浅析35kV电网线路继电保护的现状及改进措施牛卫丽

浅析35kV电网线路继电保护的现状及改进措施牛卫丽

(国网河南省电力公司尉氏县供电公司河南尉氏475500)

摘要:为了保证电力系统的安全稳定运行,继电保护装置起着关键的作用。此外,影响继电保护装置正常运行的因素还很多。如改变运行方式、保护定值和合作绩效参数设置、电压互感器、电流互感器、断路器等设备,定期检查综合保护装置的及时性和准确性,维护等保护装置能正常运营有直接影响。随着继电保护技术的日益成熟,继电保护装置对各种功能和类型进行了保护,因此继电保护管理部门首要考虑的是如何合理地选择和保护其内容。

关键词:35kV;电网线路;继电保护;现状;改进措施

一、继电保护装置可靠性

在35kV及配网系统当中,继电保护装置具有重要的作用,如配网供电系统在运行当中,其中的某个元件出现问题,则会对整个供电系统的运行产生影响,为人们的生活、生产带来较大的不便与损失。而通过继电保护装置的应用,则能够在供电系统中保护元件,避免危害情况发生。在配网系统中,灵敏、可靠、快速以及选择性可以说是电力系统当中继电保护的几大基本性能。对于这部分性能而言,则需要在充分联系配网系统实际应用情况的基础上进行适当的协调处理,继电保护装置能够不拒动发生在该工作范围内一些故障,并且还不应误动。该特征的存在,则使其在35kV以下系统当中具有了更高的可靠性。如在配网供电系统中,其具有较多的输电设备与线路,且旋转备用容量相对较大,系统当中电源以及各类装置间具有密切的联系,继电保护的存在,则能够有效降低配网用电系统危害。而当该装置在工作当中在故障情况发生后发生拒动情况,则会因此对设备造成严重的损害,进而导致严重经济损失的发生。对此,就需要选择具有良好可靠、稳定性的继电保护装置应用在35kV供电系统当中。

二、35kV电网线路继电保护配置现状研究

(一)电网线路继电保护配置模式

从电网结构上看,35kV及以下电压等级的中低压配电系统主要有并网连接地方小电源的双电源结构、“手拉手”供电结构、单电源辐射性电网结构等。其中,单电源辐射性电网结构和“手拉手”供电结构一般采用时限配合阶段式(Ⅱ段或Ⅲ段)电流保护或电压闭锁电流保护的继电保护方式。而两侧都有电源点的联络线路目前有两种继电保护装置模式:①装设相同的继电保护装置于电网线路两侧,一般有方向闭锁距离保护,电压和方向双重闭锁电流保护和方向闭锁阶段式电流保护。②基于通信的纵差保护装设,35kV辐射式供电线路输电线路较短,继电保护定值配合较困难。一般允许实际应用中上下两条线路瞬时电流保护而同时无选择性跳闸,后通过下级重合时间短且上级重合时间长的顺序重合闸来进行补救。若线路出现永久性故障问题,则需要以电流保护的时限为配合依据,来保障继电保护的选择性动作。

(二)电网线路继电保护可能出现的危害

目前为止,35kV电网线路配置的继电保护无法完全满足继电保护的“四性”要求,特别是灵敏性和速动性的要求。在电网线路系统故障延时切除的情况下,虽然一般不会造成电网大面积停电或发电机失步等较为严重的后果,但是仍然存在较大的威胁。主要有以下几方面的表现:(1)若切除故障所用时间过长,则可能导致故障设备和其相邻设备被烧毁,特殊情况下甚至引起爆炸或火灾等事故,使故障范围扩大,增大事故的威胁程度。(2)切除故障时间过长会导致电网线路长时间处于低电压状态,造成大量的甩负荷现象,使电网线路再一次受到冲击。(3)切除故障时间过长有可能使两相故障变为三相故障,瞬时性故障变为永久性故障,使重合闸成功率大大降低,增大了故障的威胁程度。(4)如果发电机所处变电所的出线端产生故障,当切除故障时间过长时,会使母线电压长时间处于低压状态,造成发电机功角振荡,电网线路丧失稳定性。

