繼電保護的靈敏度范文
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篇1
【關鍵詞】線路保護；自動調整；整定計算；繼電保護；可靠性；約束條件；靈敏度
0 引言
靈敏性是“逐級配合、逐段整定”整定計算原則下確定保護配合狀態的重要依據，選擇性則是保護定值相互配合需要滿足的另外一個條件。根據繼電保護對靈敏性和選擇性的要求，在論述自動調整方法之前，本節首先引入一些基本概念，如整定保護自身靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度傳遞約束條件、定值主導保護、靈敏度主導保護和靈敏度影響保護等。220kV及以上電壓等級線路的后備保護的定值多考慮近后備靈敏度要求，因而所提到的靈敏度均指近后備靈敏度。對于階段式保護，每一段（II、III、IV段）都有自己的靈敏度要求及靈敏度約束條件，其中每一段的靈敏度約束條件值由其靈敏度要求決定。由于本文提出的自動調整方法普遍適用于任何一段，因而，在本文論述中，涉及到的保護均泛指任何一段保護，在應用的過程中，只需將保護具體到相應段即可。
1 自動調整的相關概念
結合圖1所示系統，對整定保護自身靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度傳遞約束條件、定值主導保護、靈敏度主導保護和靈敏度影響保護等概念進行詳細的說明，其中保護R■為下文中的“整定保護”，保護R■、R■和R■分別為保護R■的相鄰上、下級保護。
圖1 概念說明系統
1.1 定保護自身靈敏度約束條件
整定保護自身靈敏度約束條件是指為了滿足近后備靈敏度的要求，整定保護的定值必須滿足的條件。如圖1所示系統，在計算R■的保護定值時，為了滿足近后備靈敏度的要求，R■與R■的配合結果必須滿足定的條件，該條件即為R■的整定保護自身靈敏度約束條件。零序電流保護和距離保護的整定保護自身靈敏度約束條件分別如式（1）和（2）所示：
1.4 定值主導保護
1.5 靈敏度主導保護和靈敏度影響保護
靈敏度主導保護是指造成當前整定保護的動作定值無法同時滿足整定保護自身靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度約束條件和遠后備保護靈敏度傳遞約束條件的相鄰下級配合保護。
2 自動調整方法
2.1 配合狀態選擇
配合狀態選擇階段的主要任務是根據整定保護自身靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度約束條件和遠后備保護靈敏度傳遞約束條件選擇整定保護與相鄰下級保護的配合狀態，并根據配合狀態確定配合結果，進而確定靈敏度主導保護集合和靈敏度影響保護集合中的元素。若配合結果同時滿足約束條件（1）-（6）的要求，靈敏度主導保護集合和靈敏度影響保護集合為空集。
對于任一整定保護，首先根據網絡拓撲結構確定其相鄰上級遠后備保護以及相鄰下級配合保護，并根據式（1）-（6）計算其整定保護自身靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度約束條件和遠后備保護靈敏度傳遞約束條件；然后，選取其中的一個配合保護，計算整定保護與其低段配合的結果，并判斷該配合結果是否滿足三個靈敏度約束條件，如配合結果不滿足約束條件，進一步計算整定保護與相鄰下級保護高段配合的結果，并判斷該配合結果是否滿足靈敏度約束條件，若配合結果不滿足約束條件，則將配合保護計入整定保護的靈敏度主導保護集合，并將整定保護計入配合保護的靈敏度影響保護集合。若與低段配合結果滿足靈敏度約束條件，則整定保護保護與相鄰下級保護的配合狀態為“與相鄰保護低段配合”，否則配合狀態為“與相鄰保護高段配合”。遍歷相鄰下級配合保護，即可確定整定保護與其配合的配合狀態，以及整定保護的定值主導保護、靈敏度主導保護和靈敏度影響保護集合中的元素。
2.2 定值自動調整
定值自動調整階段針對具體保護對其靈敏度主導保護集合中的保護的動作定值進行調整，直到整定保護自身靈敏度約束條件、遠后備保護靈敏度約束條件和遠后備保護靈敏度傳遞約束條件都滿足要求。該階段的核心是靈敏度社導保護動作定值的調整，而實現手段則是調整靈敏度主導保護與其相鄰下級配合保護的配合狀態。
3 結束語
總之，巨大的網絡規模、復雜的電網結構和多變的運行方式，對傳統繼電保護的可靠動作提出了新的挑戰。因此，為了發現電網中繼電保護系統的薄弱環節、提高繼電保護協調動作的能力，研究繼電保護脆弱性和廣域繼電保護大有必要。
【參考文獻】
篇2
關鍵詞 35 kV；大容量變壓器；繼電保護；整定；配合
中圖分類號 TM774 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)101-0190-01
近些年來，為滿足用電客戶的需求，許多35 kV的變電站，逐漸采用大容量的變壓器。但變壓器本身容量的增大，導致短路阻抗能力較小，35 kV線路的電流速斷延時，無法與后備保護進行配合。筆者根據從事多年的電力行業經驗，對35 kV大容量變壓器繼電保護的整定及配合進行分析。
1 35 kV大容量變壓器繼電保護的整定計算
整定計算以110 kV變電站中的35 kV線路為依托，變壓器為20 MVA。4 km的線路長度，110 kV大容量變壓器的型號：SFZ11-20MVA，8%的阻抗電壓，0.28/0.36的系統母線阻抗。系統電氣的連接圖如圖1所示：
圖1 系統連接圖
首先，35 kV線路的電流保護。根據3 kV～110 kV電網繼電保護裝置運行整定規程DL/T 584—95，電流速斷的延時定值，與本線路的末端故障保持足夠靈敏度，按公式整定計算：IDZ≤ID.min/KLM。其中靈敏系數為KLM，DZ≤10 min/KLM，當1.5≤KLM時，IDZ的電流值為本線路末端的兩相短路的最小值。同時，為確保選擇性，35kv的線路電流速斷延時保護，應避免母線短路的10 kV，可按公式：KK·ID.max≤IDZ。其中母線短路的10 kV的最大電流值為ID.max，可靠系數為KK，1.2≤KK。因此，在35 kV電壓中，小容量變壓器的變電站，應保持保護整定定值計算滿足上述公式，以確保整個線路故障的靈敏度足夠，又確保了母線
10 kV故障的可靠性躲避。ID.min為最小電流值，應該滿足ID.min=22（0.3164+600.11）=2702A；ID.max為電流最大值，應該滿足ID.max=（0.27+10.59761+0.374）=2012A；從上述兩個公式可以看出，電流值不可能同時滿足。同時，由于投入了大容量的變壓器，導致短路阻抗能力較小。在35 kV變電站中，當流過有母線10 kV短路，使得短路的電流值較大，從而導致保護不配合。
其次，35 kV主變后備的保護。按照R`hDL400-91 `L1繼電保護和安全自動裝置技術規程，其整定計算的原則為：其一，無論是高壓側或低壓側，均選擇過電流保護；其二，根據最大負荷的電流躲避，來整定過流保護的定值；其三，對于用戶變電站的單臺主變運行方式，高壓側或低壓側的過流保護，均選擇時限較短時，進行跳低壓側分段。于時限較長時，選擇兩側跳開關，跳開關的時間必須與線路的過流保護動作保持一致。遵循以上原則，對于35 kV的主變，在高壓側后備整定時：KKI=0.94×329=451A；在低壓側后備整定時：DZkPH.maxPHf=IDZ=09.4×1047.619=1434A，其中配合系數為kPH，同時保證低壓側后備的保護動作時間，同跳閘開關、高壓側保持一致。
2 35 kV大容量變壓器繼電保護整定計算中存在的問題
