摘要:继电保护技术和措施对输电线路的正常运行有十分巨大的促进作用。本文对输电线路故障发生的原因进行了分析,并阐述了继电保护的两种类型,进而展望了输电线路继电保护的发展趋势,以供相关人员参考。
关键词:输电线路;继电保护;跳闸故障
随着我国社会用电量的不断增加,各大电网系统的覆盖范围也在不断扩大,电网系统因此变得更为复杂。其中输电线路要经过各种不同的地形地貌,受到各种不同因素的影响,电力故障不可避免的会常常出现。面对输电线路频频出现的各种故障和事故,继电保护就成为一个良好的保证输电线路正常运行的方式。
1.输电线路故障发生原因
1.1外力因素
随着近几年我国电网的持续发展,输电线路所经区域范围不断拓展,电网安全运行方面所面临的问题也不断增加。不仅雷击等自然因素会导致输电线路发生故障,外力因素的破坏也对输电线路的安全运行造成严重影响,其破坏来源主要有下面几点:第一点,违章违规施工。不少施工企业在施工管理方面还存在缺失,为了加快施工速度,施工企业不可能全面考虑输电线路的保护问题,从而造成挖断电缆、撞断杆塔的情况频繁出现,不但给电力企业带来一定的损失,也给后续施工带来较大的安全隐患。第二点,超高树木与违章建筑的影响。在输电线路运行过程中,一些违章建筑和超高树障对线路的安全造成较大威胁。个别人和单位不顾国家相关法律法规,在电力设施保护区域内违章建房后违规栽树。如果输电线与这些建筑、树木的间距超出安全距离时,输电线路就会放电而导致跳闸故障的发生,极大地影响到电网系统运行的可靠性和稳定性,同时也对周边建筑人员造成一定威胁。
1.2雷击因素
雷击事故产生原因不仅与雷击线路有很大关联,同时电力设备缺陷以及线路布置也可能在一定程度上加大雷击事故的危害程度。从实际情况来看,导致输电线路发生雷击跳闸故障的实际原因有下面几点:第一点,输电线路处于雷击活动较为强烈的区域。很显然,雷电造成雷击事故的最直接原因,若输电线路在雷击现象频繁出现的区域,难么其遭受雷电打击的频率将会非常高。第二点,输电线路不具有较高的绝缘性能。输电线路的绝缘性是其在遭受雷击时的第一层保护,如果绝缘性能较差将会加大其受雷电打击而产生故障的概率。第三点,输电线路布置不科学[1]。如果避雷线布置不合理,保护角存在偏大问题,就会造成避雷线失去保护效果,而雷则直接击打到导线上。
1.3人为因素
继电保护能为电力系统的安全稳定运行提供有力保障,但如果操作失误或设备发生故障,将会严重威胁到电力系统的正常运行,严重时会造成大面积电网出现失控问题。尽管电力系统自动化程度不断提高,但电力人员的正常参与必不可少,所以,为保证系统安全运行,一定要促使操作人员严格按照操作规程进行电力作业。
2.输电线路继电保护类型
2.1电流保护
因为电流速断对线路全长不能做到有效保护,所以不能将限时电流速断当做相邻设备的后备保护措施,为了在第一时间内合理切除故障,通常会将电流速断、限时电流速断和过电流保护有效结合起来,形成三段式电流保护方式,本文所讲的就是三段式电流保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在具体应用实践过程中,可以仅用速断加过电流保护,也可采用限时速断加过电流保护,还能同时采用这三种保护措施。
2.2横纵联差动继电保护
对于当前的高压输电系统,为了确保系统安全稳定的运行,在大多数情况下,都会要求保护可将被保护线路任何点的故障无延时切除。差动保护是根据基尔霍夫电流定理来实现的,在输电线路正常运行或区外故障时,流入线路的电流和流出电流一致,差动继电器不会发生动作。一旦本级输电线路出现内部故障时,两侧(或三侧)就会向故障点传输短路电流,差动保护感受到的二次电流之和与故障点电流成正比,差动继电器就会发生动作。
3.输电线路继电保护的发展趋势
3.1数字信息化
目前情况下,输电线路继电保护中处在核心位置的是微机保护,但是在当前不少工程中采用的微机装置有诸多问题存在,尤其是集成电路芯片绝大多数是通用型的普通芯片装置,这就要求必须从我国现阶段的输电线路实际情况出发,积极进行继电保护装置专用芯片的研发。输电线路对继电保护装置的实时性和安全性等方面的技术要求非常高,对输电线路继电保护专用芯片的开发,将为我国智能电网快速发展提供有效的技术支持。另外,继电保护系统信息化是电力系统的主要发展趋势,所以必须进一步完善继电保护系统的技术相关要求,并对继电保护系统的时效性和安全性进行合理优化,以便于取得良好的经济和社会效益。
3.2自适应保护技术
自适应继电保护系统技术能促使输电线路的安全性和可靠性的大力提升,该技术的主要的思路是利用科学决策与逻辑判断,有效改善输电线路中的负荷波动、瞬时故障等多种运行状况,从而将输电线路继电保护系统的综合性能显著提升[2]。将自适应保护技术应用到继电保护系统中,能够合理优化继电保护装置,通过自动、合理地改变调控决策来有效适应系统的运行工况。自适应基点保护技术将保护装置的性能指标有效改变,充分展示了继电保护装置的智能化特征。
3.3集成网络化
一般的输电线路保护装置大都只是将本保护安装侧的电气量反映出来,而相邻线路的气体保护侧仅靠触点作为开关量接入保护系统,通过该方式的采集的信息量十分有限,并且还需要较大的控制信号线缆,如此这般,不但达不到实时共享数据信息的目的,还会导致成本大大增加,在调试以及后期检修维护方面也存在诸多不便之处。而如果采用光纤网络,就能便捷地达到实时传输与共享网络信息的目的,并且这种方式的性价比也相对较高。通过光纤网络能够实现继电保护系统的分布集控室保护,相比于一般的集中式保护,这种方式的可靠性和准确性更加良好。另外,继电保护系统采用集成保护化系统,能够使控制信号电缆的使用量有效减少。
4.结语
总之,导致输电线路故障的因素有很多,而继电保护对输电线路的安全、可靠运行发挥了非常大的作用。所以,电力企业必须认真分析和研究造成输电线路发生故障的各种因素,并积极采取电路保护后差动保护等合理的继电保护技术措施,同时电力企业技术研发部门应立足于当前电力系统的实际运行情况,积极研发更为先进、有效的继电保护技术,以更加良好的保证输电线路的顺利运行。
参考文献:
[1]全业波. 增加绝缘子片对提高输电线路防雷性能的影响[J]. 信息记录材料, 2017(12):186-187.
[2]姚志杰. 电厂继电保护系统可靠性的影响因素及提升途径[J]. 工程技术:全文版, 2016(11):00181-00181.
论文作者:冯展磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签:线路论文; 继电保护论文; 电流论文; 故障论文; 系统论文; 电网论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第12期论文;