继电保护装置对配网供电可靠性的分析与研究

刘仕林

摘要：配网供电系统是整个电力系统的重要组成部分，同时也是系统、用户之间的桥梁和纽带，配网供电系统运行安全可靠性，对电网系统至关重要。实践中，为了能够有效提高配网运行过程中的质量、效率以及安全可靠性，通常会在系统中配置非常多的继电保护设备，利用继电保护设备可以及时向管理人员发出报警信息，并且将配网系统运行过程中的相关故障问题排除掉，从而实现配网供电系统稳定运行，对于避免各类电力事故发生，具有非常重要的作用。

关键词：继电保护装置；配网供电；可靠性；分析；研究

中圖分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

近年来，随着国内社会经济的快速发展，配网规模以及供电效率不断提高，电力系统实际运行过程中，必将面临着一系列新的问题和挑战。就国家相关部门（主要是电监会）对配网供电管理提出的要求即为必须确配网保供电安全可靠性。从本质上来讲，配网供电安全可靠性，主要表现在配网供电整体管理水平上，停电时间短、停电次数少以及广大用户整体满意度高等方面。以减少停电时间为例，电监会对此所提出的一个重要要求是：每一个供电及管理部门，都应当明确目标，对停电次数、时间等，进行严格把控；同时，还要将停电时间作为一项评价指标，纳入到各供电单位、部门考核体系之中，对供电配网进行统筹规划，对各个供电区域进行优化整合。从实践来，继电保护装置对配网供电运行安全可靠性，具有非常重要的作用，因此加强对该问题分析与研究，具有非常重大的现实意义。

1、配网供电系统故障问题特征分析

一般而言，供电配网系统属于中性点不接地系统，当然也有另一种系统类型，即经消弧线圈接地系统。当配网供电系统发生接地故障问题时，通过故障点的电流，集中表现为该系统对地电流。对此应当注意，因为电容电流太大，则会出现间歇性电弧，进而导致正常相电压大幅度提升，形成多点接地状态。然而，在上述故障问题发生伊始，因故障电流相对太小，加之三相线电压一直保持稳定状态，所以即便配网系统运行过程中出现了接地故障问题，也可短时间内持续运行；值得一提的是：如果非故障相电压短时间内急剧上升到原来的1.7倍以上，则不能进行长时间运行，以免造成非故障相绝缘大幅度下降，最终造成多点接地、负荷严重受损。当配网供电系统出现故障问题时，电压电流就会表现出以下几个方面的特征。就电压而言，一旦配网供电系统运行过程中出现了接地故障问题，则故障相电压就会变成零，而非故障相电压变就成了线电压。在此过程中，三个线电压与相位保持稳定，而且零序电压就会变成相电压。就电流而言，非故障相零序电流值，与本线路上的相关对地电容电流一致；出现故障问题相的零序电流，与全部非故障线路电容电流总数相等；同时，接地点零序电流，与整个系统对地电容电流一致。在研究继电保护装置对配网供电可靠性问题是，针对上述故障发生时的系统表征，对继电保护系统进行优化配置，这样可以有效确保整个配网供电系统在遇到故障问题时，能够及时的将其切除掉，有效地保障了非故障线路运行安全可靠性。

2、配网供电系统中的继电保护设备布设

2.1过电流

配网供电系统中的过电流保护，一般采用的是三段式保护方式。第一段保护过程中，主要是针对电流速断进行保护，功能主要体现在将线路末端的问题、故障彻底切除，该动作可在瞬间完成，实践中又将其称为是电流速断保护。通常情况下，与故障点之间的距离越近，则动作值就会越小，而且动作速度更快；第二段保护过程中，主要是针对限时限电流进行有效保护，功能主要体现在将线路上的一段难以切除的相关故障问题进行处理，因该过程中有些延时，又称为限时限电流保护。在具体操作过程中，该段保护与下级线路的第一段保护动作配合使用，二者之间相互协调，以此来确保配网供电系统的运行安全可靠性；第三段保护过程中，主要是针对定时限电流进行保护，具体配置原则与前两段之间大相径庭。实践中可以看到，这是一种以过负荷配置为基础的电流保护形式，而且每段保护均有时间定值，用户与电源点之间的动作时间，会变得渐长，而且电流也会不断的增大。虽然该种配合可在切除故障时有选择性，但若在近电源点发生故障，则可能会影响电网供电系统的正常运行。因此，通常情况下，上述三段保护措施同时应用。

