输电线路电流电压保护分析

刘洪兵

【摘 要】输电线路是电力系统的基本组成部分，是实现电力输送的重要组成部分，因此要加强对输电线设备的继电保护。本文阐述了输电线路的基本概况，分析了输电线路电流电压保护存在的问题，并提出完善保护的措施，以期能够为输电线路电流电压保护提供指导借鉴。

【关键词】输电线路；电流电压；保护

1.输电线路电流电压保护的基本概况

1.1输电线路电流电压保护发展历史简介

最早用于输电线路电流电压保护的设备是熔断器，这种继电保护装置在19世纪70年代开始广泛的在输电线路电流电压的保护。随着物理学中对电磁的研究进一步深入，上个世纪初期出现了基于电磁原理的电磁型电流电压保护装置。电力系统对电流电压保护提出新的要求，出现了高灵敏度和高性能的电子型静态电流电压保护装置，但是这种装置很容易受到外部环境的影响。1965年开始，随着计算机技术和信息技术的发展，出现了基于大规模集成电路和微处理技术的输电线路电流电压保护技术，这一技术的优势明显，并在输电线路电流电压保护工作中取得了较好的成绩。

1.2输电线路电流电压保护作用和意义

电流和电压是输电线路的核心要素，也是整个电力系统的核心。输电线路电流电压保护能够保证电力的持续供应。输电线路电流电压继电保护装置够维持电流电压在输电线路中的正常流转，能够在输电线路出现异常时保证线路中的电流电压在最短时间内恢复正常，并且能够较为及时的发现线路中电流电压的异常，并检测出出现异常的元件。对输电线电流电压的保护对保证电力系统的正常安全运行，稳定电流和电压以及预防故障和事故具有重要意义。

2.输电线路电流电压保护存在的问题分析

电力系统具有生产与使用同步的特性，这种特性决定了电力系统中的每一个组成部分都很重要。特别是对电网来说，输电线路电流电压保护出现问题造成严重的事故，由于输电线路的设计安装和外部环境的制约，输电线路电流电压保护出现的问题主要有以下几点。

2.1输电线路配电变压器保护存在问题

配电变压器是输电线路的源头，配电变压器的继电保护装置主要有断路器和负荷开关。这两种装置设备各有优缺点，如在费用上来说，负荷开关相对来说较为便宜，而断路器的价格则较高；在两者的性能上来说，负荷开关在发生短路现象时不能断开电流，而断路器则具备这种功能并且技术性能较好。在使用范围方面，负荷开关主要用于容量相对较小的配电变压器，并且和熔断器相互配合就可以满足一般配电保护要求，而断路器则主要用于容量较大的配电变压器保护，并且要结合瓦斯类继电保护装置一起使用。在实际操作中，往往由于追求经济利益和知识水平有限等原因没有注意两者之间的区别，错误的选择使用而影响到输电线路中电流与电压的保护。

2.2低压输电线路保护的配置及存在问题

我国低压输电线路继电保护主要是阶段式电流保护，即第Ⅰ段为电流速断保护，第Ⅱ段为限时电流速断保护，第Ⅲ段为过电流保护。它以第Ⅰ段和第Ⅱ段作为主保护，以第Ⅲ段作为辅助保护。当第Ⅰ、Ⅱ段灵敏系数不够时，可采用电流、电压联锁速段保护。第Ⅰ段保护动作时间短，速动性好，但其动作电流较大，不能保护线路全长，保护范围最小；第Ⅱ段保护有较短的动作时限，而且能保护线路全长，却不能作为相邻元件的后备保护；第Ⅲ段保护的动作电流较前两段小，保护范围大，既能保护本线路的全长又能作为相邻线路的后备保护，灵敏性最好，但其动作时限较长，速动性差。使用Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段组成的阶段式电流保护的主要优点是简单、可靠，并且在一般情况下能够满足快速切除故障的要求。输电线路在输电过程中起到传送的作用。一般地，输电设备的配电线路的电压等级大部分以10千伏为主，这种10千伏的输电线路本身的结构和性能存在一定的隐患。如多个变压器连接到同一条线路上，并且呈现杂乱的放射状，对电流电压产生影响；输电线路的长短不一致导致电流的传输距离不同，不利于电流保护；连接在线路上各个变电站或变压所的出线方式不同，不利于电压的保护。

2.3输电线路电流电压保护工作人员存在问题

对输电线路电流电压的保护虽然依靠继电保护装置和相关设备来实现，但是维持装置设备正常工作的工作人员才是输电线路电流电压保护的根本保障。由于装置保护设施设备工作人员和保护人员存在从业技能不高和素质能力不强等是造成的电流电压保护失误一个很重要的原因。虽然工作人员具有一定的知识和理论，但是在实际工作中，由于缺乏将理论与实际相结合的能力，加上工作经验尚浅，在遇到问题时没有冷静的思考和果断的处理，无法解决输电线路电流电压保护中的复杂故障问题。另外，如果没有学习新保护装置设备的操作，没有及时更新自身的知识能力，忽略对自动保护装置的维修和检查，随着时间的累积也会输电线路电流电压保护造成负面影响。