按照《整定規程》中所規定，35 kV線路電流速斷的延時保護，必須考慮靈敏度的因素，必須通過取值計算，才能確定整定值。如此，便延伸了35 kV線路保護的范圍，將電流速斷保護擴展到10 kV母線。當電網處于故障時，為確保保護動作具有選擇性，根據《整定規程》所規定，35 kV的線路電流速斷延時保護，可與10 kV母線靈敏段進行配合電流保護，并考慮10 kV線路的靈敏段保護的時限在0.3秒。35 kV線路時限，可延長電流速斷保護的時限極差，一般考慮為0.6秒。
此時，當10 kV母線在35 kV變電站中，發生短路故障。可在變壓器進行后備保護前，1.1秒進行10 kV分段的跳閘，恢復另一端母線的供電正常。35 kV線路處于0.6秒的電流速斷延時保護時，
35 kV線路可能已先被動作跳開。同時，經過大于1秒重合閘的延時動作，重合閘將再次重合，產生永久性故障，導致跳閘。另外，10 kV母線的線路處于故障時和開關拒動時，也會產生重合閘將再次重合，產生永久性故障，導致跳閘。在35 kV大容量變壓器中，當處于故障狀態時，如果按照常規整定及配合的方法，就會使停電的范圍擴大。同時，可能由于變壓器主變后備的保護時限過長，而使母線沒有再次動作的機會。
3 35 kV大容量變壓器繼電保護配合問題的解決措施
當出現配合的問題，一般考慮根據現有接線的實際情況，設計出合理整定、配合的方案，以保證保護配合，提供可靠的供電。
首先，整定靈敏度。由于35 kV線路電流速斷的延時保護，必須考慮靈敏度的因素，必須通過取值計算，才能確定整定值。應考慮10 kV線路的靈敏段實現0.3秒時限的電流保護配合，按照10 kV線路靈敏段進行35 kV線路時限，可延長電流速斷保護的時限極差，一般考慮為0.6秒，進行10 kV靈敏段的電流整定：IDZ.10≤3.3019 IDZ.35/kPH。其中10 kV線路靈敏段電流保護的定值為IDZ.10，35kv線路靈敏段電流保護的定值為IDZ.35，配合系數為kPH，1.1≤kPH。
其次，后備保護中的過流保護。因為35 kV變壓器中，必須考慮10 kV線路的后備保護，可添加一段保護過流，電流保護定值根據10 kV線路故障的實際情況，按照靈敏度大于1.5倍進行整定，動作的時限同10 kV線路靈敏段在同一時限進行整定。10 kV的母線流過短路主變，其低壓側的開關電流最小值：ID.min=22（0.35.94+0.374+0.12）=5570A，IDZ≤ID.min/KLM=3713.333=3713A；同10kv線路靈敏段進行配合保護，10kv母線分段進行0.6秒跳開關，10 kV側主變進行0.9秒跳開關。在10 kV側主變中添加一段保護后備。當所在母線和設備處于故障狀態時，后備保護可在10 kV母線的分段中，進行0.6秒的跳開關，以進行故障點的切除。同時，35 kV線路電流速斷的延時保護，如重合動作成功后，則對另一端10 kV的母線供電進行恢復。這樣既可解決10 kV母線和設備的故障問題，又可解決保護配合問題，同時保留了原后備保護電流定值。
4 結束語
由于35 kV的大容量變壓器存在短路阻抗較小的缺點，以致無法同繼電保護進行征訂和配合。從本文的分析、計算中，筆者提出了在10 kV側添加一段保護后備，以有效解決10 kV母線、設備的故障問題以及35 kV大容量變壓器繼電保護配合的問題，避免出現越級跳閘，導致停電范圍擴大，保留了原保護后備，能對10 kV線路的末端故障有著良好后備的作用，以提高配合的效果和供電的可靠性。
參考文獻
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關鍵詞：繼電保護；電流互感器；電流保護；防誤動措施
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.033
1 前言
繼電保護是為了滿足當下巨大電力需求的變化，所以對人們生活質量的提高有著重要的意義。電流互感器的飽和對繼電保護有著重要的影響，防誤動的相關措施也是為了繼電保護得到更好的發展。文章就當下繼電保護的相關現狀，以及電流互感器的飽和問題的體現和解決進行研究和分析。對防誤動的相關措施也進行一定的介紹，以望更好的促進相關電業的發展，推動社會的進步。
2 繼電保護及電流互感器飽和的現狀
隨著經濟建設的推進，人們的生活水平越來越高，為了滿足人們生活中不斷增加的舒適度和便利度的要求，電力供應的相關行業對具體的措施進行了一定的改進，以更好的適應市場和時代的需求。電流互感器是影響繼電保護的重要構件，電流互感器的飽和也會對繼電保護造成嚴重的影響，但當下的電流互感器飽和對繼電保護的影響主要有差動保護、距離保護以及過流保護等等，對電流互感器相關原理的的分析，可以在一定程度上解決相應的問題。但是電流互感器的飽和經常是由于錯誤動作后導致的后果，所以相關部門和人員對相應的防誤動措施也進行了一定的研究，得出許多有利于解決相關問題的防誤動措施。但是在具體實施時，仍然與許多制相方面的問題，如對相關的防誤動措施沒有充分的理解，在實施時因一定的偏差而失去了該有的意義等，都是行業發展待解決的問題。
3 繼電保護及電流互感器飽和影響
電流互感器是繼電保護過程中，電力計算裝置測算時最基本的測量元件之一，但是在當下的發展過程中，仍然有許多需解決的問題。筆者經過調查分析，得出電流互感器及繼電保護的問題主要有以下幾方面：
（1）差動保護的相關影響。電流互感器出現飽和時，會影響相應的差動保護裝置進行錯誤的判斷后，進行錯誤的出口。變壓器差動保護動作時，防止電路在運行時的電流和電壓不符合相關的規定，需要進行自動判斷差動，可減少事故發生，現在許多場合都可應用此方式。但是電流互感器在飽和后進行的判斷是錯誤的，不僅不能起到一定的安全作用，反而可能阻斷正常的運行，增加繼電活動的危險性，不利于繼電保護活動的進行。（2）距離保護的相關影響。電流互感器在使用時，是對運行的電流幅度和數值等進行判斷后，采取一定的繼電保護措施。但是測量阻抗越大，保護范圍就越大。電流互感器呈現飽和時，其實所對應的測量阻抗就已經小于其一般的測量阻抗，保護范圍也已經縮小。在一定范圍內的保護要求下，便很難最大限度的發揮距離保護的相關要求，不利于繼電保護相關措施的進行。（3）過流保護的相關影響。過流保護也是一個應用較為廣泛和便利的繼電保護方式，當外部短路時流過本保護的最大負荷電流來整定的，當短路電流達到定值帶一定延時來進行的保護措施。過流基波幅值的大小其實是和相應的靈敏度有關。電流互感器在飽和的情況下，過流的基波幅值是小于實際的故障電流的，靈敏度會出現明顯的降低，對相關問題的處理就可能遇上不及時的困境。（4）零序保護的相關影響。在電路不對稱連接相應的接地故障時，會出現不同的零序基波幅值，而不同的零序基波幅值會對電路中電流的方向造成一定的影響。在對稱或是不對稱的接接地障中，如果電流互感器達到飽和，理論上是沒有零序電壓的，與過流保護存在一定的偏差，并會對結果造成巨大的影響。零序電壓在出現時的觀察方法很特殊，相應的靈敏度降低后會在很大程度上影響測量的結果。但是飽和狀態下的靈敏度失真問題不容否認，所以電流互感器在飽和的情況下，對零序保護也會產生相應的影響。
4 電流互感器飽和時防誤動的建議
為了使得電流互感器更加穩定，減少飽和狀況的發生情況，筆者對相關的實例進行進一步的分析，結合電流互感器的穩態飽和和暫態飽和等相關特性進行研究，得出如下有力的建議：
