1、探讨关于电力继电保护配置及常见故障分析的研究【摘要】电力是国民经济发展的重要能源,随着电力系统建设突飞猛进与电网规模迅速发展,继电保护作为电力系统安全运行中重要装置,其正确可靠运行直接影响整个电力系统的安全稳定运行。继电保护装置是指安装在电力系统各电气元件上，能在指定的保护区域内迅速地、准确地反应电力系统中各电气元件的故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。在现代的电力系统中，如果没有继电保护装置，要想维持系统的正常运行是根本不可能的。本文主要研究电力线路的常见故障及继电保护配置。 【关键词】继电保护；电力线路；故障 中图分类号：TM65 文献标识码：A 1 引言 继
2、电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现继电保护配置设计、继电保护运行与维护等技术构成，而完成继电保护功能的核心是继电保护装置。继电保护装置，是指安装在电力系统各电气元件上， 能在指定的保护区域内迅速地、准确地反应电力系统中各电气元件的故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 继电保护装置在电力系统中的主要作用是： 在电力系统范围内，按指定保护区实时地检测各种故障和不正常运行状态，及时地采取故障隔离或警告等措施，力求最大限度地保证向用户安全连续供电。在现代的电力系统中，如果没有专门的继电保护装置，要想维持系统的正常运行是根本不可能的。
3、2 继电保护技术的发展概况 最早的继电保护装置是熔断器，简单可靠，但是它的动作精度差、配合难度大、断流能力有限、恢复供电麻烦。随着电力系统的发展，19世纪 90 年代出现了电磁型过电流继电器，和以互感器二次值动作的继电器。1908 年出现了比较被保护元件两端电流大小和相位的差动保护、方向性电流保护、距离保护装置。1927 年前后，出现了利用高压输电线路上高频载波电流传送和比较输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。到 20 世纪 50 年代，出现了利用微波传送和比较输电线路两端故障电气量的微波保护、行波保护装置。20 世纪 50 年代，开始研究晶体管型继电保护装置，它体积小、重量轻、消耗
4、功率小、不怕震动、动作速度快、无机械转动部分，称为电子型静态保护装置。20 世纪 60 年代后期，集成电路静态继电保护装置已形成完整系列。20 世纪 70 年代后半期，出现了比较完善的微型计算机保护样机，并投入到电力系统中试运行。在 20 世纪 80 年代微型计算机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟，并在一些国家推广应用。从 20 世纪 9 年代开始，我国继电保护技术已进入了微型计算机保护的时代。 3 电力线路的常见故障和保护配置 电力线路在电力系统中的作用十分重要，担负着输送和分配电能的作用。所以，对于就显得尤为重要。 电力线路常见故障可以分为两大类，第一类是接地故障，主要是指单相接地故障
5、；第二类是相间短路，主要的引发原因有雷击、外在导电体或者半导体以及设备绝缘降低等。输电线路发生相间短路时，最主要的特征是电源至故障点之间的电流会增大，故障相母线上电压会降低，利用这种特征可构成输电线路相间短路的电流、电压保护。保护的配置为电流三段式保护。 2.1 过电流保护 当通过线路的电流大于继电器的动作电流，保护装置起动，并用时限保证动作的选择性，这种继电保护装置称为过电流保护（相间短路的第 III 段保护） 。 作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。 定时限过电流保
6、护动作电流值整定的出发点是：只有在被保护线路上故障时，它才起动，而在正常运行（输送最大负荷电流和外部故障切除后电动机自起动）时，不应该动作。 故定时限过电流保护的动作电流为： （1）IIII 式中 K电流继电器的返回系数，一般取 0.85。过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流进行校验。 （2） 式中，为保护装置一次侧动作电流。 为了保证选择性， 过电流保护的动作时限按阶梯原则进行整定，这个原则是从用户侧到电源侧的各保护装置的动作时限逐级增加一个 t。 在一般情况下， 对于线路的定时限过电流保护动作时限整定的一般表达式为：t（3） 式中线路上定时限过电流保护装置的动作时限
7、； 由线路供电的母线上所接的引出线中定时限过电流保护动作时间最长的保护的动作时限。 2.2 无时限电流速断保护 根据电网对继电保护装置速动性的要求， 在保证选择性及简单、可靠的前提下，在各种电气元件上，应装设快速动作的继电保护装置。反应电流增大且瞬时动作的保护称为无时限电流速断保护（相间短路电流保护第 I 段） 。 无时限电流速断保护的动作电流可按大于本线路末端点短路时流过保护装置的最大短路电流来整定，即： 写成等式= （4） 式中保护装置 1 无时限电流速断保护的动作电流，又称一次动作电流（动作电流符号的右上角用 I 代表无时限电流速断保护） ；可靠系数，考虑到继电器的整定误差、短路电流计算
8、误差和非周期分量的影响等而引入的，取 1.21.3； 最大运行方式下，被保护线路末端 B 母线上三相短路时流过保护装置的短路电流，一般取次暂态短路电流周期分量的有效值。 无时限电流速断保护由于没有人为的延时，只考虑继电器本身固有的动作时间，在整定计算时可认为0。 2.3 带时限电流速断保护 无时限电流速断保护不能保护线路的全长，为了较快地切除余下部分线路的故障，可增设第二套电流速断保护，它的保护范围应包括本线路全长，但是其保护范围要延伸到相邻下一线路。为了获得选择性，第二套电流速断保护就必须带有一定的时限。它的动作时限只需比相邻下一线路无时限电流速断保护的动作时限大一个时限级差 t。这种带有小
9、时限的第二套电流速断保护称为带时限电流速断保护（相间短路电流保护第 II 段） 。 为了使线路 1WL 的带时限电流速断保护的保护范围不超出相邻下一线路 2WL 的无时限电流速断保护的保护范围， 写成等式(5) 式中可靠系数，因考虑短路电流非周期分量已经衰减，一般取 1.11.2。 为了保证选择性， 保护 1 的带时限电流速断保护的动作时限，还要与保护 2 的无时限电流速断保护的动作时限相配合，即 t （6） 该套保护的灵敏度校验方法同过电流保护。带时限电流速断保护的选择性是部分依靠动作电流的整定，部分依靠动作时限的配合获得的。无时限电流速断保护和带时限电流速断保护的配合工作，可使全线路范围内
10、的短路故障都能以 0.5s 的时限切除，故这两种保护可配合构成输电线路的主保护。 4 结论 电力线路在电力系统中十分重要， 担负着输送和分配电能的作用。所以，只有对电力线路常见故障进行正确分析，并配置合理的三段式保护，正确整定动作参数，才能使保护正确快速动作，切除故障，使电力线路更好的运行。 【参考文献】 1席建国.电力系统继电保护技术发展历程和前景展望J.黑龙江科技信息， 2009（4）. 2陈柱.针对茂名电网中低电压配电线路继电保护配置的探讨J.广东科技， 2010（2）. 3 牛保臣,杨贵萍. 浅析电力系统继电保护技术J. 科技风. 2010(24) 4 王普. 浅谈 10kV 油浸式配变继电保护常见故障及解决办法J. 黑龙江科技信息. 2010(34)
