電力系統(tǒng)中短路故障與繼電保護(hù)的措施探究

劉煥宇

摘要：電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性時刻對電力系統(tǒng)運行效益產(chǎn)生影響，繼電保護(hù)設(shè)備的運行也是與之相關(guān)聯(lián)的重要因素。為充分地解決電力系統(tǒng)短路故障問題，并提高繼電保護(hù)設(shè)備運行效果，文章將以電力系統(tǒng)短路故障及繼電保護(hù)為核心，通過對電力系統(tǒng)故障的分析與研究提高電力設(shè)備運行效益，同時根據(jù)問題提出切實可行的解決方案，以此為電力系統(tǒng)故障及繼電保護(hù)問題的解決提供理論知識方面的幫助。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；短路；繼電保護(hù)；措施

近年來，我國各地區(qū)對電力資源需求量的逐步增加使電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度不斷加快，建設(shè)環(huán)境也日趨復(fù)雜，對設(shè)備的管理難度隨之提升，故障問題的產(chǎn)生成為影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要因素。對該問題的解決不僅要重視對硬件設(shè)備的管理及技術(shù)處理，同時應(yīng)重視對軟件的有效運用，并提高技術(shù)人員設(shè)備維護(hù)管理效益，從多個方面對電力系統(tǒng)斷裂故障及繼電保護(hù)問題的解決創(chuàng)造有利條件。

1電力系統(tǒng)短路故障的成因與影響

1.1電力系統(tǒng)方面

電力系統(tǒng)的故障主要包括橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng)故障兩大類。而這里所提及的電力系統(tǒng)的短路故障主要是指不同導(dǎo)體出現(xiàn)的短路現(xiàn)象。這些導(dǎo)體出現(xiàn)短路的原因大多都?xì)w咎于電力系統(tǒng)中絕緣體受到了損害。所謂的絕緣體就是不容易導(dǎo)電的物質(zhì)，在電流流動的過程中，絕緣體依靠本身具有的極強的電阻來將電流與相關(guān)的物品進(jìn)行絕緣，而絕緣體一旦破壞，隔絕電流的阻力消失，就會使電流任意地流動，一旦電流過大，就會給人們的生活以及社會的發(fā)展帶來極其嚴(yán)重的后果。

1.2三相系統(tǒng)方面

對于三相短路來說，它出現(xiàn)短路時電流和電源相等，所以又被稱為對稱的短路現(xiàn)象。通過實踐檢驗可以了解到，一般經(jīng)常發(fā)生的短路都是單相短路，三相短路的現(xiàn)象比較少見，但是并不代表沒有。而且對于三相短路來說，它的危害以及影響的范圍是極大的，對于設(shè)備的破壞能力也不是別的短路現(xiàn)象所能及的。

1.3廣大電力用戶方面

電力系統(tǒng)運行故障問題對于用戶群體對電力資源的有效利用產(chǎn)生不良影響。由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)計協(xié)同性較高，系統(tǒng)運行效益統(tǒng)一，一旦單一元器件出現(xiàn)故障問題，即可引發(fā)全面性區(qū)域電力系統(tǒng)癱瘓問題，此時用戶群體對電力資源的使用即受到嚴(yán)重影響。電力系統(tǒng)故障原因較多，在用戶方面主要問題體現(xiàn)在電線私接及電力破壞兩個方面。電力破壞問題主要在20世紀(jì)較為多見，主要目的為將電力系統(tǒng)內(nèi)部元件拆除并販賣。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)計中，通過電力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計可以解決該問題，但仍無法保障電力系統(tǒng)運行的絕對安全。電線私接問題在我國電力發(fā)展史中尤為常見，即使在電力系統(tǒng)建設(shè)逐步完善的今天，在偏遠(yuǎn)地區(qū)仍然存在嚴(yán)重的電線私接問題，其主要原因與電力系統(tǒng)設(shè)計漏洞及電力系統(tǒng)電力資源供給能力較差有著必然聯(lián)系。

2電力系統(tǒng)短路故障的防治策略

2.1在變電站安裝避雷針

雷擊對變電站的破壞主要體現(xiàn)在內(nèi)部系統(tǒng)及外部系統(tǒng)兩個方面。在外部系統(tǒng)方面，雷擊可直接對變電系統(tǒng)造成外部物理沖擊，從而產(chǎn)生火災(zāi)及設(shè)備嚴(yán)重壞損問題，同時雷擊所產(chǎn)生的電流與電壓易與電力系統(tǒng)電壓產(chǎn)生對沖問題，促使系統(tǒng)承壓迅速在相對較短的時間內(nèi)達(dá)到臨界值，最終超出臨界值而產(chǎn)生設(shè)備爆炸及過度燃燒問題。在內(nèi)部系統(tǒng)方面，雷擊可導(dǎo)致大范圍停電，對于用戶電氣設(shè)備的使用均造成影響，嚴(yán)重者可引起火災(zāi)。

