电力继电保护装置的相关问题分析

电力继电保护装置的相关问题分析

于晓丹 李强

摘要：为了保证电力系统的安全正常运行，一般在电力系统的设计实施过程中都会安装一定的继电保护装置。在电力系统中，继电保护作为安全卫士发挥着重要作用。为了保证电网的正常运行，做好继电保护工作十分关键。影响继电保护装置可靠性的因素众多，文章对其使用条件进行了介绍，对其现状进行分析，基于此梳理了当前应用中存在的问题，并给出了相应的防范措施。

关键词：继电保护装置；相关问题；防范措施

一、继电保护装置使用条件

电力系统的正常稳定运行要有切实可行、科学先进的继电保护装置。没有先进科学的继电保护设备，电力系统的安全有效运行就得不到保证。要实现继电保护离不开相关继电保护装置，随着电力系统要求的不断提高，系统对继电保护装置的相关要求也不断提高。在继电保护装置的性能要求上，保护装置的灵敏度、可靠性、快速性，选择性是整个装置设计的关键。在继电保护设备的灵敏度上，继电保护设备对电力系统的各种故障，以及相关异常情况都要做出及时的反映。给出及时有效的反映能够帮助相关工作人员采取积极有效的预防措施，以降低事故危险发生的概率。在继电保护设备的可靠性上，设备要对各种故障给出准确的判断，不能出现误动或者不动现象。在继电保护设备的快速性上，为了避免故障在有限时间内得不到判断而导致大面积故障事故的发生，继电器接线要保证高质量以确保设备对各种故障和异常问题做出快速反应。快速的继电保护也能将故障损坏降到最低程度，以确保系统长期安全有效地运行。在继电保护设备的选择性上，要求继电保护设备断开故障发生点最近的相关断路设备。选择性保护的目的是使系统故障发生后，继电保护能使故障小区以外的其他系统能安全有效运行。

二、电网继电保护装置现状及存在的问题分析

目前，继电保护装置主要分为35KV、10KV、35KV及以下电力线路保护技术相对较为成熟，其保护设备一般都是简单的电流保护。目前，常用的保护技术有升流器在电流互感器一次侧加电流，电压闭锁等相关技术，这些技术即可对电力系统进行有效正确性地保护。分析当前存在的问题，首先是大电流发生器在进行单独加电流时，保护无法进行整组的传动试验；对于保护测试仪而言，它只能进行装置二次整组的传动试验，无法对检测电流回路的正确性进行检查。其次，高频保护造成的干扰也会引发继电保护误动作。如：在实际工作中遇到过这样的情况：某电力回路中发生了单相接地故障，与之相邻的线路出现了纵联保护误动作。进行高频收信录波后发生，其主要原因是发信机的信号发生了中断，线路对此没有接收到闭锁信号，所以出现了误跳闸。对于高频电缆的屏蔽层来说，如果将其中的两点接地，可以减小干扰电压，收发信机的安全运行也会得到保障。如果高压电网出现了接地故障，在地网中存在接地电流时，接地的两点之间出存在电位差，从而造成高频电缆回路中引入纵向电压。当收发信机以及结合滤波器接到高频芯线上，出现接地故障的情况下，高频电缆中出现工频电流，造成输出电压器达到饱和，从而中断高频信号，最终导致相应的保护误动作。最后，由于TV二次回路而引起的继电保护误动作。如：在某变电站中，某线路的转角塔瓷瓶出现了闪落，最终导致了线路的四次跳闸。同时，在该站的另外一条线路上，出现了出口三次跳闸，最终成功重合闸。对其原因进行分析，该线路在技改过程中，保护回路中的交流电压回路中N线的电缆出现了虚接。正常情况下，电压互感器二次回路中的电压满足：Ua+Ub+Uc=0；如果二次回路的中性点具有良好的接地，则：Uoc*=0。但是在实际中，电压互感器的二次负载并不是完全对称的，再加上接地网自身的缺陷共同促成电压互感器的二次中性点接地不良。此时，Uoc*不为零，即表明：二次中性点对此存在电位偏移，此偏移电位与电压互感器的二次三相电压相重叠后，会造成三相电压发生变化。

三、防范措施分析

1.相位问题

对于实验设备来说，大电流发生器与保护测试仪是相互独立的。在使用过程中，首先要对它们的电流和电压相位关系进行确定；在试验过程中，将电源电压的相位作为基准，对保护测试仪的电压和电流之间的相位进行调节，使得测试仪的输出电流和电源电压之间保持一个固定的相位差；同时，测试仪的电压与电源的电压之间的相位差应该是设定的相位角；当保护测试仪的相位角发生变化时，相位差也会发生相应的变化。另外，对于大电流发生器而言，对其与试验电源的电压相位进行试验，它们之间的相位角应该保持不变。以上试验证明，可以将大电流发生器和测试仪器组合起来，共同组成一套保护传动设备。

2.时间同步配合问题

对于由于时间不同步而形成的问题，本文给出了三种方法。①采用对讲机实现室内外的同步。在传动试验时，首先将室内的测试仪器调节到故障之前的状态，将室外的大电流发生器调节到故障电流处，并且将电源断开。采用对讲器，实现故障量的够实现距离保护和零序保护，并且是从一次加入电流，二次加入电压；但是，在实时间的配合上依然存在问题，成功率较低。②通过对刀闸和接触器控制回路的利用，实现时间同步问题，并进行了相应的传动试验。③通过对遥控器控制回路的利用，完成同步的配合，并进行传动试验。图1给出了其原理接线。

图1原理接线图

如图所示，首先对遥控距离和穿透障碍物进行试验，将距离设置在500m以内，发现其穿透障碍物的能力较好。在开始试验时，将保护测试仪中的电压调为故障电压，将大电流发生器的电流调为故障电流。按下启动按钮后，1-2接点接通；同时，保护试验仪中有电流输出，并且将发生器启动；发射器发出相应的信号，将其传送给开关场的接收器。试验证明，该回路的同步性能较好，几乎无延时。

3.TV二次回路问题

针对TV二次回路而引起的故障，首先，要保证二次回路只有一点接地。其次，在基建过程中，要重视调试和验收的质量，对开口三角的零序电压接线进行仔细检查，保证其正确性。第三，在保护屏更改后，要对电流互感器二次回路、电压互感器二次回路、三次绕组的接线箱、端子排等的可靠性进行检查。最后，如果存在多个保护回路共同采用一组电流互感器的情况，在将其中的一套保护停运时，要做好相应的保护工作，防止回路出现开路的现象。

总而言之，在我国的电力系统中，继电保护起着重要作用，要想做好相关工作，应该充分注意到：引起继电保护装置误动作的原因是多种多样的，除本文所列的原因之外还有：元件的损坏、自身的保护性能较差、定值出现错误等等。在实际操作中，只有找到问题的根源，才能有针对性地予以消除，提高其正确动作率。