配電線路繼電保護的改進

劉志宏

【摘 ?要】改革后，隨著人們生活的不斷提高，對電力的需求不斷增加，近年來，我國的繼電保護工程全面發(fā)展，技術(shù)水平不斷提高，微機化操作開始普遍應(yīng)用，過電流的保護能力不斷提升。但是即便如此，配電線路繼電保護在可靠性以及運行維護水平上依舊存在諸多不足，繼電保護的原理和配置缺乏靈動性，一旦發(fā)生事故，就會造成巨大損失。在網(wǎng)絡(luò)日趨發(fā)展的背景下，我們必須結(jié)合實際提出繼電保護的具體改進措施，解決損耗問題，確保繼電保護配置的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】配電線路;繼電保護配置;改進措施;思路構(gòu)建

引言

輸電線路是供電網(wǎng)的重要組成部分，對供電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性具有十分重要的影響作用，是供電系統(tǒng)可靠運行的前提條件?？萍己徒?jīng)濟的發(fā)展使我國的電網(wǎng)建設(shè)飛速發(fā)展，電網(wǎng)的電壓等級得到提高，穩(wěn)定性也逐漸增強。但電網(wǎng)中輸電線路仍不可避免地會受到各種因素的影響產(chǎn)生故障，阻礙電網(wǎng)的正常運行。

1輸電線路繼電保護的原理

繼電保護的原理：當系統(tǒng)出現(xiàn)短路或異常狀況時，根據(jù)電氣量的變化采取繼電保護措施。電氣量主要指電流、電壓、功率等，在大部分情況下，無論是哪個電氣量發(fā)生變化，繼電保護裝置都包括測量、邏輯、執(zhí)行三部分。

1.1繼電保護的基本要求

繼電保護的基本要求是保證電力系統(tǒng)運行過程的可靠性、靈敏性、選擇性、速動性。可靠性。在電力系統(tǒng)需要進行保護時，繼電保護應(yīng)進行可靠的保護動作;當電力系統(tǒng)不需要保護時，則繼電保護系統(tǒng)應(yīng)可靠的不進行保護動作，這是繼電保護的可靠性要求。靈敏性、選擇性。繼電保護的靈敏性、選擇性需要通過整定實現(xiàn)。其中靈敏性指的是當電力設(shè)備或輸電線路在被保護范圍內(nèi)出現(xiàn)金屬短路現(xiàn)象時，應(yīng)根據(jù)繼電保護的各類保護最小靈敏系數(shù)規(guī)定動作。選擇性指的是輸電線路發(fā)生故障時，先利用故障設(shè)備或線路本身切出故障，若無法其自身無法解決故障，再利用其它保護設(shè)備進行故障切除。速動性要求指的是繼電保護動作應(yīng)迅速。

1.2繼電保護裝置設(shè)計原則

當輸電線路存在安全隱患但仍未發(fā)生事故時，繼電保護能夠避免事故發(fā)生;當輸電線路發(fā)生故障時，繼電保護能夠有效防止故障蔓延。繼電保護能夠為電力系統(tǒng)的運行安全提供保障，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。繼電保護的重要性和其在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的重要作用決定了繼電保護裝置必須嚴格按照國家電網(wǎng)要求和相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計，繼電保護裝置必須采用已經(jīng)成功且具有運行經(jīng)驗的技術(shù)。繼電保護裝置的設(shè)計原則是：從整體出發(fā)，重點培養(yǎng)，合理管理，嚴格管理裝置的選型、配置、整定試驗等內(nèi)容，以保障繼電保護裝置的有效性，為電網(wǎng)的運行提供有力的保護。

2配電線路繼電保護配置存在的主要問題

我國目前采取的配電線路繼電保護配置在總體能力上還較為欠缺，選擇性、速動性、靈敏性以及可靠性上還不達標，無法凸顯繼電保護配置的重要性。目前，我國35kV以下的低壓系統(tǒng)，采用的還是單電源輻射性電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、可重構(gòu)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及“手拉手”供電結(jié)構(gòu)中的一種，繼電保護只能實現(xiàn)短時期內(nèi)的保護。繼電保護的配置也僅包括2種模式，即階段式線路兩端均裝保護以及有方向的距離保護，且2種方式都存在嚴重的局限性。具體而言，這2種方式從其原理上分析就存在不足，通過定值和時限的方式獲取保護，只能保證某部門區(qū)段的電路故障可以被及時解決，剩余的故障一般要延時0.3s～0.5s，有的甚至要更長時間。與此同時，由于運行方式的影響，使階段式保護的靈敏度較低，計算量大且復(fù)雜，保護不到位。對于中低壓系統(tǒng)故障而言，雖然延時保護不會造成大面積電力中斷的現(xiàn)象，可是危害依舊嚴重，有時候會出現(xiàn)大面積斷電的情況，根據(jù)不同的故障也會有不同的反映。具體而言，在電動機負載量較大的情況下，會影響電壓的穩(wěn)定運行，減小電機的轉(zhuǎn)動速度，出現(xiàn)甩負荷的問題，甚至發(fā)生短路。這時進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，能夠發(fā)現(xiàn)同一系統(tǒng)上的電動機轉(zhuǎn)速明顯下降，只能通過吸收無功電流讓系統(tǒng)恢復(fù)運轉(zhuǎn)，進而導(dǎo)致電壓數(shù)值下降，或者直接造成崩潰;當延時較多或者在故障切除過程中，一旦切除時間加長，相鄰設(shè)備有可能出現(xiàn)燒毀的情況，還有可能使設(shè)備受損，或者引發(fā)火災(zāi)和爆炸，擴大危害性;由于當前各種生產(chǎn)活動逐步走向智能化方向，對于電力運行提出了更高的要求，今后一旦發(fā)生故障，造成的損失也會越來越大。