三、35kV电网线路继电保护的功能

(一)运行状态

在电力系统当中,配网供电系统运行的稳定性与安全性不仅对工业生产提供关键的电力保障,且包括人们日常生活、生产的用电等。在35kV及以下配网系统中,其具有以下情况,将对配网系统的正常运行具有重要作用:第一,正常运行。在该状态中,即是指在配电系统当中,不同设备都处于正常运行状态当中,不存在问题;第二,故障状态。即系统在运行当中可能出现的将对整个系统运行安全性产生影响的问题,且可能在此基础上导致故障的进一步发展;第三,异常运行状态。在该状态当中,即配网系统在运行当中受到破坏,但该种破坏还没有导致故障的发生。

(二)继电保护设施

第一,电流保护设施。在继电保护电流保护方面,主要分为三段式以及反时限这两种方式,从三段式过电流保护来讲,其包括有瞬时电流速断、略带时限电流速断、定时限的过电流保护这三段。其中第一段针对线路当中故障的切除保护,第二段应用在本段线路主体保护,第三段应用在下段的后备保护当中。在实际系统运行中,只有这三段保护同时工作,才能够有效保护供电系统。而从反时限过电流保护方面考虑,其则通过动作时间同短路电流反比例关系达成保护目标,当系统线路发生相间短路情况后,其则会在一定时限后先将常开触点闭合,之后将常闭触点断开,进而对线路跳闸的继电保护进行达成;第二,重合闸继电保护。对于35kV及以下配网供电系统当中的架空线路来说,其经常存在瞬时性故障,线路开关需要能够自动进行合闸接电以及跳闸断电处理,以此保证线路在避开故障后能够实现供电的自动恢复。要想对该目标进行实现,对于重合闸的应用则十分关键。其应用原理为:当整个线路不具有外部闭锁情况、闸开关处于合位状态时,重合闸将充电。而当闸从合位转变为跳位后,其则将线路自动断开放电处理,在对重合闸充电条件满足之后再自动重合。通常来说,重合闸将通过检周期、检无压以及无检定这几种方式重合处理。对于具有双侧电源的线路,不仅需要对重合闸单回线路进行设置,且需要在线路一侧对检同期重合闸进行设置,并在另外一侧对检无压重合闸进行设置;第三,低频减载保护。在35kV以及以下配网的供电系统中,其使用的保护设备通常都具有电压闭锁、低电流闭锁以及滑差闭锁的设置,且断路器将处于合位状态,或当其中一相电压存在电流时,则将进行低频减载继电保护。对于该保护来说,其原理即当系统发生故障,且频率下降到闭锁承受数值时,线路同系统在瞬时闭锁后展开的继电保护,而当线路母线出现断线情况时,其也将对闭锁装置进行启动,更好地应对线路故障。

(三)电流保护

在继电保护装置工作当中,需要做好系统电流的保护,其常用保护方式有瞬时电流速断、定时限过电流保护以及反时限过电流保护等方式,且当短路情况发生时,其具有的电流越大、则将具有越短的动作时间。同时,且内部结构相对复杂,在调试方面存在一定的难度,但在外部接线方面较为简单。瞬时电流速断保护方面,该方式主要根据保护区大小进行判断,即当保护区较大时,其有较好的保护性能。由于定时限过电流保护具有固定时间特点,对此短路电流值并不会对继电保护的实际动作时间产生影响,而是由继电器确定其时间。定时限过电流保护也较为复杂,由电流继电器、信号继电器以及时间继电器这几部分组成,该电源通常以直流方式进行操作,需要在现场做好直流屏的设置。

四、结论

在城市建设中,35kV配网供电系统无论是对于人们的工作、生产还是生活都具有着重要的意义。在现阶段城区配网供电系统中,35kV配网具有着较为广泛的覆盖面积,正因其使用范围较广特点的存在,则需要在部分相对复杂的条件下运行,且可能在运行当中会受到部分来自人为因素的干扰,进而导致部分电气问题的发生。为了能够对配网系统当中存在的问题进行解决、保障电力的稳定供应,就需要做好继电保护装置研究,不断实现供电系统保护能力的提升。

参考文献

[1]刘君莲.10kV有机复合外护套氧化锌避雷器绝缘异常的原因分析[J].通讯世界,2017,(4).

[2]杨银雪.煤矿35kV变电所综合自动化系统[J].科技风,2013,(22).

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