（1）限制運行時的短路電流。電路在運行時，如果出現短路情況，會導致電流的傳輸不暢等問題，出現回路阻抗增大等問題，所以限制短路電流的相關措施尤為重要。限制短路電流的相關措施早就有了一定的發展。在電路使用時，盡量使用分列并行的方法來擴大電路流通范圍，可以使電路在運行過程中，由一定的判斷后，啟用備用電路進行調節。只要在高電壓情況下做好分列運行的措施，就可以起到限制短路電流運行的相關效果，對繼電保護時故障電流的運行以及電流互感器飽和情況下的防誤動等，都是極有利的措施。（2）增大保護級電流互感器。如果按照符合的電流數值來安裝保護級電流互感器，其實很容易出現電流互感器飽和問題。但在安裝處注意使用最大的短路電流數值作為安裝依據，便會大大減少電流互感器出現飽和的狀況，起到防誤動的效果。但是該方法也有一定的弊端，便是增加了相應分支電流在運行的檢測，所以在使用時要注意一定的適用度，保證使用的方法能夠真正發揮作用。
5 結束語
綜上所述，繼電保護是電力系統的有效保護措施，不僅可以提高電力的供應效率和質量，還能在一定程度上避免相應的安全問題。電流互感器飽和會嚴重影響繼電保護中的靈敏度和可靠性，為了保證電力系統的安全與穩定，防誤動措施有存在和發展的必要。文章是我對繼電保護工作的一些思考，提及的影響和建議都有一定的參考意義，為電流系統安全穩定運行具有積極意義。
參考文獻：
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關 鍵 詞 煤礦供電系統；繼電保護；優化改進；研究
中圖分類號：TD6 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）032-050-02
煤礦供電系統在煤礦企業整體生產和開采過程中占有著及其重要的地位，而繼電保護系統是供電系統安全的重要環節，它直接影響著整個煤礦供電系統能否安全穩定的進行。隨著煤礦開采規模以及產量的日益增大，煤礦供電系統保護裝置和用電安全越來越嚴重的影響到整個煤礦供電系統。但是，由于繼電保護系統相對來說較為復雜且龐大，影響因素各種各樣，工作人員對保護裝置的原理和操作不甚理解，導致了供電系統的安全隱患，因此嚴重危害到供電的穩定性。所以，對煤礦供電繼保系統優化改進進行研究，可以有效地保障整個煤礦開采過程安全穩定的進行。
1 煤礦供電系統的現狀
在我國的煤礦生產中，由于煤礦井下供電電網中電力負荷變壓器的分布和設置較多，因此統一使用較為廣泛的供電系統為6 kV或10 kV。動力變壓器給井下設備供電采用相互獨立的運行模式對水泵、電動機等機電設備供電。6 kV和10kV供電系統包括一次系統和二次系統，二次系統較一次系統更為復雜，包含許多繼電保護設備和自動裝置。
1.1 煤礦系統中的繼電保護
為了保證6 kV或10 kV系統的安全穩定進行，必須配置正確的保護裝置。如下：
1）6 kV/10 kV配電變壓器需要配置的繼電保護：當配電變壓器容量在400 KVA-630 KVA時，需設置電流保護、速斷保護或瓦斯保護；當配電變壓器容量小于400 kVA時，需設置高壓熔斷器保護；大于800 kVA時設置電流保護、氣體保護、溫度保護等。
2） 6 kV/10 kV線路需要配置的繼電保護：設置電流速斷保護。
3）6 kV/10 kV分段母線需要配置的繼電保護：設置電流速斷保護。
1.2 煤礦供電系統存在的問題
目前的工礦企業供電系統的繼保裝置中也存在著很多問題。如電力部門限制了電源保護的時段和定值導致保護時限較短保護不當；煤礦供電系統繼電保護開關級數較多，電阻較小，導致電流差值小，使保護難以整定；瞬時速斷存在著明顯的缺陷，一旦出現線路故障所有速斷保護全部啟動，會礦大停電故障的影響范圍。
對于煤礦系統線路短的問題，可以在下井線路中增加電抗器，使得短路電流值的差距加大，從而能夠有效地區分開速斷保護動作電流。對于另外幾個問題而言，可以加強整定原則和時限值來配合各級之間的關系，最大程度地滿足煤礦供電系統的特殊要求。
2 煤礦供電系統繼電保護系統優化改進
煤礦供電系統繼電保護系統是保障整個煤礦供電系統安全穩定、經濟高效進展的重要條件。它可以保證煤礦供電網絡和電力負荷安全穩定的進行，并且在發生事故時能夠準確靈敏迅速地排除系統的故障因素和故障元件，確保非故障元件的正常供電，提高整個供電系統的穩定性。
2.1 瞬時速斷保護的優化改進
由于煤礦地面6 kV出線開關在整個煤礦供電系統中的重要性，在出線分支線路繼保系統設置時，應設置成三段式保護，同時瞬時速斷動作電流的整定值，并且避免與井下線路末梢三相短路電流接觸，整定原則是按照最大的運行方式下線路末梢三相短路來進行整定。
2.2 限時速斷保護的優化改進
由于煤礦井下電力網絡的特殊分裂運行結構模式，各個分段母線之間短路電流的差值不是很大，即使在6 kV/10 kV中增加了對應的電抗器設備，也難以解決在中央變之后改變短路電流之間的差距，這給工作人員造成了一定的困難。由此可以采取以下的解決措施：改變傳統的時限和相鄰線路時限的配合，整定原則為按照相同靈敏度系數法進行整定，在極小運行方式下線路末梢發生短路之時具有一定的靈敏度。
2.3 定時限過流保護的優化改進
一般情況下，定時限過流保護都可以按照正常情況下最大的工作電流進行整定，但是由于煤礦供電系統的特殊性即不能自動啟動，所以必須按照避免被保護線路的尖峰電流（或者代替最大工作電流）進行整定。尖峰電流的定義是：當該線路中其他設備的最大負荷為30分鐘時，而這個線路中的高負荷電動機正在運行時產生的最大短路工作電流。
2.4 配電系統繼電保護裝置的優化改進
隨著配電網用電負荷的加大，高壓線路密度的增加，短途輸電線路的增多，配電系統繼保裝置的優化改進就成為我們密切關心的問題。為了解決中低壓配網的電線過短、保護級數太多等諸多問題，可以采用三段式電流保護方式進行保護的裝置方案，并且引入電壓保護和縱向保護的方法來解決煤礦供電系統中繼電保護存在的問題。
3 系統優化改進方法的效果
優化改進煤礦供電系統繼電保護系統的性能，是有一定的基礎的，即滿足可靠性、速斷性、靈敏性和可選性。可靠性是指一定要有完善的后備保護和足夠高的靈敏度，鑒于繼電保護裝置和設計考慮。速斷性是指發生最小兩相短路時能夠沒有時間限制的跳閘，而在最大運行時的三相短路能夠增大保護的距離。靈敏性是指瞬時速斷的保護區域較大，因而其動作靈敏度較高。可選性主要是相對于限時速斷、瞬時速斷和定時過流來說的：對于限時速斷，引入三級階梯延時的原則來保證豎直方向上的可選性；對于瞬時速斷，即使沒有時限也可以使得動作電流有一定的差距；對于定時過流，也是采用短階梯延的原則，同樣可以保證電網保護的豎直方向的可選性。
4 結束語
隨著經濟科技水平的不斷提高，對供電系統要求也與日俱增。這給用電部門造成了一定程度的壓力，也開始重視繼電系統的保護問題。對煤礦供電系統和用電設備進行繼電保護和優化，體現了我國對煤礦安全生產管理制度的嚴格性。本文通過對煤礦供電系統的現狀分析，以及對其背景進行研究分析，論述了研究的意義，然后指出了我國煤礦供電系統存在的問題和解決方案，并且對瞬時速斷保護、限時速斷保護、定時限過流以及配電網裝置進行優化改進，分析了系統優化改進產生的效果。總之，對煤礦供電系統進行繼電保護，有助于降低煤礦安全生產中用電事故的發生，保證煤炭的安全生產。
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篇5
關鍵詞：電力系統；自動化；整定計算；繼電保護
中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）18-0130-02
繼電保護裝置保障了電力系統安全運行， 是電力系統不可缺少的部分，合理配置與正確使用繼電保護裝置就顯得非常重要。繼電保護裝置必須滿足選擇性、可靠性、速動性、靈敏性四要求，簡稱“四性”。除可靠性要依賴于繼電保護裝置本身之外，選擇性、靈敏性、速動性均取決于保護定值，因此做好電力系統繼電保護定值的整定計算工作是保證電力系統安全運行的必要條件。
1 繼電保護裝置
