張鈺金 孫鄞 袁田 賀芃

摘?要：電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性時刻對電力系統(tǒng)的運行效益產(chǎn)生影響，繼電保護設備的運行也是與之相關聯(lián)的重要因素。為充分地解決電力系統(tǒng)短路故障問題，并提高繼電保護設備運行效果，文章將以電力系統(tǒng)短路故障及繼電保護為核心，通過對電力系統(tǒng)故障的分析與研究提高電力設備運行效益，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)故障及繼電保護問題的解決提供理論知識方面的幫助。

關鍵詞：電力系統(tǒng);短路;繼電保護;措施

近幾年，由于我國各個地區(qū)的需求逐漸增多，電力系統(tǒng)的建設力度不斷提升，建設環(huán)境和運行環(huán)境也日趨復雜，若是系統(tǒng)保護力度不夠的話，很容易出現(xiàn)短路故障，進而影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。因此，為了保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，針對繼電保護電力系統(tǒng)運行的狀態(tài)，制定相應的保護措施，避免短路故障的發(fā)生，也對電力能源進行了有效的節(jié)約，提升了電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1、概述

所謂電氣自動化繼電保護系統(tǒng)，主要是指在電力系統(tǒng)運行過程中，對其起到保護作用的故障防控設備。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，該保護設備就會通過繼電保護的手段來對故障電力系統(tǒng)進行全面排查，不僅確定出具體故障原因和位置，而且還會第一時間向維修人員傳遞報警信息，使其能夠快速的對故障系統(tǒng)進行維修處理。并利用跳閘處理方式保護電力系統(tǒng)，使其故障部分停止工作，以免出現(xiàn)大面積停電，給用電戶的正常生產(chǎn)生活造成影響。據(jù)相關實踐證明，繼電保護下的電力系統(tǒng)，不僅運行安全性和穩(wěn)定性得到了較大程度的提升，而且還有效推動了電力系統(tǒng)的智能化、自動化發(fā)展，因此，將繼電保護安全技術(shù)大力應用在電氣自動化系統(tǒng)中，很有必要。

2、電力系統(tǒng)繼電保護的要求

電力系統(tǒng)同時驅(qū)動著數(shù)以億計的電氣設備，因此其供電可靠性一下成為最為重要的考核指標，這就要求對繼電保護裝置進行設計時，應使其具備足夠的先進性。電力系統(tǒng)使從發(fā)電到用電的一系列過程融為一體，其本身具有高度的復雜度和耦合度，要想保證其可靠穩(wěn)定運行具有一定的難度。一套先進的繼電保護系統(tǒng)應具備以下幾個特征：一是可靠性。繼電保護由多個電力電子元器件組合設計而成，每一個器件都具有不可替代的作用，只要其中一個器件出現(xiàn)誤動或損壞，整個繼電保護裝置將無法工作。二是靈敏性。繼電保護系統(tǒng)在復雜的電路中，需要準確區(qū)分多種電路故障并實現(xiàn)自動動作，無論是哪種類型，只要達到動作條件，都應該快速而準確地進行動作，要求具有很高的靈敏性。三是選擇性。為了保證電力系統(tǒng)故障影響范圍的最小化，一般會設置主保護和后備保護等類型的繼電保護環(huán)節(jié)，它們是在特定條下進行選擇性動作的，例如后備保護只能在主保護失效的前提下才能動作，以合理控制故障影響的擴散。四是快速性。電力系統(tǒng)中的電能傳輸和能量交換是十分迅速的，在故障條件下，一些設備會在瞬間燒壞，造成嚴重經(jīng)濟損失，因此繼電保護裝置必須快速動作，避免嚴重事故的發(fā)生。

3、電力系統(tǒng)繼電保護關鍵技術(shù)

3.1、發(fā)動機繼電保護

在對發(fā)動機進行繼電保護時，可以從以下兩個方面入手：首先，要抓住重點保護要點，尤其是定子組匝的保護，因為該部位一旦出現(xiàn)短路問題，就會導致局部溫度出現(xiàn)突發(fā)性升高現(xiàn)象，嚴重時，還會破壞絕緣層，進而導致發(fā)動機無法進行正常運轉(zhuǎn)。因此，繼電保護主要通過在定子繞組中安裝相應的匝間保護裝置來規(guī)避短路問題，進而最大化提升發(fā)動機的安全防護性能;其次，是在電動機單相接地時，若發(fā)現(xiàn)流經(jīng)電流高于規(guī)定值，就要及時的安裝保護接地裝置，并根據(jù)電流與相位的中心點對發(fā)動機進行繼電保護，這樣才能保障發(fā)動機的安全穩(wěn)定運行[1]。

