(shè)計(jì)安裝和外部環(huán)境的制約，輸電線路電流電壓保護(hù)出現(xiàn)的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)。

2.1輸電線路配電變壓器保護(hù)存在問(wèn)題

配電變壓器是輸電線路的源頭，配電變壓器的繼電保護(hù)裝置主要有斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)。這兩種裝置設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn)，如在費(fèi)用上來(lái)說(shuō)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為便宜，而斷路器的價(jià)格則較高；在兩者的性能上來(lái)說(shuō)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)在發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)不能斷開(kāi)電流，而斷路器則具備這種功能并且技術(shù)性能較好。在使用范圍方面，負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要用于容量相對(duì)較小的配電變壓器，并且和熔斷器相互配合就可以滿足一般配電保護(hù)要求，而斷路器則主要用于容量較大的配電變壓器保護(hù)，并且要結(jié)合瓦斯類繼電保護(hù)裝置一起使用。在實(shí)際操作中，往往由于追求經(jīng)濟(jì)利益和知識(shí)水平有限等原因沒(méi)有注意兩者之間的區(qū)別，錯(cuò)誤的選擇使用而影響到輸電線路中電流與電壓的保護(hù)。

2.2低壓輸電線路保護(hù)的配置及存在問(wèn)題

我國(guó)低壓輸電線路繼電保護(hù)主要是階段式電流保護(hù)，即第Ⅰ段為電流速斷保護(hù)，第Ⅱ段為限時(shí)電流速斷保護(hù)，第Ⅲ段為過(guò)電流保護(hù)。它以第Ⅰ段和第Ⅱ段作為主保護(hù)，以第Ⅲ段作為輔助保護(hù)。當(dāng)?shù)冖?、Ⅱ段靈敏系數(shù)不夠時(shí)，可采用電流、電壓聯(lián)鎖速段保護(hù)。第Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間短，速動(dòng)性好，但其動(dòng)作電流較大，不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，保護(hù)范圍最??；第Ⅱ段保護(hù)有較短的動(dòng)作時(shí)限，而且能保護(hù)線路全長(zhǎng)，卻不能作為相鄰元件的后備保護(hù)；第Ⅲ段保護(hù)的動(dòng)作電流較前兩段小，保護(hù)范圍大，既能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)又能作為相鄰線路的后備保護(hù)，靈敏性最好，但其動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，速動(dòng)性差。使用Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段組成的階段式電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠，并且在一般情況下能夠滿足快速切除故障的要求。輸電線路在輸電過(guò)程中起到傳送的作用。一般地，輸電設(shè)備的配電線路的電壓等級(jí)大部分以10千伏為主，這種10千伏的輸電線路本身的結(jié)構(gòu)和性能存在一定的隱患。如多個(gè)變壓器連接到同一條線路上，并且呈現(xiàn)雜亂的放射狀，對(duì)電流電壓產(chǎn)生影響；輸電線路的長(zhǎng)短不一致導(dǎo)致電流的傳輸距離不同，不利于電流保護(hù)；連接在線路上各個(gè)變電站或變壓所的出線方式不同，不利于電壓的保護(hù)。

2.3輸電線路電流電壓保護(hù)工作人員存在問(wèn)題

對(duì)輸電線路電流電壓的保護(hù)雖然依靠繼電保護(hù)裝置和相關(guān)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是維持裝置設(shè)備正常工作的工作人員才是輸電線路電流電壓保護(hù)的根本保障。由于裝置保護(hù)設(shè)施設(shè)備工作人員和保護(hù)人員存在從業(yè)技能不高和素質(zhì)能力不強(qiáng)等是造成的電流電壓保護(hù)失誤一個(gè)很重要的原因。雖然工作人員具有一定的知識(shí)和理論，但是在實(shí)際工作中，由于缺乏將理論與實(shí)際相結(jié)合的能力，加上工作經(jīng)驗(yàn)尚淺，在遇到問(wèn)題時(shí)沒(méi)有冷靜的思考和果斷的處理，無(wú)法解決輸電線路電流電壓保護(hù)中的復(fù)雜故障問(wèn)題。另外，如果沒(méi)有學(xué)習(xí)新保護(hù)裝置設(shè)備的操作，沒(méi)有及時(shí)更新自身的知識(shí)能力，忽略對(duì)自動(dòng)保護(hù)裝置的維修和檢查，隨著時(shí)間的累積也會(huì)輸電線路電流電壓保護(hù)造成負(fù)面影響。

