论继电保护电力系统的短路保护关键技术

论继电保护电力系统的短路保护关键技术

许梓强

（中山电力设计院有限公司）

摘要：电力系统运行稳定性时刻对电力系统的运行效益产生影响，继电保护设备的运行也是与之相关联的重要因素。为充分地解决电力系统短路故障问题，并提高继电保护设备运行效果，文章将以电力系统短路故障及继电保护为核心，通过对电力系统故障的分析与研究提高电力设备运行效益，同时根据问题提出切实可行的解决方案，以此为电力系统故障及继电保护问题的解决提供理论知识方面的帮助。

关键词：电力系统；短路；继电保护；措施

近几年，由于我国各个地区的需求逐渐增多，电力系统的建设力度不断提升，建设环境和运行环境也日趋复杂，若是系统保护力度不够的话，很容易出现短路故障，进而影响电力系统运行的稳定性和安全性。因此，为了保证电力系统运行的稳定性，针对继电保护电力系统运行的状态，制定相应的保护措施，避免短路故障的发生，也对电力能源进行了有效的节约，提升了电力企业的经济效益。

1.电力系统短路故障的成因与影响

1.1电力系统方面

文中所提及的电力系统的短路故障主要是指不同导体出现的短路现象。这些导体出现短路的原因大多是电力系统中绝缘体受到了损害。在电流流动的过程中，绝缘体依靠本身具有的极强的电阻来将电流与相关的物品进行绝缘，而绝缘体一旦破坏，隔绝电流的阻力消失，就会使电流任意地流动，一旦电流过大，就会给人们的安全以及社会的发展带来极其严重的后果。

1.2三相系统方面

对于三相短路来说，它出现短路时电流和电源相等，所以又被称为对称的短路现象。通过实践检验可以了解到，一般经常发生的短路都是单相短路，三相短路的现象比较少见，但是并不代表没有。而且对于三相短路来说，它的危害以及影响的范围是极大的，对于设备的破坏能力也不是别的短路现象所能及的。

1.3广大电力用户方面

电力系统运行故障会对用户对电力资源的有效利用产生不良影响。由于现代电力系统设计协同性较高，系统运行效益统一，一旦单一元器件出现故障问题，即可引发全面性区域电力系统瘫痪问题，此时用户对电力资源的使用会受到严重影响。电力系统故障原因较多，在用户方面主要问题体现在电线私接及电力破坏两个方面。电力破坏问题主要在20世纪较为多见，主要目的为将电力系统内部元件拆除并贩卖。在现代电力系统设计中，通过电力系统优化设计可以解决该问题，但仍无法保障电力系统运行的绝对安全。电线私接问题在我国电力发展史中尤为常见，即使在电力系统建设逐步完善的今天，在偏远地区仍然存在严重的电线私接问题，其主要原因与电力系统设计漏洞及电力系统电力资源供给能力较差有着必然联系。

2.继电保护电力系统短路的防治措施

要想降低继电保护电力系统短路故障发生的概率，主要是以“防治”手段为主。下文对继电保护电力系统短路的防治措施进行简要的分析和阐述：

2.1故障点电源的切断

在继电保护电力系统运行防治的过程中，要根据故障发生的状态，查找短路故障点以及进行故障点锁定，并且需要对继电保护电力系统短路故障产生的类型，进行分析和判断。同时，在各方面原因确定以后，需要切断故障点电源，这样可以避免影响不断的扩大，也在最大程度上保证工作人员检修维护工作的顺利展开。另外，工作人员也可以利用万能表对短路状态下的电流，进行详细、全面的记录，为后期运行调整，提供了重要的参考依据。

2.2带电安装和检修电气设备

带电安装是现代电力系统检修时发生安全事故的主要原因之一。带电安装的目的在于提高电力设备运行效率，需充分掌握电力系统安全问题，提高电力系统检修有效性及时效性。在一定程度上可为电力系统安装提供实时帮助，但安全事故产生的概率大大增加。为此要在现代电力系统检修及设备安装中，确保相关技术人员的规范操作及处理，制定有效的设备检修意外事故处理预案，从而在最根本的检修工作中遏制带电安装问题，使电力系统安装及检修工作能够按照预期规划有序进行，提高作业安全性及实际安全性。

2.3加强短路治理

对于电路系统设计，要充分考虑外部因素对电路系统的影响，如鸟类冲击对电力系统的破坏问题，应在设计方面采用半闭合结构设计，以降低鸟类因素对电力系统运行所产生的影响。在设备安装方面，要做好对粉尘等相关物质的处理，提高设备运行完整性，利用设计隔膜系统对空气中粉尘进行隔绝。最后应提高对设备的检测频率，提高系统运行效益，减少系统老化问题的产生，确保电力系统能够按照相关规范稳定运行。

3.继电保护分析

在继电保护电力系统运行的过程中，做好相应的保护方案是非常必要的，主要是从熔断器保护、相电流保护、零序电流保护等方面，具体的内容如下：

3.1熔断器保护

最早短路保护一般是以电源端的电流增大造成线路发热而设计的，熔断器就是其中的一种，是起到发热和自熔的功能。在系统运行的过程中，若是电流足够大的话，熔断器的温度会先于系统其他部分而升高到将自身熔断的临界点，从而切断电流。同时，熔断器属于一种一次性保护的组件，是不可重复使用的，主要是因为熔断器在切断故障一相电流后，这样还会保证功供电的稳定性，但是还会隐藏故障隐患。另外，随着电流系统的不断发展，三联装熔断器逐渐应用到其中，在运行的过程中若是其中一个发生熔断，另外两相卡死机构中会有一个被弹簧锁死的机构收回，导致另外两相的熔断器一起跌落。但是，熔断过程是需要一个周期的，在这个周期可以通过相应技术进行调整，避免影响继电保护电力系统的正常运行。

3.2相电流保护

相电流保护主要是在短路电流故障计算原理和电流互感器的基础上，利用机械方式作为继电保护电力系统线路切断保护的一项形式。在相电流保护的过程中，最开始的保护形式主要是在互感器上面采集电流，直接流经继电器吸合保持回路上的一个常闭节点，这样在电流足够大的时候，常闭节点的电磁力将抵消常闭节弹簧压力，常闭节点可以将主接触器的吸合电流截断，进而实现保护的目的。

3.3零序电流保护

短路故障现象的发生，会直接影响继电保护电力系统运行的稳定性，使内部电流相位紊乱，产生零序电流。因此，为了保证继电保护电力系统运行的稳定性，在固定的时间内，可以将零序电流整定的短路继电保护取代相电流保护，并且对其内部电流系统进行梳理，这样才能尽最大可能保证电流运行的有序性，避免发生紊乱的现象，降低继电保护电力系统短路故障现象发生的概率。

结论

电力系统结构复杂，运行压力大，通常处于高负荷运行状态，因此电力系统运行短路故障问题的产生无可避免，同时继电保护设备的运行故障也易受到外部因素及内部因素的方面影响，继而造成设备运行效果大打折扣，对于以上问题解决，应从设备设计至设备运行等多个阶段进行优化，并安排相关技术人员对设备进行定期的维护管理，保障设备运行有效性，将外部影响因素及内部影响因素的产生进行有效隔绝，从而为电力系统的稳定运行奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]刘铮.探究电力系统继电保护动作中的故障[J].工程技术（全文版），2007（3）：178.

[2]邢宝欣，邢永合.关于电力系统继电保护措施的探究[J].中国科技投资，2013（A33）：129.