继电保护电力系统的短路保护关键技术分析

继电保护电力系统的短路保护关键技术分析

宋国珲

国网山西省电力公司超高压变电分公司   山西太原  030000

摘要：近几年，由于我国各个地区的需求逐渐增多，电力系统的建设力度不断提升，建设环境和运行环境也日趋复杂，若是系统保护力度不够的话，很容易出现短路故障，进而影响电力系统运行的稳定性和安全性。因此，为了保证电力系统运行的稳定性，针对继电保护电力系统运行的状态，制定相应的保护措施，避免短路故障的发生，也对电力能源进行了有效的节约，提升了电力企业的经济效益。

关键词：继电保护；电力系统；短路保护

引言

由于我国各个地区对资源的需求逐渐的增多，电力系统的建设力度不断提升，建设环境和运行环境也日趋复杂，这样若是系统保护力度不够的话，很容易出现短路故障，进而影响电力系统运行的稳定性和安全性，也会消耗大量的电力能源。因此，为了保证电力系统运行的稳定性，加强继电保护电力系统保护的力度是非常重要的，主要是利用预防为主，并且针对继电保护电力系统运行的状态，制定相应的保护装措施，以此保证继电保护电力系统运行的稳定性，避免短路故障的发生，也对电力能源进行了有效的节约，提升了电力企业的经济效益。基于此，笔者就继电保护电力系统的短路保护关键技术展开了细致的论述，以供参考[1]。

1电力系统短路故障的成因与影响
  在继电保护电力系统运行的过程中，引发短路故障的因素有很多，主要体现在绝缘体、三相系统、电力用户等方面，下面就针对这几个方面，对引发继电保护电力系统短路故障的主要因素，进行了简要的分析和阐述：

1.1电力系统方面
  文中所提及的电力系统的短路故障主要是指不同导体出现的短路现象。这些导体出现短路的原因大多是电力系统中绝缘体受到了损害。在电流流动的过程中，绝缘体依靠本身具有的极强的电阻来将电流与相关的物品进行绝缘，而绝缘体一旦破坏，隔绝电流的阻力消失，就会使电流任意地流动，一旦电流过大，就会给人们的安全以及社会的发展带来极其严重的后果[2]。
1.2三相系统方面
  对于三相短路来说，它出现短路时电流和电源相等，所以又被称为对称的短路现象。通过实践检验可以了解到，一般经常发生的短路都是单相短路，三相短路的现象比较少见，但是并不代表没有。而且对于三相短路来说，它的危害以及影响的范围是极大的，对于设备的破坏能力也不是别的短路现象所能及的。
1.3广大电力用户方面
  电力系统运行故障会对用户对电力资源的有效利用产生不良影响。由于现代电力系统设计协同性较高，系统运行效益统一，一旦单一元器件出现故障问题，即可引发全面性区域电力系统瘫痪问题，此时用户对电力资源的使用会受到严重影响。电力系统故障原因较多，在用户方面主要问题体现在电线私接及电力破坏两个方面。电力破坏问题主要在20世纪较为多见，主要目的为将电力系统内部元件拆除并贩卖。在现代电力系统设计中，通过电力系统优化设计可以解决该问题，但仍无法保障电力系统运行的绝对安全。电线私接问题在我国电力发展史中尤为常见，即使在电力系统建设逐步完善的今天，在偏远地区仍然存在严重的电线私接问题，其主要原因与电力系统设计漏洞及电力系统电力资源供给能力较差有着必然联系[3]。

