廣東怡信電力工程有限公司 蔡其昭

淺析中壓配電系統(tǒng)繼電保護的常見問題及應(yīng)對措施

廣東怡信電力工程有限公司 蔡其昭

近年來我國國民經(jīng)濟取得了快速的發(fā)展，電力資源對我國經(jīng)濟的發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ?、工作有著重要的支撐作用。當前電力資源的供需矛盾尖銳，國家以及人們對用電安全以及電力供應(yīng)有著更高的要求。中壓配電是我國配電系統(tǒng)中最為常用的，所以必須做好中壓配電系統(tǒng)的繼電保護工作。本文正是基于這個背景，深入探討了中壓配電系統(tǒng)繼電保護的相關(guān)概念，并深入分析了當前中壓配電系統(tǒng)繼電保護中存在的問題并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

中壓配電系統(tǒng)；問題；繼電保護；應(yīng)對措施

電力系統(tǒng)中的電氣線路把電氣設(shè)備連接起來,但是由于我國地大物博以及地質(zhì)地形復(fù)雜多樣的特點,所以電力系統(tǒng)受外界環(huán)境的影響。電力系統(tǒng)隨著時間的流逝,會發(fā)生一些故障。然而這些故障會阻礙電力系統(tǒng)的正常運行,中壓配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中有著重要作用,中壓配電系統(tǒng)的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性決定了電力系統(tǒng)是否能安全有效運行。鑒于繼電保護工作在中壓配電系統(tǒng)中的重要作用,作為新時期下的電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)人員,必須注重日常工作經(jīng)驗的總結(jié)與反思,對當前中壓配電系統(tǒng)中繼電保護存在的問題有個基本的認識,這樣才能提出針對性的措施。旨在與同行交流,促進電力行業(yè)的繼續(xù)發(fā)展。

1 中壓配電系統(tǒng)繼電保護的相關(guān)概念以及保護價值

繼電保護顧名思義指的是安裝一部分自動化的元件在電力系統(tǒng)中,一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,這些元件將自動隔離故障,保護整個系統(tǒng)不受故障部分的影響,通過繼電保護裝置來控制、檢測以及監(jiān)控整個電力系統(tǒng)。

在電力系統(tǒng)中安裝繼電保護設(shè)備的價值在于,配電系統(tǒng)在運行過程中一旦出現(xiàn)故障,繼電保護設(shè)備就能立刻把出現(xiàn)問題的元件進行切斷,避免整個配電系統(tǒng)與出現(xiàn)故障的元件有聯(lián)系。全面監(jiān)控整個電力系統(tǒng),并確保電力系統(tǒng)的安全性以及可靠性,把電力損失控制在一定范圍內(nèi),避免電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重的安全事故,確保整個配電系統(tǒng)安全、高效以及穩(wěn)定的運行。中壓繼電保護配置及自動裝置圖如圖1所示[1]。

2 當前中壓配電系統(tǒng)繼電保護中的問題分析

2.1 定值方面配合存在漏洞

中壓配電系統(tǒng)中,電流電壓的保護主要依靠微機技術(shù)的利用。必須把過流時間級差控制在0.3—0.5秒范圍內(nèi),速斷時間必須為0秒,速斷保護出口的時間必須控制在40ms作用。

中壓配電系統(tǒng)受負荷密度以及地理條件的影響,致使自變電所中壓母線存在數(shù)量多,最終環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)得以形成。其典型結(jié)線如圖2所示。如果輸配電之間的距離較近的話,輸電電纜較短,從而使電阻變小,增大負載的電流,一旦開閉所的較短距離以及內(nèi)部饋線出現(xiàn)故障,因為沒有把時間階梯設(shè)置在速斷保護裝備上,所以繼電保護器就具備時限配置方面的漏洞。要想把故障快速切除,繼電保護器就必須立刻促使自動跳閘,甚至出現(xiàn)越級跳閘的現(xiàn)象,故障系統(tǒng)就會有所擴大,停電現(xiàn)象就會屢次發(fā)生。

圖1 中壓繼電保護配置及自動裝置圖

圖2 中壓配電系統(tǒng)典型結(jié)線圖

2.2 電流互感器存在過于飽和的問題

由于我國電力能源供需矛盾較尖銳,國民經(jīng)濟的發(fā)展以及人們的日常生活工作對電力資源的需求量增大,所以不斷擴大電力系統(tǒng)的規(guī)模,中壓配電系統(tǒng)在運行中發(fā)生短路故障的幾率也會增大。如果配電站出口發(fā)生短路的故障,而短路電流本身較大,甚至是正常電流的幾百倍,比電流互感器中的額定電流還高。

一旦穩(wěn)態(tài)短路現(xiàn)象出現(xiàn)在配電系統(tǒng)中,電流互感器的變比誤差則由一次短路電流來決定,一次短路電流與電流互感器的變比誤差呈正比,一次短路電流增大,電流互感器的變比誤差則會增大,反之亦然。所以電力系統(tǒng)中,靈敏度不高的電流速斷保護器就會因此拒絕相關(guān)動作,故障部位的切除則不能及時得以實現(xiàn)。

中壓配電系統(tǒng)中由于存在過于飽和的電流互感器,配電系統(tǒng)如果出現(xiàn)短路故障,二次側(cè)的電流不僅不能真實、及時的反應(yīng)故障電流,而且會阻礙電流速斷保護裝置的正常工作。從而電流速斷保護裝置就會喪失原本的保護功能。

