浅议继电保护装置在配电系统中的应用

孙云奇

（国网安徽省电力有限公司巢湖市供电公司，安徽巢湖 238000）

1.配电系统中继电保护装置的保护原则与分类

1.1 保护原则

在配电系统出现安全隐患问题或故障问题时，继电保护装置会发出警告信号或发出动作指令，进行提醒，此时要求继电保护装置能对发生问题的相应配电回路进行及时准确的跳开处理，在防止电路故障扩大化的同时对本回路进行及时止损保护，同时对未发生故障问题的回路供电运行提供保障[1]。在使用继电保护装置时，应遵循以下保护原则。

1.1.1 选择性保护

在配电系统中继电保护装置所负责保护的设备或线路发生故障问题时，选择由距离故障位置最近的一级保护开关进行动作跳闸，保证其他非故障线路正常供电不受影响，保护装置开关不应越级跳闸进行保护，要尽量将事故处理范围最小化，降低故障总体影响。

1.1.2 可靠性保护

要保证继电保护装置的可靠性原则，即在故障发生时跳闸指令必须迅速准确发出，在无故障发生时，不出现误导指令，不出现保护开关错误动作，从而保障配电系统安全高效的持续性供电工作。

1.1.3 高效性保护

为保证继电保护装置的作用，需要对保护动作的时效性进行把关，只有迅速高效地保护才能确保系统中故障的事故范围不会扩大，将其限制于本级保护之内。同时迅速高效的启动效率也为准备自投装置以及快切装置预留下足够的跳闸以及投切时间，确保供电可靠进行。

1.1.4 灵敏性保护

想要判断继电保护装置灵敏度的重要指标是灵敏系数，只有确保每一个保护项目都符合灵敏性需求，才能保证继电保护装置的除障作用以及动作的准确高效率。优秀的继电保护装置的灵敏性可以保证对保护区域内任何微小的故障隐患进行检测，反馈到监控系统并进行问题警告信号发出，或直接采取下达开启分段保护开关的命令。

1.2 保护分类

配电系统中继电保护装置为电气设备以及配电线路提供的保护主要可分为主保护和后备保护，另外还可增设辅助保护手段。其中主保护是指在保证系统稳定和设备安全的前提下，保护装置能以最快速度对设备故障以及线路故障的切除处理。后备保护是指在故障进一步发生后，主保护以及断路器据动之后用来进行切除故障的保护。其中可分为远后备保护和近后备保护。当主保护以及断路器启动时，由相邻电气设备以及线路实现保护措施的被称为远后备保护，而在同样情况下，采用设备线路的另一套继电保护的手段被称为近后备保护。辅助保护是指对主保护以及后备保护起到辅助补充效果的保护功能[2]。

2.配电系统中继电保护装置的具体应用

2.1 变压器的继电保护应用

2.1.1 过流电保护

继电保护装置的电流需要按照变压器高频测额定电流为标准，乘以相应安全系数，以结果作为过电流保护的动作电流。当实际情况中的电流大于设定电流时，会及时启动保护装置的跳闸指令。在过电流保护之中，可细分出定时限过电流保护以及反时限过电流保护，其中定时限过电流保护的方式不受过载电流大小的影响，通过保护装置的动作时间固定以及数值的提前确定，当配电线路过电流是，达到规定时间后自动进行保护举措。反时限过电流保护是继电保护装置动作时间与过载电流大小成反比，出现问题的过载电流越大，继电保护的跳闸时间相应的就越远。

2.1.2 电流速断保护

一般情况下为交配电系统下相应安全系数的电流值，去乘以最大运行方式下变压器低压侧三相短路时高压侧的短路电流初始值，来作为速断保护的电流设定数值，当系统中问题发生，短路电流大于此设定值时，启动继电保护装置的跳闸信号，保障速断保护的分闸信号无延时延误。