2.4輸電線路電流電壓保護(hù)工作程序存在問(wèn)題

電網(wǎng)發(fā)生短路故障所呈現(xiàn)的基本穩(wěn)態(tài)特征是在保護(hù)安裝所檢測(cè)到的電流會(huì)升高，電壓要降低，阻抗、相位等都會(huì)發(fā)生變化。中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，輸電線路的相間短路時(shí)，短路電流過(guò)大，對(duì)設(shè)備造成很大的危害，保護(hù)必須動(dòng)作于斷路器跳閘。單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的接地電流很小，三相之間的線電壓仍保持對(duì)稱，對(duì)負(fù)荷的供電沒(méi)有影響，因此，在一般情況下允許再繼續(xù)運(yùn)行1-2小時(shí)，而不必立即跳閘，這也是采用中性點(diǎn)非直接接地運(yùn)行的主要優(yōu)點(diǎn)。但是，在單相接地以后，其他兩相對(duì)地電壓要升高1.732倍。為了防止故障進(jìn)一部擴(kuò)大成兩點(diǎn)接地或相間短路，應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以便于運(yùn)行人員采取措施予以消除。由此，在單相接地時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)能有選擇性的發(fā)出信號(hào)，而不必跳閘。但當(dāng)單相接地對(duì)人身安全和設(shè)備安全構(gòu)成威脅時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。輸電線路電流電壓的保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜的工作，具有一定的規(guī)律性和原則性。如保護(hù)設(shè)備和元件不能按照要求進(jìn)行安裝和更新，就會(huì)對(duì)輸電線路電流電壓的保護(hù)工作產(chǎn)生影響。從而影響輸電線路電流電壓的保護(hù)，為整個(gè)電力系統(tǒng)設(shè)備的安全埋下巨大的隱患。

通過(guò)以上分析可以知道，輸電線路電流電壓保護(hù)是電力系統(tǒng)中各個(gè)部分共同作用的結(jié)果，不論是作為源頭的配電變壓器、作為運(yùn)送設(shè)備的輸電電線，還是工作人員，都對(duì)輸電線路電流電壓的保護(hù)產(chǎn)生影響。

3.輸電線路電流電壓保護(hù)完善措施和建議

通過(guò)對(duì)輸電線路電流電壓保護(hù)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)完善輸電線路電流電壓保護(hù)提出幾點(diǎn)措施和建議。

3.1輸電線路電流電壓保護(hù)要配置合理，具體配置原則遵循以下幾點(diǎn)

根據(jù)輸電線路電流電壓保護(hù)的要求和電力系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇合適的相關(guān)設(shè)備，如根據(jù)電容量的大小選擇是采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)還是斷電器。具體地，繼電保護(hù)配置時(shí)要考慮到選擇性性的切除故障，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行；速動(dòng)性：故障后為防止并列運(yùn)行的系統(tǒng)失步，減少用戶在電壓降低情況下工作的時(shí)間及故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。靈敏性：繼電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)于其應(yīng)保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力。（保護(hù)不該動(dòng)作情況與應(yīng)該動(dòng)作情況所測(cè)電氣量相差越大→靈敏度↑）。一般用靈敏系數(shù)Klm來(lái)衡量靈敏度?？煽啃裕豪^電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)；再規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)可靠動(dòng)作；而在不屬于該保護(hù)動(dòng)作的其他任何情況下，應(yīng)可靠的不動(dòng)作。