2.2零序电流

对于零序电流保护而言，它是一种根据系统零序电流进行判别的保护形式，当供电系统发生故障问题时，线路上会产生零序电流。继电保护设备采用零序电流值，一旦电流值达到继电保护设备动作值，则需将故障快速切除。然而，在配网供电系统中，一般不会采取零序电流保护措施，究其原因，主要是当配网供电系统出现故障问题时，整个系统内的零序电流就成为对地电容电流。从电流值来看，其数值相对较小，无法对故障问题进行快速反应，因此通常不投入零序电流保护。

2.3过电压

配网系统中的过电压保护，即电压过高情况下，通过将其中部分无功补偿装置切除掉，来实现降压之目的。过电压保护过程中，继电保护收集系统母线电压，

当该电压超过继电保护设备过电压动作数值以后，继电保护设备将电容器切除掉，以此来降低系统电压。从应用实践来看，采取过电压保护措施，可以确保整个系统的运行安全稳定性，而且还可以保证用户用电质量，对于避免因电压过大而造成用户设备损失，具有非常重要的作用。

2.4欠电压

配网供电系统中的欠电压保护，实际上就是当系统中的电压相对较低时，将其中的无功补偿装置切除一部分，以此来提高系统电压。从运行机理来看，主要是继电保护采集母线电压，当母线电压比继电保护设备欠电压动作值小时，则继电保护设备就能够安全地将电抗器切除掉，以此来实现系统电压提高之目的。从欠电压保护实践效果可以看出，该种保护形势，对于维护整个系统的运行安全可靠性，具有非常重大的现实意义，尤其在保证用户用电质量方面尤为突出。

3、基于继电保护的配网供电可靠性提高策略

3.1采用重合闸措施

通过对配网供电系统常见的故障问题总结可知，架空线路上大约九成以上的故障问题具有瞬时性特点，比如鸟害、雷击等，造成短时性故障问题。虽然这些故障会在短时间内消失，电网系统能够恢复正常运行，但是因短路造成的故障位置依然会通过电弧向四周放电。当故障发生时间与继电保护动作时间相同以后，在保护动作下会将两侧断路器切除掉。故障问题发生位置，因没有电源点对其进行持续供电，短时间内就会熄弧，完全熄弧以后，故障线路也就会恢复正常。在此过程中，若能够将两侧断路器形成一个闭环，给线路供电，则不仅能够有效维护整个电力系统运行安全可靠性，而且还能够有效减少损失。配网供电系统中，为继电保护配置重合闸功能，其基本原理是线路故障切除以后，可自动恢复运行。当线路故障消除以后，继续对其进行供电；若线路故障问题没有消除，则在重合后加速跳闸，以此来确保电网系统的安全可靠性。采取重合闸保护措施，主要有以下功能特点：第一，瞬时故障快速恢复供电，供电安全可靠性提高。第二，继电保护出现误动作、人为误操作时，可能会造成不正常跳闸，此时可采取重合闸措施予以补救。第三，对系统并列运行安全可靠性具有非常重要的作用，而且能够快速恢复原本电网结构，对配网供电系统恢复运行稳定性，意义重大。

3.2对三段式電流保护进行优化配置

上述三段式电流保护方式，比较适合于配网供电系统，而且电流速断保护大大提高了故障切除效率。作为线路主保护，采用限时电流速断保护措施，可以有效确保全线故障问题切除的全面性。作为后备保护，电流速断难以动作时，采用限时速断保护措施可将故障问题切除掉。在日常配置过程中，应当对电流整定定值以及动作时间进行计算，在确保线路选择性以后，还应当兼顾快速性、及时性。

3.3自动投入备用电源

为了能够有效提高系统供电可靠性，需布设备自投设备。当配网供电线路发生故障问题时，通过自动投入备用电源的方式，来确保用户供电连续性。在投入备用电源入前，应当确保工作电源可靠切除，以免备用电源自动投入至故障上而导致设备投入失败，或者故障范围扩大。

4、结语

配网系统是电力系统中不可缺少的组成部分，主要承担系统与用户之间的纽带作用，所以配网系统的安全稳定运行对整个电网的运行有至关重要的作用，为了提高配网运行的可靠性，在系统中配置了大量的继电保护装置，继电保护装置能够及时自动的向工作人员发出报警或者自动的将配网系统的故障切除，从而达到配网系统的安全稳定运行，避免发生电力事故。总而言之，随着用户对供电质量和效率要求的不断提高，继电保护装置在配网供电系统中的作用日渐凸显。实践中，要想提高配网供电系统运行安全可靠性，必须做好以下几个方面的工作。首先，应当合理配置继电保护设备性能，以此来提高配网供电安全可靠性；其次，提高人员素质和技能。

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