當電力系統本身或電力系統中的電力元件（如線路、發電機等）發生了故障，危及電力系統運行安全時，能夠向操作人員及時發出報警信號或者直接向斷路器發出跳閘指令以終止危險事件發生的一種自動化設備和措施，我們稱之為繼電保護裝置。
1.1 繼電保護的整定計算
繼電保護整定計算是繼電系統保護中一項重要工作。繼電保護又分為電網保護（線路保護）和電廠保護（元件保護）。實質上，電網保護和電廠保護的定值整定計算是相同的，研究保護對象發生故障后出現的特征量的變化規律，設計一種自動裝置——繼電保護，反映該特征量，當特征量達到預定的定值，裝置自動動作于斷路器切除故障對象。整定計算工作也應適應繼電保護的發展需要，創新計算方法，探究解決新問題。隨著電力系統運行狀況不斷變化，參數超出規定值時，就需要我們對部分乃至全部保護值進行重新整定，使之滿足新的運行要求。繼電保護整定計算要統一、辨證、合理、科學地運用。
1.2 繼電保護基本原理
繼電保護的原理是利用電力系統中元件發生異常情況或短路時的電氣量（頻率、功率、電壓、電流等）的變化，形成繼電保護動作判斷標準，也可測定其他物理量，如變壓器油箱故障時，就會發生油流速度增大、瓦斯濃度提高、油壓強度增高的現象。通常繼電保護裝置包括執行部分、邏輯部分、測量部分、定值調整部分。
1.3 繼電保護整定計算的基本原則和規定
繼電保護整定計算應以正常運行方式為依據。繼電保護整定計算工作不能獨立于繼電保護之外，必須滿足“四性”的要求。對于超過220kV電壓的電網線路繼電保護多采取近后備原則。遵循上、下級繼電保護的整定逐級配合的原則，滿足選擇性的要求。對于變壓器中性點接地運行方式的選擇，應盡量保證零序阻抗基本穩定。靈敏度與正常運行方式下的其他故障類型進行比較，以保護斷路器在跳閘前后全部能滿足預定的靈敏度要求。
2 繼電保護整定計算的任務
2.1 繼電保護方案確定
整定計算人員應根據本區電網的變壓器特點和實際運行狀況來決定選定變壓器保護所需要的功能塊，以保證功能模塊與功能之間的一一對應。隨著微機保護裝置功能的完善，由整定計算人員根據實際具體情況確定保護方案。
2.2 調整裝置之間的配合關系
通過計算短路電流，將相近的兩保護裝置進行靈敏度與動作時間的匹配測試，從而保證選擇性科學合理。在電力系統發生故障時，多級保護模塊之間協調作用，保障了保護功能的有效。現代超高壓電網要求保護裝置要做到不“誤動”、不“拒動”。對于繼電保護的整定計算，應樹立“全面科學保護”的理念，全過程、多視角、多層次地思考不同功能塊之間的協調關系。
3 分析定值整定保護危險點
繼電保護定值整定相關計算需要待線路參數實測后進行校核，以消除定值整定全過程的危險點，以實現電網安全運行、可控在控的目標。
3.1 故障計算
當電力系統正常運行之時，相與地（或中性線）之間、相與相之間發生非正常的連接時，系統流過的電流，我們稱之為短路電流。短路電流之值遠遠大于正常電流 ，其具體數值取決于短路點與電源的物理距離。短路電流的計算圖表或計算公式，均以三相短路為計算條件。原因是三相短路電流大于二相短路和單相短路時的電流。掌握了分斷三相短路電流的方法，定能夠分析二相短路電流和單相短路電流。短路計算程在對零序互感的處理上，不可避免地都存在著忽略和簡化。選擇合理的運行方式是充分發揮保護系統功能、改善保護效果的關鍵要素。
3.2 配合系數選擇
要計算最保守的分支系數，應考慮可能出現的各種運行方式和故障點的組合。正序網絡的助增系數和零序網絡的分支系數均為配合系數。我們需要正確選擇和確定分支系數，以免對保護范圍的大小和零序保護的定值產生不利影響，甚至影響保護各段的準確性及配合性能。
3.3 輻射型電網
電流分支系數是相鄰線路發生短路或斷路故障時，流過本線路的短路電流與流過相鄰線路短路電流之和的比值。距離保護，助增系數Kz與電流分支呈反比關系。
4 選擇微機型繼電保護裝置
微機型繼電保護裝置具備如下優勢：（1）功能強大，運行性能好，故障率低；（2）自檢功能全面，可隨時監控運行狀態；（3）期遠程通訊功能開發良好，易于實現遠距離控制；（4）生產、安裝、調試簡便、高效，促進了繼電保護技術進步，受到運行，設計，制造各方面的歡迎和認可。
總之，繼電的全過程是一個完善的系統工程，需要多個部位的配合協調，方能保障運行的可靠性。保護定值錯誤隱蔽性較強，在系統正常運行過程中難以發現與采取措施，因此保護定值整定的全過程必須有預案，處理及時。隨著科學技術的不斷進步，整定計算工作者必須在工作中不斷地改進和完善整定計算的工具和方法，使繼電保護整定計算工作更為準確和快捷以適應電力系統安全運行實際需求。
參考文獻
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篇6
關鍵詞：繼電保護；井下供電系統；電力工程；供電網絡
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）30-0044-02
隨著技術的進步，電力工程高速發展，井下電力應用得到大力推廣，電網復雜性加劇，變電站覆蓋域變大，功用種類繁盛，必然導致供電網絡事故的頻繁發生。為維護電網的高效運行，提高其穩定性、安全可靠性，就必須加大對繼電保護的強化力度，使其高效快速地檢測出可能的事故問題。
1 繼電保護的基本介紹
繼電保護的定義。在供電網絡中能對初次系統進行監控、調節、控制、測量的自動化設備叫做繼電保護裝置。它能有效快速地檢測出電網中某些電氣元件是否發生故障或運行不正常，對問題元件能自動性、有選擇性地切除，通過斷電器跳閘或發出通知信號保障無問題部分正常運行，并根據維護條件調節電網負荷、電流分布等。
2 繼電保護達到的標準要求
（1）安全可靠性。繼電保護裝置的可靠性就是要求裝置在故障發生時應該動作，切除隔離問題部分；電力系統正常工作時避免誤動。它在電力網絡中的主要任務是負責系統的安全可靠運行，及時發現問題，糾正解決問題，最大限度地降低電力系統中相關元件的損耗；同時，對故障部分的狀況發出信號，相關人員及時處理，并與其他設備配合，保障電力網絡的安全運行。
（2）反應靈敏性。繼電保護的反應靈敏性一般用靈敏度表示，是在其工作范圍內的故障或運行不正常的部分的反應敏捷能力，其要求故障一旦發生，其工作范圍內的任何故障位置、任何故障類型都可快速正確地顯示出來。靈敏度用公式Km=Ld min/Id表示，其值越高其能力越強，不同線路其值也不同。
（3）選擇替換性。繼電保護對電路的保護分為主保護、后備保護、輔助保護。其選擇性是僅對故障部分進行隔離切除，保障大部分的正常運轉。對供電系統一般都準備兩套保護系統，其中主保護反應快，副保護反應慢。當主保護反應后故障依舊未排除，副保護起作用切除主保護未排除的故障部分；而且當主保護拒絕動作時，副保護也起作用，防治繼電保護的惰性反應。主反應快，路線長的話就有漏掉的部分，副反應慢，同樣有其反應范圍，因此必須為補充兩種的不足而設計相應的簡單的輔助保護。
（4）快速應對性。電力系統發生故障時，要求繼電保護系統必須快速地切除故障部分，減少故障元件工作時間，降低破壞。同時，某些特殊情況，要求保護系統動作有延時性。因此，對于保護系統的反應速度有一定的要求。對于高壓線路，必須快速切除故障部分；變壓器、電機本身出現的故障要快速切除；危害性大的路段，例如鐵路通信、高壓輸送路線要求快速切除故障；導線截面小的線路必須快速切除故障；對于主干路上連同的主電力設備需要工作時間，無備用路線時就必須延時反應。
3 當前井下繼電保護應用研究現狀
