孫云奇

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司巢湖市供電公司，安徽巢湖 238000）

1.配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的保護(hù)原則與分類

1.1 保護(hù)原則

在配電系統(tǒng)出現(xiàn)安全隱患問題或故障問題時，繼電保護(hù)裝置會發(fā)出警告信號或發(fā)出動作指令，進(jìn)行提醒，此時要求繼電保護(hù)裝置能對發(fā)生問題的相應(yīng)配電回路進(jìn)行及時準(zhǔn)確的跳開處理，在防止電路故障擴(kuò)大化的同時對本回路進(jìn)行及時止損保護(hù)，同時對未發(fā)生故障問題的回路供電運行提供保障[1]。在使用繼電保護(hù)裝置時，應(yīng)遵循以下保護(hù)原則。

1.1.1 選擇性保護(hù)

在配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置所負(fù)責(zé)保護(hù)的設(shè)備或線路發(fā)生故障問題時，選擇由距離故障位置最近的一級保護(hù)開關(guān)進(jìn)行動作跳閘，保證其他非故障線路正常供電不受影響，保護(hù)裝置開關(guān)不應(yīng)越級跳閘進(jìn)行保護(hù)，要盡量將事故處理范圍最小化，降低故障總體影響。

1.1.2 可靠性保護(hù)

要保證繼電保護(hù)裝置的可靠性原則，即在故障發(fā)生時跳閘指令必須迅速準(zhǔn)確發(fā)出，在無故障發(fā)生時，不出現(xiàn)誤導(dǎo)指令，不出現(xiàn)保護(hù)開關(guān)錯誤動作，從而保障配電系統(tǒng)安全高效的持續(xù)性供電工作。

1.1.3 高效性保護(hù)

為保證繼電保護(hù)裝置的作用，需要對保護(hù)動作的時效性進(jìn)行把關(guān)，只有迅速高效地保護(hù)才能確保系統(tǒng)中故障的事故范圍不會擴(kuò)大，將其限制于本級保護(hù)之內(nèi)。同時迅速高效的啟動效率也為準(zhǔn)備自投裝置以及快切裝置預(yù)留下足夠的跳閘以及投切時間，確保供電可靠進(jìn)行。

1.1.4 靈敏性保護(hù)

想要判斷繼電保護(hù)裝置靈敏度的重要指標(biāo)是靈敏系數(shù)，只有確保每一個保護(hù)項目都符合靈敏性需求，才能保證繼電保護(hù)裝置的除障作用以及動作的準(zhǔn)確高效率。優(yōu)秀的繼電保護(hù)裝置的靈敏性可以保證對保護(hù)區(qū)域內(nèi)任何微小的故障隱患進(jìn)行檢測，反饋到監(jiān)控系統(tǒng)并進(jìn)行問題警告信號發(fā)出，或直接采取下達(dá)開啟分段保護(hù)開關(guān)的命令。

1.2 保護(hù)分類

配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置為電氣設(shè)備以及配電線路提供的保護(hù)主要可分為主保護(hù)和后備保護(hù)，另外還可增設(shè)輔助保護(hù)手段。其中主保護(hù)是指在保證系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全的前提下，保護(hù)裝置能以最快速度對設(shè)備故障以及線路故障的切除處理。后備保護(hù)是指在故障進(jìn)一步發(fā)生后，主保護(hù)以及斷路器據(jù)動之后用來進(jìn)行切除故障的保護(hù)。其中可分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)。當(dāng)主保護(hù)以及斷路器啟動時，由相鄰電氣設(shè)備以及線路實現(xiàn)保護(hù)措施的被稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)，而在同樣情況下，采用設(shè)備線路的另一套繼電保護(hù)的手段被稱為近后備保護(hù)。輔助保護(hù)是指對主保護(hù)以及后備保護(hù)起到輔助補充效果的保護(hù)功能[2]。

2.配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的具體應(yīng)用

2.1 變壓器的繼電保護(hù)應(yīng)用

2.1.1 過流電保護(hù)

繼電保護(hù)裝置的電流需要按照變壓器高頻測額定電流為標(biāo)準(zhǔn)，乘以相應(yīng)安全系數(shù)，以結(jié)果作為過電流保護(hù)的動作電流。當(dāng)實際情況中的電流大于設(shè)定電流時，會及時啟動保護(hù)裝置的跳閘指令。在過電流保護(hù)之中，可細(xì)分出定時限過電流保護(hù)以及反時限過電流保護(hù)，其中定時限過電流保護(hù)的方式不受過載電流大小的影響，通過保護(hù)裝置的動作時間固定以及數(shù)值的提前確定，當(dāng)配電線路過電流是，達(dá)到規(guī)定時間后自動進(jìn)行保護(hù)舉措。反時限過電流保護(hù)是繼電保護(hù)裝置動作時間與過載電流大小成反比，出現(xiàn)問題的過載電流越大，繼電保護(hù)的跳閘時間相應(yīng)的就越遠(yuǎn)。

2.1.2 電流速斷保護(hù)

一般情況下為交配電系統(tǒng)下相應(yīng)安全系數(shù)的電流值，去乘以最大運行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時高壓側(cè)的短路電流初始值，來作為速斷保護(hù)的電流設(shè)定數(shù)值，當(dāng)系統(tǒng)中問題發(fā)生，短路電流大于此設(shè)定值時，啟動繼電保護(hù)裝置的跳閘信號，保障速斷保護(hù)的分閘信號無延時延誤。

2.1.3 低壓側(cè)單相接地保護(hù)