3.2、差動保護

在電力系統(tǒng)中，差動保護是一種非常常見且重要的繼電保護方案，它通常作為主設備的主保護，具有重大的保護作用。差動保護具有很高的靈敏度，選擇性也較好，但電路結(jié)構(gòu)相對比較簡單。因此，在繼電保護設計中，對于發(fā)電機、電動機、母線、電抗器等關鍵的主設備節(jié)點，必須進行差動保護設計，對于重要的變壓器節(jié)點，也可以設置差動保護。差動保護的原理是通過電流大小和相位關系來判斷電路工作狀態(tài)，一旦電路出現(xiàn)故障，差動繼電器內(nèi)將產(chǎn)生沖擊電流，當該電流達到預設的閾值時，電路將自動切斷電源防止故障向非故障區(qū)蔓延。差動保護的動作比較獨立，且對故障位置有明確的判斷，其反應速度也足以在產(chǎn)生嚴重損害之前將故障切斷[2]。

3.3、變壓器繼電保護

首先，短路保護。在這一環(huán)節(jié)中，應著重對變壓器的阻抗問題和過電流進行繼電保護，其中前者保護方式要借助阻抗元件的保護功能來實現(xiàn)，即在變壓器運行一段時間后對其進行自動斷電，這樣就能避免變壓器出現(xiàn)阻抗問題;而后者保護方式則需要借助變壓器兩端時間元件和電源電流保護裝置的力量來對電流元件和相應時間元件進行繼電保護，使其在短期運行后能夠自動斷電，這樣才能避免變壓器出現(xiàn)過電流反應;其次，瓦斯保護。在這一環(huán)節(jié)中，主要注重對變壓器油箱的繼電保護，因為其一旦出現(xiàn)破損現(xiàn)象，就會產(chǎn)生故障電弧，這樣很容易會導致油箱中的油和絕緣材質(zhì)產(chǎn)生分解現(xiàn)象，進而形成大量有害氣體，因此，必須及時對變壓器油箱進行繼電保護，可通過電源的及時切斷及向維修人員發(fā)送預警信號來實現(xiàn)。

4、電力自動化繼電保護的安全管理策略

4.1、拓展電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，大家對電能的需求會越來越大。因此，電力企業(yè)在進行電網(wǎng)建設中，必須考慮到未來社會對電能的需求，拓展電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為未來電量的需求做準備[3]。

4.2、合理配置、改造繼電保護裝置

對繼電保護裝置進行合理的配置和改造也可以有效提升繼電保護正確動作率。調(diào)查顯示，很多繼電保護裝置元件因為生產(chǎn)工作水平較為落后，導致元件生產(chǎn)質(zhì)量較差，不符合繼電保護的實際要求。所以，為了改善這類問題，必須建立良好的供應商評價體系，保證所采購的元件具有較高的性能水平。全面的排查元件配置，對于存在問題的元件，應該立即進行更新和改造，加強服務年限管理，尤其是接近服務年限的保護類裝置必須給予特別的關注，一旦超出服務年限，必須進行更新和改善[4]。

4.3、規(guī)范開展安全管理工作

電力系統(tǒng)運行中，接線無效或者接線錯誤都會容易引起電力事故，影響到電力系統(tǒng)運行的正常效果。切實發(fā)揮繼電保護裝置的自動化優(yōu)勢，有效監(jiān)控和保障電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，需要實施規(guī)范化處理活動，采用標準化管理的方式管控好繼電保護操作環(huán)節(jié)，全面總結(jié)以往作業(yè)中發(fā)生的問題，著重整理安全問題和處理策略，形成專門管理手冊，為后續(xù)指導操作行為提供可靠支持。電力企業(yè)可以廣泛開展模擬練習活動，加強管理人員在操作規(guī)范方面的認識，促進他們可以有效按照規(guī)范性步驟分析和處理好故障源，仔細研究各項措施，保障設備運行安全性和操作人員的人身安全[5]。

結(jié)束語

在各種高科技不斷得到應用的背景下，繼電保護作為電網(wǎng)智能化的重要組成部分，也已得到迅速的發(fā)展。不難預測，在不久的將來，繼電保護環(huán)節(jié)也將實現(xiàn)更高層次的智能化動作，其對電力系統(tǒng)的保護能力將得到大大的提升。

參考文獻：

[1]仉云燕.35kV主變壓器投運差動保護動作原因分析[J].電子制作，2020（02）：97-98+48.

[2]衛(wèi)琳，張健康，粟小華，牛拴保，李懷強.電網(wǎng)交界面后備保護整定計算存在問題及對策[J].電氣應用，2020，39（01）：74-81.

[3]王記昌，李仁，呂俊霞.電力系統(tǒng)繼電保護和二次回路的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].兵工自動化，2020，39（01）：32-34+67.

[4]陳忠敏.電力繼電保護抗干擾措施研究[J].裝備維修技術(shù)，2020（01）：115+49.

[5]宋金光.發(fā)電廠繼電保護干擾因素及防范對策探討[J].裝備維修技術(shù)，2020（01）：193+186.