近年來型、型、型礦用開關柜和型、型及型防爆開關被大多數礦井選用為井下開關柜，這些類型的開關柜雖然裝有過流脫扣器和失壓脫扣器等保護裝置，但沒有安漏電型保護裝置。經過改進，井下用柜K Y Ggg-6型添加了過流保護裝置、欠壓和漏電保護裝置；K Y gg-1Z、K Y gg-1型等也添加了上述三種保護裝置。對于B gp3-6防爆型開關柜還裝有晶體管保護。老型號的開關柜由于過流脫扣器來完成過流保護，當其主次級短路電流區別不大時，難以滿足選擇性，且盡管裝有gl型繼電器，主次級反應動作很難配合好，且這種情況若發生拒動時，還沒有后備保護裝置。一旦漏電，縱向線路沒選擇性，主次級刀閘開關都跳閘，故障范圍擴大，生產受影響大。晶體管保護裝置存在時限和縱向配合問題，有待進一步研究改進。
4 井下繼電保護系統應用中的常見問題
4.1 繼電保護系統整定值不準確
繼電保護整定值是綜合供電系統正常工作的常規設定值，當線路電流或其他數值與此值不匹配時就可以確定其故障問題；此值必須得保障可靠性、靈敏性、突出選擇性、快速應對性。統計表明，在使用安裝繼電保護系統中，保護整定值存在隨意現象，過大起不到保護作用，過小則太靈敏經常有故障，兩者都對生產造成影響。造成這種現象的原因主要是工作人員對繼電保護不熟悉，相關知識不到位，工作原理沒把握，供電系統經常被忽視保護
問題。
4.2 系統整定方式錯綜復雜
技術的進步使各種保護產品向高科技電子化方向發展，其型號多變，沒有固定的模式，致使其整定方式各不一樣。保護器中，有的電子產品必須人工手動設定具體值，有的則預先設定了檔位；同時，產品中以二次電流的保護設定為主，其次為一次電流保護。當電路中使用不同的電子產品時，同一路線其操作手法還不一樣，造成使用的復雜性，不利于保護系統起作用。
4.3 保護設備被棄用
井下空間小，本身行動不方便，線路復雜，造成繼電保護被棄用，有的是怕影響生產接地短路，有的是技術不到位不知道怎么弄而放棄使用，這些都將繼電保護當成可擺設而應付上級檢查。
5 繼電保護系統在井下的實際應用
（1）井下主變電所繼電保護的級數多，分為：由上級變電所、礦井35kV路線進線、地面6kV井下主變電所區域進線饋出柜、開采區域變電所進線柜、井下主變電器設線饋出柜等共有7級繼電保護范圍。正常情況而言，礦井上級變電所保護的時間限制設定是固定不變的，一般設定為1.2秒，下一級別保護的時間限制比上一級別的減少0.5～0.7秒。這種設定方式有其局限性，就是保護級別之間的時間間隔對保護對象起不到必要的保護作用，嚴重時根本不能越級跳閘斷電。為避免這種狀況發生，井下礦用繼電器一般采用ssj型，其靈敏度高于時限型；另外，在不增加保護開關的停進范圍內可以適當縮減保護級別，減少時間差。
（2）礦用35kV進線保護使用固定時限保護，6kV配出線一般用反時限繼電保護。反時限基本電力元件是gl式感應電流繼電器，它具有電流、中間、信號、時間等各種類型繼電器的功用，可以同時具有速斷和過流兩種斷電保護，對繼電保護的操作起到簡化的效果。同時反時限可以與固定時限、反時限等繼電器之間配合使用，因為反時限保護對越靠近電源方向的短路反應時間越短，整定時通過動作曲線即可查的。這種與曲線擬合對比脫扣器而動作的行為模式時間配合較難，經常出現越級保護跳閘現象，且其速度都遠高于過流保護動作，因此采用反時限gl過流型繼電器無法現場整定，只能手動粗略調整，其偏差大，影響其靈敏度。相對于這種情況，在靠近主電源線路附近使用定時限繼電器，相互配合，對繼電保護的保護功效起到更大的促進作用。
6 結語
繼電保護重在保護，保護煤礦井下電力系統的完整安全可靠運行，預防類似于短路電流過大發生火災造成井下瓦斯爆炸事故、路線絕緣破損觸電事故、通風系統因線路電流電壓異常而停止工作等重大事故的發生。井下繼電保護的安全可靠的運轉，小方面可以有利于維護企業穩定生產，大方面可以安定社會。
參考文獻
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篇7
【關鍵詞】10kV 配網；合環操作；饋線保護；影響
一、引言
10kV配網線路的檢修、維護等工作有時候必須要線路停電才能夠實施，為了縮小停電范圍，縮短用戶停電時間，合環與解環很好的解決了這一問題，使得電網供電可靠性得到了保障，大大提高了電網運行的安全性與穩定性。正常方式下10kV電網是以環網結構開環運行，有需要時會合環轉電，為了避免合環時的各種因素特別是沖擊、穩態電流等對饋線的影響，需要對饋線保護性能進行分析和計算，下面就10kV 配網合環操作對饋線保護的一些影響進行簡單的分析。
二、分析合環操作對饋線保護的影響
通常情況下，10kV 饋線保護的三個元件是相間電流保護、零序電流保護和過負荷保護。本小結主要是以整定技術原則和合環轉電等值分析計算結果為依據，對合環過程中的沖擊和穩態電流可能造成保護元件誤動作的影響，還有合環時及合環后保護元件產生的故障等問題進行探討，并予以解決。
1對10kV 饋線進行保護的整定原則
依據電網繼電保護整定計算指導原則，對10kV 饋線保護的整定值如下：
1.1相間電流保護
限時速斷保護電流定值為：一次側3000A，時限300ms。
定時限過流保護電流定值為：1.3In， 時限：900ms。
1.2零序過流保護
保護跳閘：一次電流60A，時限1S
保護發信：一次電流25A，時限1.2 S
1.3超負荷保護
保護發信： 0.9In，時限5S
2饋線保護在斷開聯絡開關中所發揮的成效
10kV 饋線的合環開關在正常運行情況下是斷開的，開關兩側的饋線負載電壓都是10kV，分別由甲站饋線、乙站饋線提供，在這種情況下發生各類故障，故障電流均來源于甲站、乙站上級系統。在這種故障下，保護元件還能保持其靈活，這就說明整定原則與饋線的保護功能已經達成一致。
3合環對饋線保護的影響
3.1合環沖擊電流對饋線保護的影響：
查詢相關文獻資料知：線路最大載流量ILmax均滿足ILmax≤1852A和電流互感器CT一次側額定電流滿足ICTln/ILmax≥1.3的條件下，合環沖擊電流不會超過相間電流保護定值，并且沖擊電流可迅速衰減（通常一個周波后就可大幅衰減），因而可以保證相間電流保護不會誤動作。
3.2合環穩態電流對饋線保護的影響：
查詢相關文獻資料知：在均滿足ILmax≤3000A及ICTln/ILmax≥0.8的條件下，合環穩態電流不會超過相間電流保護定值，保證相間電流保護不會誤動作。
4合環后解環運行對饋線保護的影響
合環后運行解環，此時對10kV 饋線保護的主要影響是：拉長了單饋線供電距離，線路末端故障時饋線保護靈敏度下降，而且饋線負荷增加可能導致過負荷保護動作。
合環后，如果在甲站解環，那么會由乙站電源為整段負荷供電，此時，如果甲站原10kV 饋線故障，那么故障電流是由乙站輸出，與合環過程中甲站10kV 饋線故障情況相同。同樣，合環后如果在乙站解環，那么會由甲站電源為整段負荷供電，此時，如果乙站原10kV 饋線故障，那么故障電流是由甲站輸出，與合環過程中乙站10kV 饋線故障情況相同，這也就是具有等值的特性。
合環后運行解環，如果在甲、乙站為整段負荷供電時發生故障，則甲、乙站饋線開關處測量的故障電流與正常運行方式下相比減小，限時速斷保護范圍減小，定時限過流保護靈敏度降低，因此就必需要計算末端故障時是否能滿足整定原則中關于靈敏度系數Ksen > 1.5的要求。
為了達到保護線路全長的目的，定時限過流保護必須在最不利的情況下，即系統在最小運行方式下線路末端兩相短路時（此時流過保護的短路電流最小），具有足夠的反應能力，這個能力通常用靈敏度系數Ksen來衡量。在小方式下金屬性相間短路故障進行校驗相間電流保護的靈敏度，公式如下：
具有金屬性質的三相電流計算公式為：
通過兩個公式可以得知，在明確等效電勢參數的同時，應當掌握系統和饋線兩者的抗阻參數，才能夠對保護敏捷度進行可靠性的校驗。
從某區域內的電網繼電保護整定計算平臺生成系統的阻抗數據中可以得知，大方式對應系統的阻抗能力小于小方式對應系統的阻抗能力。如下表1所示：
電壓等級（kV） 變電站 大方式對應系統阻抗（Ω） 小方式對應系統阻抗（Ω）
110 終端 0.34 0.39