3配電線路繼電保護配置的改進措施

基于上述內(nèi)容的論述，我們能夠直觀的認識到配電線路繼電保護工作對于電力穩(wěn)定運行的重要意義。基于當前的電力情況，我們必須提出可行性的改進方法，并從配置以及技術(shù)兩方面進行完善。

3.1中低壓線路繼電保護配置的改進

基于上述內(nèi)容的論述，我們已經(jīng)了解到當前的配電線路繼電保護配置還存在較為嚴重的問題，與現(xiàn)代化技術(shù)的要求不相適應(yīng)，無法滿足電網(wǎng)對繼電保護的要求。新的眾聯(lián)電流差動保護方式具有一定的優(yōu)勢，靈敏度非常高，且成本花費低，與現(xiàn)代化技術(shù)的結(jié)合使用可以有效解決原來的問題。同時，它最大的優(yōu)勢是其信息實質(zhì)是一位二進制數(shù)，只要對線路兩端的信號狀態(tài)進行比較即可。從理論上講，無論是在高壓或超高壓的輸電系統(tǒng)，還是在中低壓的配電系統(tǒng)，縱聯(lián)電流差動保護基于基爾霍夫電流定律。它需要同時采集并實時交換被保護線路兩端的電流信息（電流瞬時值或相量），必須有同步采樣的控制措施。

3.2電力線載波

在高壓和超高壓系統(tǒng)中，電力線載波曾是縱聯(lián)保護交換信息的主要形式，隨著光纖技術(shù)的引入，其應(yīng)用有所減少，但目前在雙重化保護配置中，通常還是有一套縱聯(lián)保護應(yīng)用電力線載波通道。在中低壓配電系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用載波來傳輸縱聯(lián)保護信號，但中低壓線路通常有較多分支，如果每個分支的末端都裝設(shè)阻波器和結(jié)合設(shè)備，投資會比較高，如不裝設(shè)阻波器，信號衰耗可能比較大。因此，這種模式適合沒有分支線的配電線路。

3.3數(shù)字化繼電保護系統(tǒng)。計算機技術(shù)的迅速進步促進了

電力系統(tǒng)運行、控制領(lǐng)域的改革，數(shù)字化繼電保護系統(tǒng)成為了輸電線路繼電保護的一個發(fā)展趨勢。集成電路是工業(yè)控制的常規(guī)芯片，在集成電路的基礎(chǔ)上進行數(shù)字化運行，控繼電保護系統(tǒng)能夠大大提高繼電保護的準確性、有效性。

3.4測控、保護、錄波、網(wǎng)絡(luò)、通信一體化的繼電保護系統(tǒng)。

在輸電線路繼電保護系統(tǒng)實現(xiàn)計算機信息化、網(wǎng)絡(luò)集成化的前提條件下，可以將集控中心的繼電保護裝置看作一臺高性能，且具有多種功能的高級應(yīng)用計算機。這臺計算機是輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能終端，具有計算分析、運行決策的功能。此類繼電保護系統(tǒng)中，繼電保護裝置被直接安裝在被保護對象旁，光纖網(wǎng)絡(luò)能將數(shù)字信號傳輸?shù)郊刂行?，可以?jié)約電纜的使用，優(yōu)化系統(tǒng)的效益。3.5光纖通道光纖傳播可靠性好，傳輸?shù)娜萘烤薮螅瑐鬏敽颓袚Q延時都比較小，在有條件和技術(shù)允許的情況下，應(yīng)該盡可能利用光纖通道進行敷設(shè)。它完全可以滿足縱聯(lián)比較式繼電保護的高標準，將其運用到配電變電站、開關(guān)站以及開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等地方，可以構(gòu)成一個縱聯(lián)原理保護體系，切實提高繼電保護配電的水平，并減少不必要的開支。

結(jié)語

在配電網(wǎng)運行過程中，繼電保護發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，而在繼電保護裝置工作過程中，繼電保護整定計算作為十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其準確性和可靠性是確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。因此，我們在日常工作中要加強繼電保護的整定計算與整定管理，從而確保繼電保護系統(tǒng)正常運行，確保電網(wǎng)及時、穩(wěn)定地供應(yīng)電能。

參考文獻：

[1]鄭沛豪，劉婧雯，戈元江，等.輸電線路繼電保護問題研究[J].低碳世界，2016（22）：75-76.

[2]宋濤.有關(guān)配電線路中繼電保護問題的分析與探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（18）：156-157.

（作者單位：國網(wǎng)黑龍江省寶泉嶺電業(yè)局有限公司梧桐河供電所）