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

程天山

国网新疆电力有限公司喀什供电公司  新疆  喀什市  844000

摘要：继电保护电力系统如果在运行过程中出现短路故障，说明电力系统实现缺乏有效的预防工作，所以，电力企业包括企业所有的员工甚至是用户，都应该积极参与到电路保护的工作中，共同预防故障的发生。尤其是电路企业负责人，更应该要在短路故障发生的时候，针对具体问题进行具体分析，选择适合的故障应对方法，以保证整个电力系统的稳定运行。

关键词：继电保护；电力系统；短路保护

1引发继电保护电力系统短路故障的基本成因

首先是来自用户方面的故障，根据地域的不同，电力系统本身在建设层面上也存在着明显的区域性差异。这种区域性差异体现在经济水平、人口数量、人口密度、电力资源需求、电力系统建设活动等重要的城市发展建设指标上。如果电力系统活动越频繁，电力资源需求则越大，用电户故障发生的概率也就越高。电力资源需求较多的区域必然是人口密度较大的区域，这里往往存在明显的线路破损、老化等年久失修问题，究其原因还是因为大量用户频繁使用电力设备，而电线的线路未能获得定期的养护、故障设备未得到及时更换，进而导致各种安全事故的发生，为用电户正常用电带来不利影响。其次是绝缘体方面的故障，电力系统导体本身存在差异，但导体保护工作往往被电力企业忽视，从而造成短路故障。一般，绝缘体破损会导致电力系统稳定性下降，形成短路故障。在这一过程中，绝缘体的性能会大幅削弱，电流传输无法得到有效控制，一旦超过规定电流值，继电保护电力系统的故障发生率必然会持续提高，进而影响到电力系统整体的安全性。最后是来自三相系统方面的故障，该故障的表现形式多为横向故障，而故障成因则主要是因为三相阻抗未能正常运行，例如单相接地短路、两相接地短路以及三相短路，这些都是三相系统中比较常见的故障问题。三相系统故障出现后会大幅度降低电力系统的整体运维稳定性，且其故障影响范围还会不断扩大，无法保证电力企业为用电户高质量配送电。

2对短路保护关键技术的介绍

2.1短路保护关键技术分类

第一是熔断器保护，它也是设备的最初短路保护体系，所以它应该从电源端就开始实施系统继电保护，其主要设计原理就是基于电源端电流不断增大所造成的线路发热情况。熔断器保护本身能起到发热，并快速达到熔断临界点，此时熔断器保护就会自动切断电流。考虑到熔断器属于一次性保护组件（无法重复使用），因此一旦熔断器保护因故障问题自动切断以后，故障设备电力也会被同时切断，如此可保证系统供电持续稳定状态。不过该保护依然还存在故障隐患，为了解决这一故障隐患，还要在系统中安装三联熔断器。它的工作原理就是在系统电路运行过程中若有电路发生熔断，便会启动卡死机构直接触发弹簧形成锁死机构回收，这样就避免了两相熔断器同时跌落。客观讲，熔断器保护的熔断过程要经历一个相对漫长的周期，该周期中会结合相应技术进行有效调整，且始终保持继电保护电力系统的正常运行过程。第二是相电流保护，它主要基于短路电流故障本身的基本计算原理，保证相电流保护始终作用于电流互感器上。目前比较常见的相电流保护结合机械方式实现继电保护电力系统线路功能优化，通过切断保护实现相电流保护。在一开始，相电流保护会从互感器方面直接取出电流，保证电流在流经继电器后始终确保回路上配置一个常闭节点。当电流大到一定程度时，常闭节点的电磁力会与常闭节点弹簧压力发生相互作用抵消。此时可以操作通过常闭节点拿掉主接触器的吸合电流，如此可实现相电流保护。

2.2短路电流计算分析

针对当前电力企业的继电保护电力系统进行短路点电流计算，其目的也是更好地编制短路保护方案，为系统提供最重要的参考数据。在具体的短路电流计算环节，应该包括主变压器的电阻计算、系统线路计算、负荷线路计算等方面。

