继电保护在输变电系统中常见的问题与对策

梁雷涛　罗景

【摘 要】输变电是电力系统中重要的组成部分，它的作用是变换电压、传输和分配电能。因此在电力系统中经常会遇到一些因输变电系统的某个部件引起的故障。而继电保护就是在故障和危及电网运行安全的异常情况时，会以探讨对策的反事故自动化措施切断故障。因此在电网发展的过程中曾使用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（母线、发电机、输电线路、变压器等）免遭损害，所以为了确保电网输变电系统的正常运作，必须正确的设置继电保护装置。本文讨论的是继电保护在输变电系统中常见的问题与对策。

【关键词】继电保护；输变电系统；问题；对策

0.引言

本文就继电保护在输变电系统中的常见故障进行简要分析，并建议性的提出了相应的处理对策。

1.继电保护人员方面

1.1继电保护人员问题

继电保护人员所掌握的技术在电力系统中比较复杂、关键，在平时工作中占据了重要的作用，但继电保护人员的变动比较频繁，又不能保证继电保护人员在工作时的业务技术水平一致。人才发展的空间较大，从而导致人员变动频繁，但是要培养出一个全面的继电保护人才所需要的时间又长，因此提升继电保护人员后，继电保护一线的工作就显的比较被动了。

继电保护人员由于工作任务比较繁重，忙于当前工作的时间都是分秒必争，更别提自身的进修了，再加上领导们安排继电保护人员参加系统的培训机会又少。就算想通过单位的技术培训提高在专业方面的技术也是难度很大，因为各单位整定计算的人员人数一般很少，多的2-3人，少的则只有1人。所以“如何培训，由谁来培训”成了本岗位的培训难点。而且，当继电保护里的人才一旦提升，那么下面的工作也就没法进展了。

1.2继电保护人员方面措施

高度重视在继电保护方面的人才流失与储备工作，加大人力资源管理方面岗位中关键技术的长期的系统规划。工作中的规划方面在设计阶段应该重视整个网区保护与配置，使它合理、实用、统一，一定要加强可靠的保护配置，合理的简化后备保护的整定，能够使继电保护人员从保护的缺陷处理中和后备保护整配合等繁杂的工作中解脱出来；从而能够加快继电保护管理系统图纸电子化管理进程，使运行维护工作提高效率。

由于继电保护的专业性强、理论水平又要求很高，培训方面各单位应结合其人员调整及其岗位适应性来开展动态培训工作，有计划有方案地为继电保护人员创造更多外部培训及现场培训的机会。能够及时了解继电保护领域技术发展动态，更加快速、有效地掌握各类新设备的调试、检修及运行维护的技术要领。

继电保护培训班是对从事继电保护人员进行的培训，培训的技能鉴定规范，并结合岗位实际工作需要进行，力求使知识和技能有机结合，使培训内容系统完整。

培训方法：（1）培训形式：现场与脱产。（2）培训方法：实际操作、现场讲解、非现场课程、典型事故案例分析、继电保护新技术与专题讲座。

特别是当有新型的保护装置入网时，应该组织本单位技术最强大的继保力量进行专项技术研讨，使继保人员熟练的掌握二次回路、保护装置的原理和功能、整定原则及运行需要注意事项，提高其业务水平。

要在系统化原有知识和技能的基础上，提高培训学员分析问题和解决问题的能力。实现知识技能和生产技术管理能力的全面更新和提高，从而更好的服务电力系统的发展。

2.10kV线路保护TA饱和问题

2.1 TA饱和对保护的影响

农网、城网的建设和改造，目的是为了增强挖潜供电可靠性，但也造成了系统的短路电流的增加，同于资金限制和经济性原因，不可能把正在运行并且还能继续运行的断路器、电流互感器和继电保护装置完全更换，因此有必要重新计算系统的短路电流、校验电流互感器的饱和倍数以及分析继电保护装置的搞饱和能力，以便采取合理的对策，达到提高供电可靠性的目的同时提高运行经济性。