2继电保护电力系统短路故障处理措施
  继电保护电力系统短路故障事先预知、及时处理的有效措施介绍如下，这能大大降低短路故障发生几率，确保电力资源稳定、顺利供应，全面保障电力系统安全性。
2.1合理安装避雷装置
  一旦遇到雷雨天气，电力系统遭受雷击、导致线路损坏的几率较高，同时，还伴随停电、火灾等事件，这种突发事件极易影响人类用电的规律性。为了处理这一方面的短路故障，应在变电站设备附近合理安装避雷装置，避免雷击产生电力事故，导致电力系统安全性受到不利影响。具体安装时，应优选适合避雷装置，在类型、功能等方面细致筛选，尽可能发挥避雷装置的功用性。需要注意的是，壁垒装置连接应注意连接线路安全性，以免因线路连接不当产生其他安全事故。
2.2强化短路故障诊断
  2.2.1行波法
  当发生线路短路故障时，电压、电流会产生相应的线路行波，这样的波形会以光传播的速度在线路中传输，该行波到达故障点后返回到线路终端的时间再与光速相乘得出传输距离，可以得到故障点到线路测量端点的距离。这样的波形在传输过程中不会收到其它参数影响，比如线路中阻抗，线路分布等参数，能够较简单的侧量出故障地点。但是，即使在现行的技术条件下，也需要进行大量的投资，例如需要安装专用行波祸合装置等其它录波装置，性价比不高。现代行波测距按照线路端点的分类，分为单端(A)型测距、双端(D)型测距、单端旧型测距。
  2.2.2故障分析法
  故障分析的基本原理是当线路出现故障时，记录下相应的电压、电流等相关参数，将这些参数设为故障距离的函数，通过求取相应的值得出故障距离。按照端点采样数目进行分类，分为单端分析法和双端分析法。不同的是，单端电气故障分析法需计算线路一端的电压及电流参数，实现故障定位。需要在一端设置电压、电流采集器。然而，由于其结果受到过渡电阻以及系统阻抗变化，测距方程伪根问题等影响导致测量精度不高。双端分析法需要计算线路两端的电压及电流参数。为了实现这样的功能，必须增加两端信息同步装置，保证同步采样，同步传输并处理数据，还需要具有快速可靠的信息传输通道。结果不受到过渡电阻及系统阻抗变化产生的影响，提高了短路故障地点定位的精确性。

2.3加强电力系统日常维护
  要提高电力系统运行安全性，务必做好日常维护、定期检修工作，尽可能降低短路故障现象发生几率。日常维护工作执行时，应从以下几方面措施入手：首先，为电力员工组织系统化培训工作，尽可能提高员工操作技能，丰富员工工作经验，同时，为电力员工适当组织实训活动，避免员工实践操作时出现失误。然后，全面掌握继电保护电力系统运行情况，记录待确定因素，并针对短路故障制定有效的处理方案，在这一过程中，适当借鉴发达国家在短路故障处理方面的技巧，调用已学理论知识以及丰富的实践经验，确保最终确定的短路故障处理方案能够真正起到继电保护电力系统维护的积极作用，以此降低短路故障发生几率。最后，提高先进信息技术应用率，应用监控技术全面掌握继电保护电力系统运行状态，将监测结果通过网络连接传输于上级部门，以便准确判断短路故障，同时，这能为电力设备维护、检修提供可靠依据，以免类似故障重复发生。

3结束语
  电力系统结构复杂，运行压力大，通常处于高负荷运行状态，因此电力系统运行短路故障问题的产生无可避免，同时继电保护设备的运行故障也易受到外部因素及内部因素的方面影响，继而造成设备运行效果大打折扣，对于以上问题解决，应从设备设计至设备运行等多个阶段进行优化，并安排相关技术人员对设备进行定期的维护管理，保障设备运行有效性，将外部影响因素及内部影响因素的产生进行有效隔绝，从而为电力系统的稳定运行奠定坚实的基础。
参考文献
  [1]刘铮.探究电力系统继电保护动作中的故障[J].工程技术（全文版），2007（3）：178.
  [2]邢宝欣，邢永合.关于电力系统继电保护措施的探究[J].中国科技投资，2013（A33）：129.  
  [3]张颖,邰能灵,徐斌.高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析[J].电力系统自动化,2011,35(08):97-102+107.