變壓器低壓側(cè)母線或母干線末端的單相接地在最小運行方式下發(fā)生短路時，流過高壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流與繼電保護(hù)裝置的一次動作電流比值小于1.3時，應(yīng)在變壓器低壓側(cè)中性線上裝專用的零序保護(hù)。零序保護(hù)中的動作電流對于Yyn0接線型的變壓器的數(shù)值不超過變壓器低壓側(cè)額定電流的25%，對于Yzn11接線型的變壓器，繼電保護(hù)裝置的動作電流不能超過變壓器低壓側(cè)額定電流的40%。

2.1.4 變壓器的差動保護(hù)

在具體保護(hù)應(yīng)用中，差動保護(hù)經(jīng)過細(xì)分可分為縱聯(lián)差動保護(hù)和橫聯(lián)差動保護(hù)，其中縱聯(lián)差動保護(hù)適用于雙配電回路的保護(hù)，在實際情況中常用的變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的主要配置原理是分別在變壓器高低壓配電回路中裝設(shè)有電流互感器，其中兩套電流互感器分別采集一次電流轉(zhuǎn)換輸入到差動保護(hù)裝置之中，進(jìn)而進(jìn)行電流做差比較。變壓器內(nèi)部及引出線和絕緣管套各區(qū)域在正常情況下無故障發(fā)生時，保護(hù)裝置中的差值近乎為零，保護(hù)裝置不產(chǎn)生反應(yīng)。當(dāng)故障發(fā)生時，要進(jìn)行差動對分閘進(jìn)行保護(hù)。

2.1.5 差動保護(hù)不平衡電流消除

變壓器在運行過程中，動差保護(hù)裝置往往會產(chǎn)生不平衡電流，為保證前期系統(tǒng)安全，在設(shè)計和設(shè)備生產(chǎn)階段應(yīng)采取針對措施進(jìn)行解決。變壓器接線方式往往是產(chǎn)生不平衡電流的原因之一，在全廠性項目的總變電所接線常常使用Yd11接線，這種方式會導(dǎo)致變壓器高低壓側(cè)電流存在30°的相位偏差。盡管使用調(diào)節(jié)電流互感器的變比能夠使二次測電流相等，但由于在變壓器高低壓兩側(cè)仍然存在相位差，使得在差動回路中仍然存在不平衡電流其大小約為0.268倍的互感器二次電流。為解決這一問題，需要在裝設(shè)電流互感器時在變壓器星型連接區(qū)域把電流互感器改為三角形接線。隨后在變壓器三角形接線側(cè)把電流互感器更該為星型接線。從而消除因變壓器高低壓側(cè)電流相位不同所引起的不平衡電流，促進(jìn)繼電保護(hù)裝置中動差保護(hù)的安全可靠性。另外，在實際運行過程中，變壓器自身的勵磁涌流也會引起不平衡電流的出現(xiàn)。在變壓器空載或投切進(jìn)行時，會產(chǎn)生勵磁涌流，并且此時勵磁涌流只通過于變壓器的一次側(cè)。同時因為變壓器二次側(cè)開路無電流，會使較大的差動電流出現(xiàn)在差動保護(hù)回路裝置之中，導(dǎo)致差動保護(hù)裝置運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)誤動作。為減少此類現(xiàn)象的發(fā)生，可在差動保護(hù)回路中串入速飽和電流互感器，二次側(cè)電流接入繼電保護(hù)裝置中，可以減小上述描述中勵磁涌流對差動保護(hù)實施的不良影響。

2.2 配電線路的繼電保護(hù)應(yīng)用

首先可通過過電流保護(hù)，在繼電保護(hù)裝置中動作電流應(yīng)按線路過負(fù)荷電流，其中包含部分電動機(jī)啟動時引起的啟動電流，在與相應(yīng)的安全系數(shù)計算后進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)傳輸電流在線路中大于設(shè)定值的時候，應(yīng)及時啟動保護(hù)裝置分閘信號進(jìn)行自動分閘操作。另外在進(jìn)行無限時電流速斷保護(hù)和帶現(xiàn)實電流速斷保護(hù)時應(yīng)統(tǒng)一按照各自最大運行方式下相臨元件末端三相短路電流作為基準(zhǔn)，再乘以標(biāo)準(zhǔn)下安全系數(shù)作為繼電保護(hù)裝置的動作電流作為設(shè)定。

3.配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，人們對自動化程度的追求不斷提高，促使了配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的不斷轉(zhuǎn)型升級，進(jìn)行技術(shù)拓展，對系統(tǒng)進(jìn)行更全面、更牢靠、更安全、更高效的保護(hù)處理。在未來技術(shù)發(fā)展過程中，繼電保護(hù)系統(tǒng)將吸收新型信息化技術(shù)手段，進(jìn)行進(jìn)一步升級，向更網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化不斷發(fā)展[3]。

4.結(jié)論

為保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運行，需要相關(guān)工作人員做好相應(yīng)的電力系統(tǒng)保護(hù)工作，設(shè)置好繼電保護(hù)裝置，繼電保護(hù)裝置立足于保護(hù)電能傳輸、分配、存儲等不同環(huán)節(jié)，為配電系統(tǒng)做出全面運行安全保障。在現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置技術(shù)下，工作人員應(yīng)努力加強技術(shù)水平，提高安全處理意識，實現(xiàn)人力與技術(shù)手段共同進(jìn)步，為建設(shè)運行更加安全可靠的供電系統(tǒng)作出貢獻(xiàn)。