基于快速开关型串联补偿装置对配电网继电保护的影响研究

李洋

摘要：因为目前我国的经济发展十分迅速，但在配电网方面的发展却相对较为落后。配电网建设的过程中往往会有设备老化严重，网架结构不合理等情况的存在，从而造成配电网电压的整体水平较低，网损过重，无功功率短缺等一系列问题的影响。正是因为这一系列影响的存在已经越来越不能满足如今快速发展的经济需求。因此对于如何更加高效的解决配电网电压过低以及损耗高的现象就成了目前电力工作者的重点工作内容。而通过快速开关型串联补偿装置技术便能够完美的解决以上问题。

关键字：串联补偿技术;电压质量;快速开关;配电网;继电保护;网络损耗;

引言：

随着我国经济的飞速发展，在日常的生活与生产中对电能的应用越来越高，同时因为计算机设备、敏感性负荷以及通信设备的出现，从而对电能的质量又了更高层次的要求。但对于我国目前的煤炭资源以及水资源等相关的一次能源资源的分配不均衡的现象，如呈现出逆向分布的情况。从而对于加快技术的创新建设以及提高电网的远距离输电能力和输电电容的容量就显得十分重要与必要。而在此过程中应用串联补偿装置，能够在很大程度上降低线路的损耗问题，并且此方法也是目前能够解决配电网中存在一切问题的最理想最佳的解决方案。但由于传统的补偿装置存在着体积大、造价高以及运行维护工作困难，对线路继电保护存在较大的影响等一系列问题，使得串联补偿技术在实际的应用过程中并没有取得更好的发展因此也并不能展现出自身的技术优势。随着科技发展的不断进行，基于以上问题快速开关型串联补偿装置应运而生，从而将以上问题完美的解决，更好的提升了配电网继电的保护作用。

1：快速开关型串联补偿装置的研究意义

根据有关研究表明，如果假定在故障的瞬间电容器总能处于完全旁路的状态，则保护装置的动作不会受到串补电容的相关影响。但这只是理想状况下，在现实的情况中当发生故障的时候电容器通常都是以某种方式旁路的。因为不同的故障有着不同的類型，从而使得电容国企在旁路过程中往往会存在一定时间的延时，并且这个延时的时常往往是取决于电容器旁路系统类型的。从而，串联补偿电容器对线路虽然有一定的保护作用，但也会存在于一定的影响，并且这个影响是不能通过对线路保护而消除的。

近几年对快速开关技术的研究已经成为了一种研究热点，并且该技术的核心理论已经比较成熟。正是由于快速开关技术具有更快的开断速度、结构更加简单、可靠性更高以及能力更强、有更加广泛的适用范围等优势。使其发展与应用十分的快速，并且如今已经逐渐的开始取代传统开关。如果将此技术应用在串联补偿器中，那么会极大的降低电容旁路的实践，对配电网继电保护有着更加深刻更加广泛的应用。

2：快速开关型串联补偿装置的结构分析

对于传统的串联补偿器装置，虽然有一定的优点，但是由于配置器自身存在着结构复杂、价格昂贵、体积庞大以及投入产量较低并且装置自身的安全性能以及可靠性能较差等负面现象，从而使得在实际的配电网的保护应用中应用非常的局限。

正是因为传统的串联补偿装置存在缺点，从而大力对快速开关型串联补偿装置进行了深入研究与发展。对于快速开关型串联补偿装置实际的应用其实就是利用快速开关来取代传统的火花间隙。快速开关型串联补偿装置在配电网继电保护方面主要体现在以下几方面功能：

串联电容器组：该元件主要的作用就是在补偿线路的降压过程中，通过降压提高了电压的质量。

快速开关：这是一项基于快速涡流驱动技术而开发出的一款全新的快速真空断路器，主要的应用就是在串联电容器中及时的释放出电荷。该装置在正常运行的情况下是处于分闸状态的。当线路发生短路的时候，则会迅速接通电容器的放电回路，整个接通的过程仅仅需要10ms，在分闸过程中则更为迅速仅需要5ms即可完成分闸工作。该装置的主要组成基础便是快速真空断路器以及结合短路故障快速识别等技术。通过对此技术的应用对于在串联补偿器快速阶段工作中能够在很大程度上缩短过电压的持续作用时间，因此对于过电压而产生的氧化锌大大的减少。

