继电保护电力系统的短路保护

卑立杰 孙暕 张臣 张茗洋 王典 边龙

摘要：电力系统的安全、高效运转，对于保障我们日常生活、工作和学习有着重要作用，但是由于各种因素的影响，电力系统在应用过程中时常发生短路故障，如果不能及时的进行修复，不仅会影响区域性的正常用电，还会造成严重的经济损失。因此，必须要在深入分析电力系统短路故障原因的基础上，结合实际工作经验，探究短路故障防治对策和继电保护措施，从而为确保整个电力系统的正常工作提供良好的环境。

关键词：电力系统；短路故障；原因分析；继电保护

1电力系统短路故障的原因分析

电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。

1.1短路原因

短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏；误操作及误接；飞禽跨接裸导体；其它原因。

1.2短路后果

电力系统发生短路，短路电流数值可达几万安到几十万安；产生很大的热量，很高的温度，从而使故障元件和其它元件损坏；产生很大的电动力，该力使导体弯曲变形；短路时，电压骤降；短路可造成停电；严重短路要影响电力系统运行的稳定性，造成系统瘫痪；单相短路时，对附近通信线路，电子设备产生干扰。

1.3三相系统中的短路基本类型有：三相短路、二相短路、单相短路和两相接地短路，其中，三相短路属对称短路，其它形式的短路，均属不对称短路；发生单相短路的可能性最大，发生三相短路的可能性最小；但一般三相短路的短路电流最大，造成的危害也最严重，因此，选择、检验电气设备用的短路计算值，以三相短路计算值为主。

1.4无限大容量电力系统是指容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压基本不变，可将该电力系统视为无限大容量电力系统。

1.5电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的忽然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。短路电流的限制措施为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。

2发生短路故障时的防范措施

2.1迅速切断故障点电源

完整的电力系统，其内部各个组成部分之间都是相互联系、相互影响的，因此当其中的某一环节或某一设备出现短路故障后，如果不能及时的进行断电修复，必然会对区域性的电路造成更严重的损失。因此，当电力系统的维护人员发现故障问题后，应当立即查找并锁定故障点，并分析其故障类型。在確定该故障为短路故障后，切断该故障点的电力来源。一来可以保障故障维修工作的正常开展，二来也可以防止短路故障对其他电力系统产生影响。除此之外，维修人员也可以利用万能表记录短路状态下的短路电流，以便于后期进行整流调节，避免今后电力系统因局部电流过大导致线路击穿、短路问题的发生。

2.2变电站安装避雷针

自然因素也是导致电力系统出现短路故障的重要原因，其中以雷击最为常见。雷击破坏不仅会使电力系统的局部瘫痪，而且容易引发火灾和人员伤亡，因此必须要重点防护。在电力系统的变电站安装避雷针，从而大大降低了雷雨天气下变电站遭受雷击的概率，防止了雷击短路问题的发生。

2.3定期进行电气设备的检修

首先，应提高电力系统安装人员的专业素质，防控误操作问题的发生。尤其是在电网密集的区域，本身的电力系统维护任务重，许多系统管理人员往往很难面面俱到的进行线路和设备管理，从而给电力系统留下了风险隐患。因此，必须要提升电力系统安装和检修人员的整体素质，从根本上防范电力系统的故障问题。其次，提前制定应急预案。即便是做好了充分的准备，电力系统也会由于不确定性因素（雷击、地质灾害等）而受到破坏影响，为了将短路故障损失降到最低，还必须制定完善的应急预案，在发生短路故障后立即启动应急对策。

3继电保护策略

3.1完善继电保护配置

任何区域的继电保护配置都有一个显著性的缺点，即在10kV的配电下一致性较差。因此在继电保护器等相关设备运行时，不仅要根据规范的操作进行，还要及时总结继电保护的实际经验，再加上规范准确的计算方法才能有效地保证继电保护器的运行。同时完善继电保护配置还可以引入智能配置方式。近年来，随着社会信息化的不断进步与发展，人工智能被不断地应用到社会管理的各个领域中，并且取得了显著效果。

3.2加强继电保护定值管理

由于在实际的继电保护定值管理中，常常存在混乱职权的情况，导致最后继电保护的定值计算不准确，而且程序混乱，所以要加强继电保护定值管理。在具体的保护过程中，要对其分工明确，职权分明，各个环节都由专门的人员进行掌握。再者，利用职权明确的管理制度，一旦继电保护定值管理的某一个流程出现问题，就可以追究相关责任人的责任，从而建立管理科学、职权明确的继电保护定值管理的体系，提高定值管理的水平，为继电保护提供科学可信的数据定值。

3.3完善相应的规章制度

在继电保护装置的运行过程中，除了技术方面的问题导致继电保护事故的出现外，还由于企事业单位没有完善相关的关于继电保护事故的制度，从而使得无制度可依，所以部门内部的人员就不能各司其职，导致部门内部结构的混乱，自然对于继电保护装置的措施也就执行不到位。所以相关部门就要及时建立与完善相关的规章制度，使得工作人员能够依靠具体的规章制度进行继电保护规范的工作。这样就能在一定程度上保证继电保护过程的科学性与合理性，进而减少继电保护的事故，为人们的安全及财产提高充足的保障。

结论：

电力系统发生短路事故时会引起很大的电动力并产生大量的热量，对线路和电气设备造成极大的危害，其中以三相短路电流造成的危害最严重，因此通常校验三相短路电流的动稳定度和热稳定度。

参考文献：

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