2.1.3 低压侧单相接地保护

变压器低压侧母线或母干线末端的单相接地在最小运行方式下发生短路时，流过高压侧的稳态电流与继电保护装置的一次动作电流比值小于1.3时，应在变压器低压侧中性线上装专用的零序保护。零序保护中的动作电流对于Yyn0接线型的变压器的数值不超过变压器低压侧额定电流的25%，对于Yzn11接线型的变压器，继电保护装置的动作电流不能超过变压器低压侧额定电流的40%。

2.1.4 变压器的差动保护

在具体保护应用中，差动保护经过细分可分为纵联差动保护和横联差动保护，其中纵联差动保护适用于双配电回路的保护，在实际情况中常用的变压器纵联差动保护的主要配置原理是分别在变压器高低压配电回路中装设有电流互感器，其中两套电流互感器分别采集一次电流转换输入到差动保护装置之中，进而进行电流做差比较。变压器内部及引出线和绝缘管套各区域在正常情况下无故障发生时，保护装置中的差值近乎为零，保护装置不产生反应。当故障发生时，要进行差动对分闸进行保护。

2.1.5 差动保护不平衡电流消除

变压器在运行过程中，动差保护装置往往会产生不平衡电流，为保证前期系统安全，在设计和设备生产阶段应采取针对措施进行解决。变压器接线方式往往是产生不平衡电流的原因之一，在全厂性项目的总变电所接线常常使用Yd11接线，这种方式会导致变压器高低压侧电流存在30°的相位偏差。尽管使用调节电流互感器的变比能够使二次测电流相等，但由于在变压器高低压两侧仍然存在相位差，使得在差动回路中仍然存在不平衡电流其大小约为0.268倍的互感器二次电流。为解决这一问题，需要在装设电流互感器时在变压器星型连接区域把电流互感器改为三角形接线。随后在变压器三角形接线侧把电流互感器更该为星型接线。从而消除因变压器高低压侧电流相位不同所引起的不平衡电流，促进继电保护装置中动差保护的安全可靠性。另外，在实际运行过程中，变压器自身的励磁涌流也会引起不平衡电流的出现。在变压器空载或投切进行时，会产生励磁涌流，并且此时励磁涌流只通过于变压器的一次侧。同时因为变压器二次侧开路无电流，会使较大的差动电流出现在差动保护回路装置之中，导致差动保护装置运转时出现误动作。为减少此类现象的发生，可在差动保护回路中串入速饱和电流互感器，二次侧电流接入继电保护装置中，可以减小上述描述中励磁涌流对差动保护实施的不良影响。

2.2 配电线路的继电保护应用

首先可通过过电流保护，在继电保护装置中动作电流应按线路过负荷电流，其中包含部分电动机启动时引起的启动电流，在与相应的安全系数计算后进行设定，当传输电流在线路中大于设定值的时候，应及时启动保护装置分闸信号进行自动分闸操作。另外在进行无限时电流速断保护和带现实电流速断保护时应统一按照各自最大运行方式下相临元件末端三相短路电流作为基准，再乘以标准下安全系数作为继电保护装置的动作电流作为设定。

3.配电系统中继电保护的发展趋势

在科学技术不断发展的时代背景下，人们对自动化程度的追求不断提高，促使了配电系统中继电保护装置的不断转型升级，进行技术拓展，对系统进行更全面、更牢靠、更安全、更高效的保护处理。在未来技术发展过程中，继电保护系统将吸收新型信息化技术手段，进行进一步升级，向更网络化、信息化、智能化不断发展[3]。

4.结论

为保证电力系统的平稳安全运行，需要相关工作人员做好相应的电力系统保护工作，设置好继电保护装置，继电保护装置立足于保护电能传输、分配、存储等不同环节，为配电系统做出全面运行安全保障。在现有继电保护装置技术下，工作人员应努力加强技术水平，提高安全处理意识，实现人力与技术手段共同进步，为建设运行更加安全可靠的供电系统作出贡献。