220 終端 0.3 0.35
220 鏈式 0.4 0.5
表 1. 大、小方式下城區主變電站對應系統的阻抗情況
在表1 中可以得知：小方式下110kV 變電站系統等效阻抗通常小于0.4 ；而220kV 變電站系統等效阻抗通常不大于0.5Ω。
據有關統計，在該區域，10kV饋線網絡中各類型號截面的導線、電纜最長的饋線其阻抗也最大。城區10kV聯絡系統最大阻抗大約為0.5Ω，饋線最高的總阻抗大約為4.6Ω ；以此參數作為依據，就可以對末端三相金屬性故障電流進行計算：
若要使末端相間短路故障時靈敏度系數在小方式下能夠符合規程要求，就應使：
通過計算得知，站內出線開關CT一次側額定電流不得大于914A ，這樣就能保證合環后的故障靈敏度高于1.5。
綜上得知，進行合環后運行解環時城區的10kV 饋線如果要在末端故障時靈敏度符合規則的需求，就應當保證饋線CT一次側額定電流小于1000 A。
結束語
以城區的10kV 配網合環操作對饋線保護的影響為依據，對計算的結果進行綜合的分析和歸類，由于篇幅原因，不能一一的分析，不過在查找文獻可以得出以下的論斷：第一、饋線的最大載流量不得大于1852A ；第二、饋線CT 一次側額定電流與最大載流量之比不低于1.3；第三、饋線CT一次側額定電流應當低于1000A。在符合上述的三個條件時，可使10kV 配網合環轉電滿足繼電保護整定規程要求，在合環時不用考慮對繼電保護的影響，對不滿足上述三個條件的在合環操作時需要進行具體分析計算。
參考文獻
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篇8
【關鍵詞】不對稱斷線;繼電保護;影響
1.引言
隨著科學技術的不斷發展，我國國民經濟迅速增長，社會各領域對電力的依賴性越來越強，對電力安全的要求也越來越高，電力系統一旦出現故障，就會造成嚴重的經濟損失，這就意味著確保電力系統安全穩定運行勢在必行。電網運行過程中，不對稱斷線故障一旦發生，短時間內就會產生很大的電流，極有可能造成設備燒毀，同時引起大面積的斷電現象，對人們的生產生活和國民經濟的發展都會造成很大的影響。近年來，電網管理自動化的程度越來越高，很多變電站也實現了無人值班，大大降低了勞動強度，提高了工作效率，在這種情況下，就需要利用繼電保護系統確保供電系統的安全。繼電保護對電力系統的安全穩定運行起著非常重要的作用，由于電網環境越來越復雜，傳統的繼電保護系統已經不能滿足人們的需要，因此需要不斷的對繼電保護進行改進或者重新設計，確保在不對稱斷線故障發生時，繼電保護系統能夠及時作出反應。
2.常見的斷線故障及其危害
在中性點不接地系統中，不對稱短線故障一般有兩相短路和三相短路兩種形式，其中三相短路故障所造成的危害最大，三相短路故障時，會瞬間生成特別大的電流，電氣設備的使用壽命縮短，甚至是直接過熱、燒毀，還有可能引起火災，由于線路中的電壓過低，正常用電的用戶也會受到很大的影響，其次，三相電壓不對稱還會產生負序電流，導致電機過熱，降低其工作效率。
不管是主、變還是高壓、低壓母線上出現斷線都有可能造成保護引出跳閘，主變中性點不接地的情況下，不管是什么形式的發電機出口斷線和高壓斷線都是負序引出跳閘;主變中性點直接接地的情況下，高壓斷線由主變零序啟動跳閘。若故障的運行電流比額定電流小，由于斷線種類和運行方式的差異，保護啟動的情況也不同，可能跳閘，也可能不跳閘，對于跳閘的故障，工作人員要準確的做出判斷，要以最快的速度解決故障。判斷不跳閘的故障時，要區分一次斷線和二次斷線，兩種情況都會啟動負序過負保護，但是一次斷線時三相電流不等，二次斷線時一次三相電流平衡。
3.不對稱斷線
所有的不對稱運行都可以看作是三相阻抗不相等，而斷線不對稱是三相阻抗不相等特殊方式。將斷相看作是斷口阻抗，剩下的兩相在斷口相阻抗為零，同不對稱短路分析一樣。
首先，要根據電力系統參數和接線圖將各序網絡做出，其次，由斷相種類的不同，確定斷相處的邊界條件，建立復合序網，再次，將斷口處電壓電流的各序分量計算出來，同時將各序網中節點電和壓電流的序對稱分量計算出來，最后，綜合得出全電壓和全電流。
4.不對稱斷線對繼電保護裝置的影響
4.1 需要提供可靠性
不對稱斷線故障發生時，往往伴隨著三相電壓的不對稱，接著會造成三相電流的不對稱，就會造成電氣設備過載，因此，需要利用繼電保護裝置避免這種情況的發生，而且對于繼電保護裝置有著很高的要求，在不對稱斷線故障發生時，繼電保護裝置會依據當時的情況做出準確的判斷，確保裝置做出準確的動作，繼電保護裝置會在需要的時候及時發揮作用，正常情況下，繼電保護裝置也不會發生誤動。
繼電保護裝置的安全可靠性既取決于裝置的出廠質量，也與繼電保護裝置日常中的保養和維護有關，這就要求在繼電保護裝置的選擇上，要選擇正規廠家生產的產品，并在平時做好保養和維護工作，及時發現并解決裝置存在的問題，確保繼電保護裝置一直處于良好的工作狀態。常見的繼電保護裝置如圖1所示。
圖1 常見的繼電保護裝置
4.2 對繼電保護的選擇性影響
在電力系統出現短路故障時，為了減小故障對設備造成的危害，繼電保護裝置會自動對受故障影響的設備斷開，同時還要確保在故障電路的保護裝置拒動的時候，相鄰設備的保護裝置能夠將其斷開。近年來，我國電網規模不斷擴大，電網結構也越來越復雜，因此只是核對后備設備進行保護是不夠的，還需要利用附近的裝置對其保護，發生短路故障時，附近的保護裝置會在變壓器主保護舉動的情況下對其進行保護，因此對線路進行設置時，為了盡可能的提高安全性和可靠性，要確保繼電保護裝置能夠充分實現選擇性。
在此基礎上，設置變電線路保護時，可以考慮選擇遠程保護，不對稱斷線故障一旦發生，極有可能會造成二次回路故障和直流電源故障，進而導致裝置拒動，這時選擇遠程保護，有利于提高電力系統的安全性，因此，遠程保護應該廣泛應用于變壓器的繼電保護中，在遠程保護不能發揮其功能時，再進行近的后備保護的設置。
4.3 對速度性的影響
速度性指的是在不斷線故障發生時，繼電保護裝置要在最短的時間采取最正確的動作對主要設備進行保護，盡可能的減少過載電流和過載電壓對設備的影響，同時，繼電保護裝置動作的速度還要滿足選擇性的要求，一般設備價格昂貴，操作復雜，低壓電力設備中也不采用，只是在高壓電力設備和電力線路中采用，在高壓配變電電網中，特別是在不對稱斷線故障的處理中，繼電保護裝置的快速動作對保護變電設備具有十分重要作用，由于不對稱斷線故障發生時，電流和電壓會瞬間升高，這時就需要繼電保護裝置能在短時間內做出準確的動作。
4.4 對于靈敏性的影響
繼電保護裝置的安全性與可靠性在一定程度上也與靈敏度有關，靈敏度既不能太高，也不能太低，恰當的靈敏度才能確保繼電保護裝置的安全穩定運行，只有能夠準確的判斷異常電流，才能準確的做出保護動作。凡是與要求相符的繼電保護裝置，故障在規定范圍內出現時，無論短路點有沒有過渡電阻，也不管短路的性質和短路的位置，繼電保護裝置都能做出準確的動作，不管是在系統最小運行方式下經過較大的單相短路，還是經過較大的電阻過渡，又或者是在系統最大運行方式下經過三相短路，繼電保護裝置都能做出動作。
系統最小運行方式指的是在被保護線路末端短路故障的情況下，系統等效阻抗最大，流過繼電保護裝置的短路電流就是最小的運行方式;系統最大運行方式指的是在被保護線路末端短路故障的情況下，系統等效阻抗最下，流過繼電保護裝置的短路電流就是最大的運行方式。阻抗、電壓和電流等故障參數進行計算時，要按照實際情況，采取最不利的故障類型和運行方式進行極端，增加裝置的靈敏性，也就是增加繼電保護裝置的依賴性，在一定程度上與安全性相矛盾，對于不同作用的保護和被保護的線路的設備，要求的靈敏度系數也不相同。
5.結束語