2.4输电线路电流电压保护工作程序存在问题

电网发生短路故障所呈现的基本稳态特征是在保护安装所检测到的电流会升高，电压要降低，阻抗、相位等都会发生变化。中性点非直接接地电网中，输电线路的相间短路时，短路电流过大，对设备造成很大的危害，保护必须动作于断路器跳闸。单相接地时，由于故障点的接地电流很小，三相之间的线电压仍保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下允许再继续运行1-2小时，而不必立即跳闸，这也是采用中性点非直接接地运行的主要优点。但是，在单相接地以后，其他两相对地电压要升高1.732倍。为了防止故障进一部扩大成两点接地或相间短路，应及时发出信号，以便于运行人员采取措施予以消除。由此，在单相接地时，一般只要求继电保护能有选择性的发出信号，而不必跳闸。但当单相接地对人身安全和设备安全构成威胁时，则应动作于跳闸。输电线路电流电压的保护是一个系统复杂的工作，具有一定的规律性和原则性。如保护设备和元件不能按照要求进行安装和更新，就会对输电线路电流电压的保护工作产生影响。从而影响输电线路电流电压的保护，为整个电力系统设备的安全埋下巨大的隐患。

通过以上分析可以知道，输电线路电流电压保护是电力系统中各个部分共同作用的结果，不论是作为源头的配电变压器、作为运送设备的输电电线，还是工作人员，都对输电线路电流电压的保护产生影响。

3.输电线路电流电压保护完善措施和建议

通过对输电线路电流电压保护中存在的问题进行分析，结合相关工作经验，对完善输电线路电流电压保护提出几点措施和建议。

3.1输电线路电流电压保护要配置合理，具体配置原则遵循以下几点

根据输电线路电流电压保护的要求和电力系统的特点选择合适的相关设备，如根据电容量的大小选择是采用负荷开关还是断电器。具体地，继电保护配置时要考虑到选择性性的切除故障，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行；速动性：故障后为防止并列运行的系统失步，减少用户在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽量地快速切除故障。灵敏性：继电保护的灵敏性是指保护装置对于其应保护的范围内发生故障的反应能力。（保护不该动作情况与应该动作情况所测电气量相差越大→灵敏度↑）。一般用灵敏系数Klm来衡量灵敏度。可靠性：继电保护的可靠性是指保护装置在电力系统正常运行时不误动；再规定的保护范围内发生故障时，应可靠动作；而在不属于该保护动作的其他任何情况下，应可靠的不动作。

3.2规范输电线路的连接

根据电力用途不同，输电线路输送的电流流量和电压等级不同，并且不同的输电线路连接的设备和装置也存在不同，输电线路的连接也根据相关要求和操作标准有所不同。在实际操作中，要规范输电线路的连接标准和要求，根据线路连接两端的装置设备特点选择合适的线路长度和线路连接方法，不能随意的更改操作标准或者因为追求经济利益而偷工减料，为以后的安全运行埋下隐患。

3.3提高输电线路电流电压保护工作人员的能力和素质

针对人为造成的输电线路电流电压保护问题，要加大对工作人员知识和技能的培训教育，通过系统的学习、讲座等方式帮助工作人员构建相关知识框架，同时开展经验交流活动，工作人员之间就存在的问题和处理的方式方法进行交流，以便更好的掌握技能。另外，很多工作人员出现操作失误大都是由于缺乏较强的操作能力，因此要定期举办情景模拟、操作技能考核等测试方式，以便工作人员熟练掌握。另外，要注重培养工作人员的心理素质，尤其是在出现紧急状况时的冷静思考和果断动手能力，在思想意识上对工作人员进行心理强化，使得工作人能够在输电线路电流电压保护过程出现紧急状况时能够采取有效措施。

3.4建立输电线路电流电压保护体制

体制是采取措施的依据和保障，因此要对输电线路电流电压的保护体制进行完善。首先要制定有关设备定期维护和检查条例，并且对设施设备的运行状况做好记录，并形成阶段性结论。其次，实行责任到人的管理体制，建立岗位责任要求和岗位工作标准，保证输电线路电流电压保护的每个岗位都有人进行维护工作。再次，要做好继电保护装置的保养工作，在保养过程中为了防止出现失误，最好每次保养都要有两人参与，这样既可以保证设施设备的安全，也能够避免人身触电事故。再次，重点设备要重点对待，这样才能提高效率，如要每周记录一次微机保护的电流电压值。最后定期检查和保养相关设备，如定期采取红外测温技术对输电线路进行温度测试，避免和及时发现由于线路接触不良造成的发热；定期检查监测保护装置的时间设定是否精确，这样能够为以后的故障分析提供支持。

4.结语

随着电力系统的大力发展，输电线路电流电压保护技术得到进一步发展，保护技术以计算机技术和信息科技为基础，输电线路电流电压保护装置出现智能化、一体化趋势，这一变化对输电线路电流电压保护技术以及相关工作人员提出新的挑战。在输电线路电流电压保护过程中，要注重各个方面，对选择合适的装置设备，采取相应的技术，并且要注重定期的维护和保养，从而及时发现隐患和故障，并采取有效措施进行处理。

【参考文献】

[1]史晓红，卓勇.论剩余电流保护技术在电网应用中存在的问题及解决方法[J].中小企业管理与科技，2012（28）.

[2]李永增.析电容器电压保护在电力系统中的应用[J].电子世界，2013（2）.