基于繼電保護(hù)裝置對配網(wǎng)供電可靠性保障的分析

羅城

摘 要：為切實增強配網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性，本文就配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時的系統(tǒng)特點與配網(wǎng)中對繼電保護(hù)裝置的配置展開了深入的研究工作，結(jié)合本次研究，進(jìn)一步提出了自動投入備用電源、正確配置階段式電流保護(hù)、合理使用重合閘等保障配網(wǎng)供電可靠性的措施，以期能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的有效保障。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)裝置；重合閘；配網(wǎng)供電；系統(tǒng)故障

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在整個電力系統(tǒng)內(nèi)低壓配網(wǎng)系統(tǒng)是其中最為關(guān)鍵的一項構(gòu)成內(nèi)容，是聯(lián)系系統(tǒng)與用戶的重要紐帶，因此確保整個配網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行將至關(guān)重要。為實現(xiàn)對配網(wǎng)供電可靠性的有效增強，在系統(tǒng)當(dāng)中常常會配置數(shù)量眾多的繼電保護(hù)裝置，繼電保護(hù)裝置可以在故障問題出現(xiàn)的第一時間便向有關(guān)工作人員發(fā)出警報信息亦或是自動排除配網(wǎng)系統(tǒng)故障，最終促使配網(wǎng)系統(tǒng)能夠得以安全、穩(wěn)定的運行，防止出現(xiàn)大的電力事故危險。

一、配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時的系統(tǒng)特點

通常情況下配網(wǎng)系統(tǒng)大都是經(jīng)消弧線圈接地亦或是中性點不接地的系統(tǒng)，在出現(xiàn)接地故障情況時，通過故障位置的電流基本上都是對地電容電流，若電容電流值明顯偏大，便極有可能會出現(xiàn)間歇性電弧情況，并將還有可能會引發(fā)正常相電壓上升現(xiàn)象，使得多點接地情況成為可能，然而在故障問題出現(xiàn)之初，因為故障電流值往往很小，而且三項間線電壓也未發(fā)生變化，因此，在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障之后仍可持續(xù)運行一段時間，若運行時間過長也存在著非故障相絕緣下降的風(fēng)險，并甚至?xí)纱嗽斐啥帱c接地產(chǎn)生負(fù)荷虧損。在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題后，其電壓電流往往會表現(xiàn)出以下幾方面的特點：（1）電流。非故障相其零序電流數(shù)值將會與該線路的地電容電流相一致，故障相零序電流與整個非故障線路的電流集合相一致，接地點零序電流與整個系統(tǒng)的對地電容電流相一致。（2）電壓。在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)了接地故障情況后，其故障相的電壓便會歸零，非故障相的電壓值將會轉(zhuǎn)變?yōu)榫€電壓，三個線電壓大小與相位不發(fā)生改變，零序電壓大小轉(zhuǎn)變?yōu)橄嚯妷骸＃?）相位。接地點零序電流超過前零序電壓值90°。因此，就結(jié)合上述特點來進(jìn)行繼電保護(hù)核心性能的配置，可充分保障配網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)問題時能夠被及時切斷，不影響到非故障線路的正常運行。

二、配網(wǎng)中繼電保護(hù)裝置的配置

（一）零序電流保護(hù)

這一保護(hù)方式是依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的零序電流來進(jìn)行判斷的一種保護(hù)機制，其主要的功能價值體現(xiàn)在若系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題便會在線路內(nèi)部發(fā)生零序電流，繼電保護(hù)裝置選用本線路零序電流值，一旦電流與繼電保護(hù)裝置動作值一致便會即刻切除故障，然而在配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)通常不投入零序電流保護(hù)，這主要是由于在配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，零序電流是整體系統(tǒng)對地電容電流，電流值相對偏小，因此無法對故障問題作出快速反應(yīng)，因而通常不采用零序保護(hù)。

（二）過電流保護(hù)