對發電機的過流保護是造成斷線的主要原因，眾所周知，我國國民經濟的發展越來越快，人們對電網的依賴性越來越大，對電網安全性的要求也越來越高，電網系統一旦發生故障，就會給人民的生產生活和國民經濟的發展帶來巨大的經濟損失，因此，確保電網的安全穩定運行時至關重要的，不斷線故障發生時，會產生很大的電流，就會導致電力系統設備發熱，甚至是燒毀，研究不對稱斷線對變電繼電保護的影響是未來不對稱斷電研究的主要方向，具有十分重要的意義，有利于促進我國國民經濟的進一步發展。
參考文獻
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篇9
關鍵詞：電力變壓器；電氣試驗；繼電保護；常見故障；電力系統 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM41 文章編號：1009-2374（2016）32-0065-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.032
目前，我國人民對于電的需求量越來越大，保證電網的運行安全這一問題顯得尤為重要。由于電網運行復雜，在這一過程中，要時刻保持變壓器的運行穩定。變壓器承擔著輸電、配電的任務，也是電網系統運行安全的基礎保證，文章就變壓器電氣試驗和繼電保護的基本方法進行了闡述與分析。
1 電力變壓器常見電氣試驗
電力變壓器使用過程中會出現不同程度的故障，針對不同故障要進行對應的電氣試驗，檢查出設備故障，并進行維修。其中常見的電氣試驗有絕緣測量、耐壓試驗、變比試驗、瓦斯繼電器試驗，如果繼電器故障難以處理，還要進行直流電阻試驗。絕緣測量是所有試驗的基礎，通過變壓器一次和二次之間對地電阻測量，可以確定簡單的故障，也可以確保設備的絕緣強度，防止漏電和破損。當電壓器存在相間電阻平衡問題時，采用直流電阻試驗來測試其穩定性。繼電器瓦斯試驗較為復雜，但在大型變壓器故障查找和檢修中不可缺少，也要根據電力變壓器的運行對其進行繼電器保護。
2 變壓器繼電保護原理及原則
2.1 變壓器繼電保護基本原理
變壓器繼電保護主要靠繼電保護裝置來完成。其基本原理為，繼電保護裝置能夠對受保護區域內的故障做出適當的反應，提示維修人員設備存在安全隱患。繼電保護裝置要能夠正確地判斷故障，不能誤動或拒動。出現故障的變壓器和未出現故障的變壓器的電氣量發生巨大變化，其中電流和電壓是主要表現。發生故障后，繼電保護裝置顯示，變壓器系統的電流瞬間增大，變壓器正常運行狀態下，電流為額定電流。而故障發生后，很可能造成系統的短路，電流值迅速上升并且遠遠超過額定電流值，容易造成系統內部零件燒毀。與此同時，電壓會降低，并且越接近短路點，電壓值下降越多。與正常運行相比，故障下的變壓器系統電流與電壓之間的相位角增大。最后，故障狀態下的系統會出現阻抗上的變化，也就是電壓與電流的比值減少，無法維持設備的正常運行，從而造成電力系統停止工作。
2.2 變壓器繼電保護的原則
繼電保護裝置發揮保護功能要具有可靠性、選擇性、靈敏性和速動性四個特點。可靠性是繼電保護的最基本要求，要求在執行繼電保護的過程中，正確判斷和發現故障，并且要發出正確的預警信號。繼電保護裝置要滿足設備運行的基本性能，不能誤動或者拒動。當變壓器出現短路后，還要求繼電保護裝置具有選擇性，是指在發生故障后只對保護區范圍內出口動作，幫助維修人員判斷故障位置，減少資源浪費，不影響系統的整體工作性能。由于故障多在瞬間出現，因此判斷故障也要具有靈敏性和快速性，從性能上繼電保護裝置應具有高度的靈敏性，一旦設備存在故障隱患，就將提供預警報告，并將故障可能范圍降到最低，使工廠可以實現預防先于維修，提高設備的運行效率。繼電保護裝置整體規程與靈敏度的計算方式不同，前者是在最大運行方式下進行計算的，而后者是在最小運行方式下進行計算的。靈敏度高的繼電保護裝置要能夠對短路點進行正確判斷。也就是說，無論是在最大運行模式，還是在最小運行模式下，繼電保護系統都要保持可靠的運作性能。要求繼電保護裝置可以識別變壓器內部輕微匝間故障，確保保護范圍。同時，繼電保護裝置的動作要快，要在第一時間做出判斷，以便于維修人員能夠及時發現變壓器故障，減少運行損失。繼電保護裝置的故障判定范圍包括電廠設備的母線電壓小于有效值、大型發電機或者大容量發電機內部故障、對人體安全造成影響的干擾信號，若單指變壓器的話，還包括電壓器內部的線路短路、匝間短路和接地短路現象。另外，針對故障的電流不平衡和差動電流現象，均應做出準確的判斷，從而確保變壓器的運行穩定，促進電廠的正常運行。
2.3 電力變壓器繼電保護方案設計
針對當下電力企業的發展，變壓器繼電保護方案主要從以下方面入手，分別為瓦斯保護、差動保護和過電流保護。企業應從變壓器的原理，運行中所需的技術支持入手，以保持變壓器正常的工作狀態為前提，進行設計、維持和繼電保護處理。繼電保護裝置的主要任務就是對障礙部位進行預警和切除，信號的傳達要準確，根據我國對變壓器運行的相關規定，其具體的保護方案設計如下：
2.3.1 瓦斯保護。該保護在變壓器運行中較為常見，是一種電力變壓器內部的裝置，以氣體變壓器為主。瓦斯保護的目的是保證電力變壓器油箱內部的氣體可以及時排出，防止油箱溫度突然上升，并且確保了絕緣油的基本性能，防止出現漏電和短路等安全隱患。針對不同的變壓器故障，瓦斯保護的原理不同。在正常運行狀態下，變壓器信號由油箱的上觸點連通中間變壓器發出，當系統存在故障時，則警報信號由油箱的下觸點連通信號回路發出，并輔以跳閘應急處理，此時可以確保故障的正確預警，并且降低了故障的可能范圍，提高了故障排除和維修的效率。
2.3.2 變壓器的差動保護。差動保護實際上是利用了變壓器高壓端和低壓端電流和相位的不同，根據變壓器的運行原理，將兩側的不同電流互感器進行連接，形成環流。通過判斷電流變化來判斷是否存在故障，此方法也被稱為相位補償，分別將變壓器星形側和三角形側的電流互感器連接成三角形和星型。正常狀態下，星型互感器和三角形、星形之間的電流差值為零或者接近于零，此時差動保護無動作，而在出現故障時，繼電器的兩側電流差值會增大，并且是快速增大，此時的電流值為繼電保護裝置的兩側互感電流所形成的二次電流之和，遠大于故障點的短路電路，從而造成系統短路，安裝繼電保護裝置的主要目的就是在系統某處出現故障時做出相應的動作，縮小短路帶來的影響。由繼電保護裝置發出相應的差動信號，預示存在故障，并協助解決故障。差動保護原理清晰，能夠保持靈敏度高、選擇性好、實現簡單等特點，在發電機、電動機以及母線等設備上均能得到廣泛應用，作為電器主設備的主保護，優勢比較明顯。
2.3.3 電力變壓器的過電流保護和負荷保護。電力變壓器過電流保護常用于上述所述兩種方案的備用保護方案。過電流保護分為幾種，主要是按照不同的短路電流來劃分。其中過電流保護主要用于降壓變壓器。復合電壓啟動的過電流保護則應用于升壓變壓器，對其靈敏度不足具有彌補作用。負序電流和單相式低電壓啟動的過電流保護，則多應用于系統聯絡變壓器和63MV-A及以上大容量升壓變壓器。與之相對應的變壓器負荷保護主要應用于故障預防，變壓器長期處于大負荷狀態下，會導致其電流增大，負荷保護就是通過降低負荷來控制過電流。該裝置通常指采用一只電流繼電器與某個單相線路相連的一對一的接線方式，一般在經過一定延時后動作于信號，或延時跳閘。
3 結語
在我國，電網的發展有著不可磨滅的作用，變壓器是電網運行中的核心設備，變壓器的運行穩定決定了整個網絡的穩定。繼電氣試驗和繼電保護是維持變壓器安全和穩定的基本策略，要求電網系統正確運用繼電保護策略，減少設備故障并及時清除已發生的故障。另外，在運行過程中，還要對實際的運行狀況進行具體的分析。
參考文獻
[1] 郭啟祿，張坤.發電廠電氣設備運行中常見故障及應對措施[J].科技經濟市場，2015，12（1）.