农网中的变电所中10kV线路出口处短路电流特别小，系统阻抗也比较大，而且它们还远离电源。系统规模和运行方式决定着同一线路，出口处短路电流的大小。伴随着系统规模的不断扩大化，同时10kV系统的短路电流也会随着变大，可以达到TA一次额定电流的几百倍。

系统中的变比小的TA就可能饱和，那么这些TA 就不能正常运行；另外一方面，短路故障是一个暂态的状态过程，短路电流中含有大量非周期分量，又再一次进一步加速TA饱和。保护装置一般会在10kV线路短路时， TA饱和感应到二次侧的电流会非常的小或者接近于零，那么保护装置就会动拒绝起动。要由母联断路器或者主变后备保护来切除故障，不但会延长了故障时间，还会扩大了故障范围，影响供电的可靠性，而且还会严重威胁运行设备的安全。

2.2避免TA饱和的方法

想要避免TA饱和主要得从以下两个方面入手。

（1）在选择TA时，变比不能选得太小，要考虑线路短路时TA饱和问题。电磁型的电流差动继电器的交流电流功耗每回路可达8VA，而微机型继电器的交流电流功耗每回路为0.5VA，相差一个数量级，应选用交流功耗小的继电保护装置。一般10kV线路保护TA变比最好大于600/1。

（2）另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗，将继电保护装置就地安装，缩短了二次电缆的长度，及加大二次电缆截面。减少了互感器的负担，避免了饱和，尽量避免保护和计量共用TA。另外，就地安装后，还简化了二次回路，提高了供电可靠性。就地安装方式对继电保护装置本身有更高的要求，特别是在恶劣气候环境下运行的能力和抗强电磁干扰的性能要好。

由于功耗与电流的平方成正比，将二次额定电流与5A降至1A，在负载阻抗不变的情况下，相应的二次回路耗降低了25倍，互感器不容易饱和。对于就地安装的继电保护装置，由于二次电流电缆的长度很短，现场的电磁干扰水平双比较高，仍以先用二次额定电流为5A的互感器为好。对于综合自动化变电所，10kV线路尽则可能的选择用保护测控合一的产品， 为了能有效减小二次回路阻抗和防止TA饱和，那么就应该在控制屏上就地安装。

3.站用变保护

3.1站用变保护存在的问题

站用变的容量比较小，设备比较特殊，可是对可靠性的要求却是非常高。并且安装的位置也很特殊，一般情况来说就接在10kV母线上， 可达十几千安的高压侧短路电流就相当等于系统短路电流， 低压的侧出口短路电流也较大。

我们一直对站用变保护的可靠性重视不足，会使站用变和10kV系统的安全运行造成很大的威胁。传统的站用变保护用熔断器保护，它的安全性比较高，可是随着系统短路容量逐渐增大以及综合自动化的要求，已经满足不了要求。现在的变电站，尤其是综合自动化站，都配有保护配置也跟10kV线路相似的开关柜，而我们常常忽视了TA饱和问题。由于站用变容量小，一次额定电流很小，因为保护计量共用TA，为了计量的准确性， 有的地方甚至选择10/5。当站用变故障时，TA饱和感应到二次侧的电流会非常的小或者接近于零，那么保护装置就会拒绝起动。要由母联断路器或者主变后备保护来切除故障，可能加长故障时间，还会扩大故障范围，如果是低压侧故障，短路电流达不到母联保护或主变后备保护的启动值，无法及时切除故障，最终烧毁站用变，将影响变电站的运行。

3.2解决办法

要考虑站用变故障来选用，计量用的TA也要跟保护用的TA分开， 计量用TA为了提高计量精度装在站用变的低压侧，保护用的TA以确保全站用的保护装在高压侧。在定值整定方面：（1）按站用变容量整定过负荷保护；（2）按站用变低压出口短路进行整定电流速断保护。

4.结语

电力系统最为关注的就是安全问题了，它必须可靠、稳定的运行。如果出现故障那么后果是非常严重的，它轻可造成设备损坏，人员伤亡以及破坏电力系统的安全稳定运行，直接或间接的给国家人民的经济带来无法估计的巨大损失，因此继电保护在输变电中的运行和维护问题就显得非常的重要。 [科]