2.2帶電安裝和檢修電氣設(shè)備

帶電安裝是現(xiàn)代電力系統(tǒng)檢修安全事故發(fā)生的主要原因之一。帶電安裝的目的在于提高電力設(shè)備安裝效率，并充分掌握電力系統(tǒng)故障問題，提高電力系統(tǒng)檢修有效性及時效性。雖然在一定程度上可為電力系統(tǒng)安裝提供實時幫助，但安全事故產(chǎn)生的概率則大大增加。為此要在現(xiàn)代電力系統(tǒng)檢修及設(shè)備安裝中，確保相關(guān)技術(shù)人員的規(guī)范操作及處理，制定有效的設(shè)備檢修意外事故處理預(yù)案，從而在最根本的檢修工作中遏制帶電安裝問題，使電力系統(tǒng)安裝及檢修工作能夠按照預(yù)期規(guī)劃有序進(jìn)行，提高作業(yè)安全性及實際安全性。

2.3加強短路治理

對于電路系統(tǒng)設(shè)計，要充分考慮外部因素對電路系統(tǒng)的影響，如鳥類沖擊對電力系統(tǒng)的破壞問題，應(yīng)在設(shè)計方面采用半閉合結(jié)構(gòu)設(shè)計，以降低鳥類因素對電力系統(tǒng)運行所產(chǎn)生的影響。在設(shè)備安裝方面，要做好對粉塵等相關(guān)物質(zhì)的處理，提高設(shè)備運行完整性，利用設(shè)計隔膜系統(tǒng)對空氣中粉塵進(jìn)行隔絕。最后應(yīng)提高對設(shè)備的檢測頻率，提高系統(tǒng)運行效益，減少系統(tǒng)老化問題的產(chǎn)生，確保電力系統(tǒng)能夠按照相關(guān)規(guī)范穩(wěn)定運行。

2.4對電力系統(tǒng)維護(hù)人員進(jìn)行規(guī)程的培訓(xùn)

電力系統(tǒng)維護(hù)人員的培訓(xùn)要求以電力維護(hù)管理實踐為核心，通過提高電力人員實際操作水平將技術(shù)人員技術(shù)能力進(jìn)行提升。電力系統(tǒng)維護(hù)人員的培訓(xùn)與開展應(yīng)通過兩部分進(jìn)行。第一步要求先對技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)考核，通過考核對技術(shù)人員的水平進(jìn)行全面摸底。對未能通過考核的人員，應(yīng)及時組織基礎(chǔ)知識培訓(xùn)工作，而對于已通過考核的人員，則可進(jìn)一步開展更為深入的培訓(xùn)工作，從而為電力系統(tǒng)運行培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)人才。對存在違規(guī)操作的技術(shù)人員，要給予一定的處罰，并進(jìn)行業(yè)績考核處理。而對能夠安置相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行電力系統(tǒng)維護(hù)的工作人員，可適當(dāng)在薪酬方面加以提升，以此形成完善的獎罰制度，使相關(guān)技術(shù)人員能夠更為主動的提升自己，以此提高技術(shù)人員培訓(xùn)的實際效果。

3繼電保護(hù)中常見的故障分析

3.1運行故障

繼電系統(tǒng)運行故障問題的產(chǎn)生較為產(chǎn)生，由于系統(tǒng)較為復(fù)雜，因此故障問題的產(chǎn)生因素也相對較多，其中以系統(tǒng)運載負(fù)荷過高即系統(tǒng)元器件局部溫度過高問題最為嚴(yán)重，可直接導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)運行失效，繼而進(jìn)一步促使系統(tǒng)故障問題的產(chǎn)生。對于運行故障的解決，應(yīng)對多個元件及構(gòu)件系統(tǒng)運行進(jìn)行逐一排查，并對運行狀態(tài)進(jìn)行分析，通過排除法開展有針對性的技術(shù)維護(hù)管理工作，同時應(yīng)制定有效的預(yù)備處理方案，降低維修后出現(xiàn)運行故障的可能性，保障繼電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，實際的繼電保護(hù)系統(tǒng)運行如圖1所示。

3.2產(chǎn)源故障

在繼電保護(hù)的裝置實際運行的過程中，要保證生產(chǎn)產(chǎn)品的型號及規(guī)格等要素與實際情況相符。但是，在實際的工作中，繼電保護(hù)裝置中常常出現(xiàn)產(chǎn)源的故障問題。除此之外，由于繼電保護(hù)裝置中，由于晶體管的質(zhì)量不過關(guān)，從而造成繼電保護(hù)裝置常常出現(xiàn)運行受阻的情況，使得繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量受到極大的影響。