中壓配電系統(tǒng)中的出線處如果出現(xiàn)短路故障,則必須利用主變壓器進行后備保護,或者利用母聯(lián)斷路器把相關(guān)故障進行切除,從而避免較大電氣事故的發(fā)生、避免故障范圍的擴大、避免故障時間的延長、確保電力系統(tǒng)能不受故障影響而順利進行。

2.3 勵磁涌流存在問題

中壓配電系統(tǒng)進行繼電保護工作時必須采用電流速斷保護這項重要措施。電流速斷保護的主要設(shè)計思路在于通過研究躲過線路終端的三相電流、電路運行中的最大負荷,并且確?？煽肯到y(tǒng)在1.2以及以上。由于輸電線路具有長度較長的特點,再加上電力系統(tǒng)本身阻抗大,所以配置數(shù)量較多的配電變壓器,把動作電流值控制在最小范圍內(nèi),這樣才能確保保護工作的精確性和可靠性。

電流在平常的整定中,傳統(tǒng)的方法已不能適應(yīng)當前配電變壓器的情況,因為傳統(tǒng)方法并無考慮投運配電變壓器的過程中無時限電流速斷保護受勵磁涌流的影響的情況。所以在實際運行過程中,勵磁涌流的初始值通常會大于無時限電流速斷最初所設(shè)立的保護值,而中壓輸電線路存在較多的電力系統(tǒng),在通過檢修工序之后雖然可以把開關(guān)合上,但是運用在實際運行中,勵磁涌流的影響會造成電力系統(tǒng)屢發(fā)保護性動作跳閘的現(xiàn)象,停電次數(shù)就會增多,電力能源則不能得到正常供應(yīng),國家經(jīng)濟以及人民日常生活、工作則會受到影響[2]。

3 加強中壓配電系統(tǒng)繼電保護的措施

3.1 利用線路縱聯(lián)差動保護來主保護線路

輸電線路如果較短,一旦平常的電流電壓器保護不能實現(xiàn)電流速斷上級以及下級的保護時,就必須利用線路縱聯(lián)差動來進行線路的主保護工作,提高電網(wǎng)在繼電保護快速性方面的選擇性。比如在圖2中AaBbCc這幾處采用的是型號為csc-213的繼電保護裝置,一旦線路出現(xiàn)短路的故障,相應(yīng)線路的差動保護啟動開關(guān)將會自動跳閘,把故障部位進行隔離,相鄰線路也會進行判斷,一旦發(fā)現(xiàn)故障在自己的區(qū)域之外,便會保持開關(guān)狀態(tài),越級跳閘的現(xiàn)象就不會發(fā)生。csc—213是通過光纖來進行閉鎖信號的傳遞,距離較短的線路若采用此種型號的裝置便可以降低一定的成本。

3.2 電流互感器方面的措施

電力企業(yè)工作人員在選擇電流互感器時,必須注意電流互感器的變比。中壓配電系統(tǒng)采取繼電保護措施時,必須把電流互感器的變比控制在300/5以及以上,變比不可太小。

電力企業(yè)的工作人員注意電流互感器上應(yīng)避免增加二次負載,電流互感器應(yīng)該獨立使用,并且控制好電流互感器的數(shù)量。確保繼電保護裝置以及電力系統(tǒng)中的計量裝置都能正常運行,不受彼此的干擾。電力企業(yè)工作人員必須注意控制二次側(cè)電纜的橫截面面積以及長度。電流互感器如果具備測控以及保護的性能則會更好,電流互感器過于飽和的情況則不會發(fā)生。

3.3 涌流引起誤差方面的措施

勵磁涌流具有規(guī)律性的特點,時間一旦流逝勵磁涌流則會日漸衰減。勵磁涌流量在最初都很大,小型的變壓器隨著工頻周波的影響會減小勵磁涌流量。電力企業(yè)相關(guān)人員可以從這一特性出發(fā),避免大量勵磁涌流的發(fā)生。可以借助時間的方式,避免誤動作的發(fā)生。適當延長保護設(shè)備的回路的時間,把延時時限控制在0.1—0.5秒的范圍內(nèi)。延長時限的方式不用改造相關(guān)繼電保護設(shè)備就可以直接減少勵磁涌流的影響,降低電力企業(yè)不必要的成本開支[3]。

4 結(jié)語

綜上所述,繼電保護工作在中壓配電系統(tǒng)中有著重要作用,繼電保護工作是否到位在一定程度上決定了電網(wǎng)運行的安全性是否得到保障、電力系統(tǒng)是否能正常運行、電力企業(yè)是否能獲得足夠的經(jīng)濟效益實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。電力企業(yè)必須從當前中壓配電系統(tǒng)中的繼電保護工作的情況出發(fā),采取適宜的措施,保障電力系統(tǒng)的正常運行。

［1］劉增棟.10kv配電系統(tǒng)繼電保護的常見問題及應(yīng)對措施［J］.電子制作,2015,01:228.

［2］吳文勝,王桃友,宋剛.10kV配電系統(tǒng)繼電保護現(xiàn)場調(diào)試的常見問題分析［J］.通訊世界,2014,06:75-76.

［3］易漢誠.10KV配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題及應(yīng)對措施探析［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2014,11:71-72.