篇10
[關鍵詞]500kV；電力變壓器；繼電保護
中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0107-01
一、500kV電力變壓器的繼電保護裝置概述
繼電保護裝置能夠在電力系統及其元件出現故障問題時，及時檢測到故障并立即觸發報警信號，再由控制系統接收報警信號并進行保護裝置動作，從而實現對故障問題的有效排除，確保系統的正常運行。一般來說，繼電保護裝置的基本性能主要有靈敏性、可靠性、快速性和選擇性等幾種。其中，靈敏性一般是采用靈敏系數來加以表示的，裝置靈敏系數越高，則其反應故障的能力也越好；可靠性是表現在繼電保護過程中，裝置不會發生拒動作；快速性體現在裝置消除異常與故障問題的時間問題上；而選擇性則是在可能的最小的區間內切除故障，以確保設備供電的正常。在供電系統當中，繼電保護裝置在檢測系統運行情況、控制斷路器工作以及記錄故障問題等方面，有著極為重要的作用。
二、500kV電力變壓器繼電保護的相關問題分析
1.500kV電力變壓器的常見繼電保護問題
（1）瓦斯保護。在500kV電力變壓器的繼電保護中，往往容易因變壓器在濾油、加油時未將內部空氣及時排出，而導致變壓器運行過程中油溫升高將空氣逐步排出，引起瓦斯保護信號動作。同時，受到500kV電力變壓器穿越性短路的影響，也易于造成瓦斯保護信號動作。另外，由于內部嚴重故障、油位迅速下降等，也容易引起瓦斯保護動作及跳閘。
（2）差動保護。差動保護主要是通過對500kV電力變壓器的高壓側和低壓側電流大小及相位差別加以利用，從而實現保護。由于差動保護靈敏度相對較高，能夠無延時對各種故障做出選擇性的準確切除，且又具有選擇性好、實現簡單以及區分故障性能好等特點，使得差動保護在當前大多數電路保護中受到廣泛應用。
（3）過勵磁保護。在500kV電力變壓器的工作過程中，若在其高壓側出現500kV的高壓，那么此期間變壓器的磁密度會接近飽和狀態，此時如果有頻率降低、電壓升高等情況出現，將很容易導致變壓器發生過勵磁現象。過勵磁保護便是基于此原理來反映過勵磁引起的過電流，以延長變壓器使用壽命。
（4）過電流保護。電力變壓器過電流保護作為瓦斯保護和差動保護的后備，通常可以根據變壓器的容量以及短路電流的不同情況，進行過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護以及負序電流及單項式低電壓啟動的過電流保護等。其中，過電流保護常用于降壓變壓器；復合電壓啟動的過電流保護通常是在升壓變壓器，或是在過電流保護的靈敏度不夠等情況下方才采用；而負序電流及單項式低電壓啟動的過電流保護，則在63MV-A及以上大容量升壓變壓器，以及系統聯絡變壓器較為常用。
2.500kV電力變壓器常見故障
一般來說，500kV電力變壓器的常見故障類型主要有兩類，即油箱內部故障和油箱外部故障。油箱內部故障，常見的有高、低壓側繞組間的相間短路，輕微匝間短路、中性點接地系統的側繞組處單相接地短路，鐵芯繞損燒壞等故障。電力變壓器內部發生故障時，往往會產生一些電流及電弧，給繞組絕緣、鐵芯等造成損壞，嚴重時甚至會使變壓器油受熱分解大量氣體，引起爆炸。為此，需要繼電保護及時、有效地對這些內部故障予以切除。油箱外部故障，最常見的有絕緣套管和引出線上發生相間短路、接地短路等。
三、500kV電力變壓器繼電保護問題的解決對策
為了使500kV電力變壓器的正常、穩定運行，保障系統供電的可靠性和整個電網運行的安全性和穩定性，并盡最大限度避免一旦停運給整個電網造成巨大的經濟損失，可以考慮從以下幾個步驟對電力變壓器繼電保護問題進行有效、徹底解決。
1.利用微機及相關信息，處理繼電保護故障
首先，應對微機提供的故障信息加以充分利用，以排除簡單的繼電保護故障；其次，應重視對人為故障的處理，例如在有些繼電保護故障發生后，單從現場的信號指示并無法找到發生故障的原因，可能與工作人員的重視程度不夠、措施不力有關，對于這種情況，需要如實反映，以便分析和避免浪費時間。另外，還應重視對故障錄波和事件記錄的充分利用，包括微機事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號等。通過這些記錄，能夠對一、二次系統進行全面檢查，此時若發現繼電保護正確動作是由一次系統故障所致，則可判斷不存在繼電保護故障處理的問題；若發現故障主要出在繼電保護上，則應該盡可能維持原狀，做好故障記錄，通過制定相應的故障處理計劃后再進行故障處理。
2.合理應用檢查方法
在變壓器繼電保護出現誤動時，可采用逆序檢查法，從故障發生的結果出發，逐級往前查找微機事件記錄及故障錄波等；
在出現拒動時，可采用順序檢查法，通過外部檢查絕緣檢測定值檢查電源性能測試保護性能檢查的順序，進行檢驗調試。另外，在檢查繼電保護裝置的動作邏輯和動作時間時，還可應用整組試驗法來進行。通過短時間內再現故障的方式，來判斷繼電保護發生故障的原因并加以解決。
3.繼電保護常見故障的解決
結合瓦斯故障的處理方式來看，在發生瓦斯保護動作時，可通過復歸音響，密切監視變壓器電流、電壓及溫度，檢查直流系統絕緣接地情況以及二次回路是否存在故障等來排除故障。
若檢查發現瓦斯繼電器內存在氧化，則應即刻排出瓦斯繼電器的氣體，同時收集并檢查氣體，若氣體無色、無臭且不可燃，則變壓器仍可繼續運行；若氣體為白色、淡黃色，并帶刺激味或為灰黑色且可燃，則說明變壓器內部發生故障，需要取油樣化驗其閃點，若其閃點較前次低于5℃以上時，應停運變壓器，并聯系檢修進行內部檢查。
五、結束語
繼電保護是保障電力系統安全、穩定運行的重要裝置。本研究對500kV電力變壓器繼電保護的相關問題以及電力變壓器常見故障進行探討，可以看出，電力變壓器繼電保護問題的處理，除了可以利用微機及相關信息處理之外，還可通過合理正確利用檢查方法和針對性處理等方式加以解決，從而提高繼電保護系統的工作可行性，減少故障問題的發生。另外，在500kV電力變壓器繼電保護中應用差動保護，還能夠較為全面顧及到電力變壓器內外部故障，進一步保障電力系統的安全、穩定運行。
參考文獻：