4繼電保護(hù)事故的類型

4.1計算的錯誤

計算錯誤主要體現(xiàn)在人為操作及系統(tǒng)運行管理兩個方面，人為操作的計算錯誤直接導(dǎo)致系統(tǒng)運行數(shù)值的改變，使系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)與實際情況不符，難以按照數(shù)據(jù)預(yù)算獲知系統(tǒng)運行狀況。人為計算事物問題的產(chǎn)生概率處理不固定范圍內(nèi)，因此該問題的產(chǎn)生也難以通過技術(shù)手段進(jìn)行遏制，僅可利用多流程運算管理的方式降低人為運算錯誤的概率。在系統(tǒng)運行管理方面，設(shè)備單一系統(tǒng)運行的停滯均有可能引起數(shù)據(jù)值數(shù)的不準(zhǔn)確，從而引發(fā)計算錯誤問題，為此要在數(shù)據(jù)信息提取前，對設(shè)備進(jìn)行全方位檢查，并提高數(shù)據(jù)運行流程，通過層層把關(guān)降低計算錯誤產(chǎn)生的概率。

4.2抗干擾性差

繼電器本身自帶設(shè)備的抗干擾性就不強，經(jīng)過實踐證明，繼電保護(hù)裝置中所帶有的晶體管本身的抗干擾性就無法與其他保護(hù)器中的設(shè)備相比較，也就是說繼電保護(hù)裝置器中晶體管的抗干擾性能極差。繼電器對于外界的干擾過于敏感，假如在干燥的環(huán)境下，工作人員身上的毛制品衣服都會對其造成一定程度的干擾，由于毛制品衣服極容易產(chǎn)生靜電，從而對繼電保護(hù)器的安全性造成威脅。嚴(yán)重時，就連工作人員身上帶的靜電都會對所接觸的電子設(shè)備進(jìn)行放電，進(jìn)而造成不同程度的燒毀，同時，繼電系統(tǒng)正常的程序也會遭到破壞。

5繼電保護(hù)策略

5.1完善相應(yīng)的規(guī)章制度

規(guī)章制度的完善可進(jìn)一步降低繼電設(shè)備運行失效問題的產(chǎn)生，提高繼電保護(hù)設(shè)備運行效果。規(guī)章制度的完善與建立應(yīng)符合設(shè)備運行的基本需要，通過以設(shè)備運行環(huán)境為基礎(chǔ)，提高對技術(shù)人員的管理，保障相關(guān)技術(shù)人員可按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)維護(hù)與檢修工作，以免因人為因素而對設(shè)備運行產(chǎn)生不利影響。規(guī)章制度對人員的管理僅是制度完善的一方面，在對設(shè)備的規(guī)范化管理方面，也應(yīng)通過多種方法對制度加以完善，以此確保制度的運行能夠切實的在設(shè)備及人員管理方面發(fā)揮作用，這便能夠有效降低電力系統(tǒng)運行故障產(chǎn)生的概率，使設(shè)備故障能夠控制在合理范圍內(nèi)。

5.2引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)

先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)勢在必行，其關(guān)鍵在于哪一種技術(shù)適用于我國現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)運行與發(fā)展。現(xiàn)代電力系統(tǒng)故障處理及系統(tǒng)實時監(jiān)控與保護(hù)技術(shù)多種多樣，對技術(shù)的應(yīng)用不應(yīng)重視好壞問題，而應(yīng)重視適應(yīng)性問題，先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)可有效提高設(shè)備運行效益，將電力系統(tǒng)故障問題在安全的環(huán)境下加以解決。我國由于電力系統(tǒng)建設(shè)涉及范圍廣泛，同時電力系統(tǒng)部分基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建還有待完善，因此對先進(jìn)技術(shù)的運用于引進(jìn)仍需一段時間的磨合與等待，此時便可充分利用該段時間做好先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)規(guī)劃，為區(qū)域電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行做好相關(guān)方面的設(shè)計，以此為構(gòu)建完善的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)代化技術(shù)支持。

6結(jié)語

電力系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，同時電力運行壓力較大，通常處于高負(fù)荷運行狀態(tài)，因此電力系統(tǒng)運行短路故障問題的產(chǎn)生便無可避免，同時繼電保護(hù)設(shè)備的運行故障也易受到外部因素及內(nèi)部因素的方面影響，繼而造成設(shè)備運行效果大打折扣，對于以上問題解決，應(yīng)從設(shè)備設(shè)計至設(shè)備運行等多個階段進(jìn)行優(yōu)化，并安排相關(guān)技術(shù)人員對設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)管理，保障設(shè)備運行有效性，將外部影響因素及內(nèi)部影響因素的產(chǎn)生進(jìn)行有效隔絕，從而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定堅實的基礎(chǔ)。