3继电保护电力系统的短路故障处理措施

3.1合理安装避雷装置

对于继电保护电力系统而言，自然因素的影响不可忽视，例如电力系统经常遭受雷击导致线路损坏的情况，其所带来的结果是停电甚至引起火灾。针对这些由不可抗力所造成的突发事件就严重影响了用户的用电规律与电力企业的输配电计划。为此电力企业需要考虑处理这一问题的方法，那就是在继电保护电力系统周围位置合理安装避雷装置，结合电力系统安全影响考虑安装方式。具体到安装过程中，应该对避雷装置的功能与类型进行精细化甄别与选择，且在避雷装置安装过程中注意继电保护电力系统的线路连接安全性，避免因为线路连接不当所造成的各种安全事故隐患。

3.2准确断开故障点电源

考虑到继电保护电力系统内部环环相扣，各种构件精密且结构复杂，一旦某一环节出现问题就会导致全盘瘫痪，影响系统整体稳定性，所以要做到及时处理电路故障问题，避免其故障范围扩大导致系统彻底崩溃。在具体的短路故障预防工作中，就要结合系统故障状态逐渐缩小故障范围，最后真正锁定故障位置。在该过程中，电力企业需要做到对故障点与故障类型的有效细分，深度探究故障形成的主要原因。待基本问题准确判定以后，再快速操作切断故障点电源，最大限度缩小短路故障所造成危害影响范围。在实际工程中，一般会采用动态记录装置对短路电流进行记录和分析，同时记录电流参数的实时变化情况，为随后的短路故障技术分析提供有利参考依据。另一方面，也能做到对电路短路故障问题的有效调整。

3.3熔断器保护

短路保护体系包括熔断器保护，其保护位置是从电源端开始，设计原理在于对电源端电流不断增大所造成的线路发热情况而采取相应的继电保护措施。当熔断器因自身发热而达到熔断临界点的时候，熔断器就会自动切断电源。熔断器是一次性保护组件，所以当故障问题产生而切断熔断器之后，相应的故障设备电力也会被同时切断以保证整个系统的供电持续稳定的状态。然而，即使采取这样的措施，该方法在实际使用中还是会存在一定的问题，为消除两项熔断器同时跌落的隐患，还需要安装三联熔断器于系统中。这样，一旦电路运行系统中有熔断电路发生，就会启动卡死机构，触发弹簧形成锁死机构回收。在实践中发现，熔断器保护的熔断过程周期较长，因此可以在此周期内对熔断器实施相应地调整，最终保证了整个电力运行系统长久有效的稳定运营。

3.4加强电力系统日常维护

要想保证电力系统的稳定运行，就需要把日常维护工作做好。首先，对员工进行系统化的培训，提高员工的操作技能水平，为员工提供实操训练，尽可能丰富员工的实际工作经验，避免因纸上谈兵而导致实践工作出现失误。其次，电力系统相关负责人一定要全面了解继电保护电力系统的运行情况，对于不确定的因素均记录在册；并借鉴发达国家的经验、掌握的理论知识以及实践操作的经验总结，对所记录的问题给出合理的解决方案，这样才能有效维护继电保护电力系统，减少故障的发生。最后，要将先进信息技术广泛应用到电力保护系统中去，实时监控电路运行状态，将所有数据联网上传到相关部门，以便能够及时在故障发生时做出应对，也能够为电力设备维护、检修提供有效的数据支持，避免相似事故的再次发生。

4结语

变电站检修继电保护设备常见问题包括忽略工作人员培训，未及时引进新型技术，检修维护制度不够完善，未明确故障类型以及故障点等问题，导致检修工作效率低下。对此，为了有效解决变电站检修继电保护设备的问题，企业应立足于实际，做好变电站检修继电保护设备维修管理工作，在实际工作期间要求工作人员，利用置换方法、回路拆除方法以及对比方法，优先明确故障的种类以及故障点。其次，也要注重培训工作，利用多媒体视频培训模式、现场指导以及知识竞赛模式开展培训活动，强化工作人员检修能力，提高其理论知识水平以及维修技能，发挥人力资源最大优势。最后，也要引进新型科学技术，健全检查和维修制度，强化监督管理力度，提高设备检修的水平。

参考文献：

[1]杨跃.继电保护电力系统的短路保护[J].电子技术与软件工程，2018（8）：225-227.

[2]钟康有.电力系统继电保护自适应系统关键技术分析[J].科技与创新，2016（12）：160.