過電流保護(hù)在配網(wǎng)內(nèi)的應(yīng)用主要是以三段式為主，其中第Ⅰ段保護(hù)為電流速斷保護(hù)，其功能主要是應(yīng)用在對線路末尾故障的高效切除，動作時間為瞬時性，因此即被稱作是電流速斷保護(hù)，因此，愈發(fā)接近于故障點，與之相對應(yīng)的動作值便會愈發(fā)減小，所作出的動作相對也將會更加靈便。第Ⅱ段保護(hù)為限時限電流保護(hù)，其功能是將線路上第Ⅰ段所無法排除的故障進(jìn)行切斷，同時還具備一定的延時特性，因此也時常被稱作是限時限電流保護(hù)，在這一段保護(hù)當(dāng)中通常會與后一級電路的Ⅰ段進(jìn)行協(xié)同配合，便可對整個配網(wǎng)系統(tǒng)運行的有效保障。第Ⅲ段保護(hù)即為定時限電流保護(hù)，其咋配置之時所依據(jù)的原理和前兩段完全不同，主要是依據(jù)過負(fù)荷進(jìn)行配置，每一段保護(hù)均具備其自身的固定時間與數(shù)值，同時由用戶至電源點，動作時間不斷延長，電流值也持續(xù)增大，此類配合方式可有選擇性的進(jìn)行故障切除，然而在逐步接近電源點的過程當(dāng)中，一旦故障電流增大且動作時間延長，便很有可能會造成電網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p毀，因此基于這一狀況下需將Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段保護(hù)同時應(yīng)用，以便給予主后備保護(hù)互相協(xié)同配合應(yīng)用。

三、保障配網(wǎng)供電可靠性的措施

（一）自動投入備用電源

經(jīng)有關(guān)調(diào)查研究表明，在架空線路所發(fā)生的故障問題中，其中超過九成以上是由于瞬時性故障所引發(fā)的，例如飛鳥、雷擊等因素所造成的短時性故障問題，盡管這些故障經(jīng)過短時間后便會消失，然而因為短路所導(dǎo)致的故障點仍舊通過電弧在持續(xù)對周圍空氣進(jìn)行放電，在故障時間與繼電保護(hù)動作時間相一致后，保護(hù)動作便會將線路兩側(cè)的斷路器切斷，此時故障點因不具備電持續(xù)供電的電源點，其故障點也便開始逐漸熄弧，待到完全熄弧以后，故障線路便可正常運行，若這時可將兩側(cè)斷路器合上確保電路供電的連續(xù)性，此舉不但有助于保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，還可大大減小受損程度。因而，在變電站內(nèi)配置具備重合閘功能的繼電繼電保護(hù)裝置，所依據(jù)的原理即：若線路瞬時故障排除后，便可自行恢復(fù)供電；若線路故障已恢復(fù)便可持續(xù)供電；若線路故障未完全恢復(fù)，應(yīng)在重合之后加速跳閘，以保障電網(wǎng)的安全性。

重合閘保護(hù)的特點具體可概括如下：

（1）可實現(xiàn)對瞬時性故障的快速恢復(fù)，有助于保障電力供應(yīng)的可靠性。

（2）可實現(xiàn)對因為繼電保護(hù)錯誤操作行為、斷路器機構(gòu)失靈等因素導(dǎo)致的不正常跳閘利用重合閘補救。

（3）可實現(xiàn)對系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定性的全面提升，促使系統(tǒng)更快的回歸至原本的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)之中，有助于保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（二）正確配置階段式電流保護(hù)

在目前的配網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中對于電流保護(hù)普遍采用三段式方式，電流速斷保護(hù)能夠大幅度縮短故障切斷的間隔時間，通常情況下充當(dāng)線路保護(hù)的主保護(hù)，限時電流速斷保護(hù)確保了對全線故障的完全切除，作為電流速斷保護(hù)的后備支持，在電流速斷難以正常發(fā)揮作用是，限時速斷保護(hù)便可切斷故障問題。在日常配置方面，必須對電流正定數(shù)值與動作時間進(jìn)行精確計算，在確保線路能夠達(dá)到良好選擇性的前提下還應(yīng)同時考慮到高效、便捷等多方面要求。

（三）合理使用重合閘

為促使整體配網(wǎng)供電的安全、可靠，在變電站內(nèi)通常還需預(yù)先設(shè)置自投裝置，在供電線路出現(xiàn)故障問題以后可將之自動投進(jìn)備用電源并確保用戶能夠為之提供以持續(xù)性的電力供應(yīng)，在備用電源投入前，還必須保障工作電源已完全切除，以免備用電源自動投入至故障相，一旦出現(xiàn)此類情況不但會導(dǎo)致自投裝置失去原有效果，甚至還會加大故障問題的發(fā)生范圍，對電力設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷。

結(jié)語

總而言之，在整個電力系統(tǒng)當(dāng)中配網(wǎng)所起到的作用價值至關(guān)重要，其主要負(fù)責(zé)將系統(tǒng)與用戶進(jìn)行連接，因此必須確保配網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。為切實提升配網(wǎng)在實際運行過程當(dāng)中的可靠性，還需在系統(tǒng)內(nèi)部配置大量的繼電保護(hù)裝置，以便能夠更加在系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時可直接向工作人員發(fā)送報警信息亦或是自動排除故障，以便實現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，最大程度地避免電力事故危險的發(fā)生。

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