3：快速开关型串联补偿装置对继电器保护的影响

3.1：对电流保护

对电流的保护工作主要是通过快速开关的高反应，在电流升高的时候而快速展开相应的保护动作。虽然在实际的应用过程中继电器的对启动电流的选择不同，因而电流保护也针对以下几个阶段进行保护。

在电流Ⅰ段的时候，电流的保护作用主要是体现在能够快速切断的方面。主要是根据在短路电流内电流幅值短时间内迅速增加的而产生的瞬间动作。

在电流Ⅱ段的时候，电流的保护作用主要的体现在能够为限时电流速断进行保护，器实际的保护范围主要是延伸到下级电路，通过于下级电路Ⅰ段的共同作用保护配合，使得动作电流能够躲避开下级各个相邻的元件，并且电流速断的保护能够通过最大动作范围来进行整定的。从而使得限流电流速断保护能够作用于整体线路的全部长度。

在电流末段的保护作用。对于在电流末端对电流的实际保护就是通过对下级电路进行主动的保护拒动以及断路器拒动后的后备保护。同时对于电流末端保护来说既能够主动保护拒动还能够为负荷提供保护作用，从而能够最大限度上躲避开最大负荷电流。

3.2：对距离保护的影响

距离保护主要的应用原理其实就是短路的时候电流与电压同时会发生变化的形态特征，通过对电流与电压的比值从而能够判断出故障点到保护安装的实际距离，从而针对问题展开一系列的工作。

将电容器创融到电路当中以后，会对电路产生很多方面的影响。其中最为明显的一处影响就是破坏了线路阻抗与测量距离之间的比例关系。将串联电容器加入以后，破坏了这两者之间的比例关系后，会导致电路的阻抗发生一定的突变，从而导入相关人员无法正确的质量故障出现的位置，所以串联补偿对距离保护的影响就是让相关人员不能测量故障距离，造成不能快速的对电路进行维修，对距离保护造成影响。

3.3串联补偿对电流保护的影响

在电路正常的工作过程当中，如果电路当中的电流过大，有可能会对电路造成巨大的伤害。为了避免电流过大而对电路造成的影响，我们需要在电路当中安装各种各样的保护装置来避免电路当中的电流过大。其中在本节当中我们所讲的串联补偿，就是会对电流保护产生影响的一种状态。在电路工作的过程当中，如果電路的电流过大，那么电流保护装置就会启动。但是由于电路当中存在闯入补偿电容器这个装置，所以当电路启动电流保护以后，短路的电流不但不会降低，反而会进一步的身升高。而在发生电路故障以外的电路地区，这些地方的保护期有可能发生选无选择性动作。针对以上这种情况，我们需要积极的采取措施以避免出现。在对电流进行保护的过程当中，可以通过提高动作电流的数字的方法，来避免串联补偿电流对电流保护的影响。虽然在进行电流保护的过程当中采取这种方法可以有效的对电流进行保护，但是采取这种手段也会对电流产生其他的影响，通过提高继电器的动作电流虽然有效的避免了串联补偿电容器增强短路电流的大小的后果。但是它会导致电流在进行工作的过程当中，如果我们对保护的线路长度较短的时候，就可能会导致保护距离降低甚至一直低于到零的程度。这种情况的出现，会对电流的保护产生一定的不良影响，导致区内发生短路故障时灵敏度降低。

3.5 纵联电流差保护的基本原理

为了能够对电流进行保护，我们可以采取使用重点保护的方法来对线路进行保护。我们所说的众联电容保护，简单的来说就是让电路的两侧产生纵向的联系，从而达到对电路进行保护的目的。在使用这种保护手段对电路进行保护的过程当中，主要是利用了线路两端的电气量在故障和非故障时的特征差异，然后形成了相应的对电流进行保护的措施。通过这种方法来对线路进行保护，当线路出现故障以后，可以快速的找出故障是否发生在哪个位置，实现对电路进行全线速动。在利用这种方法对电流进行保护的过程当中，还运用的一个原理就是利用了相应的通讯手段来对故障的位置快速的判断，具有高准确性的特点。

结束语：

本文详细的对快速开关型串联补偿装置对配电网继电保护的影响的原理以及装置结构等方面做出了详细的分析与探讨。并且通过分析得出串联补偿装置对配电网继电器中的保护应用提出了相关的解决措施，比如应用快速开关型串联补偿装置能够对继电器的保护范围更加广泛，对距离的预测与保护更加准确。通过对快速开关型串联补偿装置在配电网继电保护应用上能够在很大程度上提高了配电网继电器工作安全的状态。从而有着更加进一步的现实发展意义。

参考文献：

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