3.2規(guī)范輸電線路的連接

根據(jù)電力用途不同，輸電線路輸送的電流流量和電壓等級(jí)不同，并且不同的輸電線路連接的設(shè)備和裝置也存在不同，輸電線路的連接也根據(jù)相關(guān)要求和操作標(biāo)準(zhǔn)有所不同。在實(shí)際操作中，要規(guī)范輸電線路的連接標(biāo)準(zhǔn)和要求，根據(jù)線路連接兩端的裝置設(shè)備特點(diǎn)選擇合適的線路長(zhǎng)度和線路連接方法，不能隨意的更改操作標(biāo)準(zhǔn)或者因?yàn)樽非蠼?jīng)濟(jì)利益而偷工減料，為以后的安全運(yùn)行埋下隱患。

3.3提高輸電線路電流電壓保護(hù)工作人員的能力和素質(zhì)

針對(duì)人為造成的輸電線路電流電壓保護(hù)問(wèn)題，要加大對(duì)工作人員知識(shí)和技能的培訓(xùn)教育，通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、講座等方式幫助工作人員構(gòu)建相關(guān)知識(shí)框架，同時(shí)開(kāi)展經(jīng)驗(yàn)交流活動(dòng)，工作人員之間就存在的問(wèn)題和處理的方式方法進(jìn)行交流，以便更好的掌握技能。另外，很多工作人員出現(xiàn)操作失誤大都是由于缺乏較強(qiáng)的操作能力，因此要定期舉辦情景模擬、操作技能考核等測(cè)試方式，以便工作人員熟練掌握。另外，要注重培養(yǎng)工作人員的心理素質(zhì)，尤其是在出現(xiàn)緊急狀況時(shí)的冷靜思考和果斷動(dòng)手能力，在思想意識(shí)上對(duì)工作人員進(jìn)行心理強(qiáng)化，使得工作人能夠在輸電線路電流電壓保護(hù)過(guò)程出現(xiàn)緊急狀況時(shí)能夠采取有效措施。

3.4建立輸電線路電流電壓保護(hù)體制

體制是采取措施的依據(jù)和保障，因此要對(duì)輸電線路電流電壓的保護(hù)體制進(jìn)行完善。首先要制定有關(guān)設(shè)備定期維護(hù)和檢查條例，并且對(duì)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行狀況做好記錄，并形成階段性結(jié)論。其次，實(shí)行責(zé)任到人的管理體制，建立崗位責(zé)任要求和崗位工作標(biāo)準(zhǔn)，保證輸電線路電流電壓保護(hù)的每個(gè)崗位都有人進(jìn)行維護(hù)工作。再次，要做好繼電保護(hù)裝置的保養(yǎng)工作，在保養(yǎng)過(guò)程中為了防止出現(xiàn)失誤，最好每次保養(yǎng)都要有兩人參與，這樣既可以保證設(shè)施設(shè)備的安全，也能夠避免人身觸電事故。再次，重點(diǎn)設(shè)備要重點(diǎn)對(duì)待，這樣才能提高效率，如要每周記錄一次微機(jī)保護(hù)的電流電壓值。最后定期檢查和保養(yǎng)相關(guān)設(shè)備，如定期采取紅外測(cè)溫技術(shù)對(duì)輸電線路進(jìn)行溫度測(cè)試，避免和及時(shí)發(fā)現(xiàn)由于線路接觸不良造成的發(fā)熱；定期檢查監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的時(shí)間設(shè)定是否精確，這樣能夠?yàn)橐院蟮墓收戏治鎏峁┲С帧?/p>

4.結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)的大力發(fā)展，輸電線路電流電壓保護(hù)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，保護(hù)技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科技為基礎(chǔ)，輸電線路電流電壓保護(hù)裝置出現(xiàn)智能化、一體化趨勢(shì)，這一變化對(duì)輸電線路電流電壓保護(hù)技術(shù)以及相關(guān)工作人員提出新的挑戰(zhàn)。在輸電線路電流電壓保護(hù)過(guò)程中，要注重各個(gè)方面，對(duì)選擇合適的裝置設(shè)備，采取相應(yīng)的技術(shù)，并且要注重定期的維護(hù)和保養(yǎng)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患和故障，并采取有效措施進(jìn)行處理。

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