文/楊躍

近幾年，由于我國各個地區(qū)對資源的需求逐漸的增多，電力系統(tǒng)的建設力度不斷提升，建設環(huán)境和運行環(huán)境也日趨復雜，這樣若是系統(tǒng)保護力度不夠的話，很容易出現(xiàn)短路故障，進而影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，也會消耗大量的電力能源。因此，為了保證店電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，加強繼電保護電力系統(tǒng)保護的力度是非常重要的，主要是利用預防為主，并且針對繼電保護電力系統(tǒng)運行的狀態(tài)，制定相應的保護裝措施，以此保證繼電保護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，避免短路故障的發(fā)生，也對電力能源進行了有效的節(jié)約，提升了電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 引發(fā)繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的主要因素

在繼電保護電力系統(tǒng)運行的過程中，引發(fā)短路故障的因素有很多，主要體現(xiàn)在絕緣體、三相系統(tǒng)、電力用戶等方面，下面就針對這幾個方面，對引發(fā)繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的主要因素，進行了簡要的分析和闡述：

1.1 絕緣體

從電力系統(tǒng)的方面來分析，短路故障發(fā)生主要表現(xiàn)在橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng)等方面，主要

是因為由于導體的不同，并且保護力度相對較差，進而導致短路故障的發(fā)生。導體出現(xiàn)短路故障的因素主要是因為電力系統(tǒng)內部絕緣體，出現(xiàn)受損的現(xiàn)象，進而影響橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。其實，絕緣體是屬于一種的不容易導電的物質，那么在電流穿過的時候，絕緣體主要是根據(jù)自身的性能，利用較強的電阻將電流和其它物質進行絕緣。但是，若是絕緣體若是受到損壞，絕緣體的自身行性能就會消失，這樣電流就會任意的穿過，在這個過程中，一旦電流相對較大，就會導致繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的發(fā)生。另外，電力人員在電力作業(yè)的過程中，若是出現(xiàn)存在誤差，或者違反規(guī)定的作業(yè)行為，都會引發(fā)繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的發(fā)生，影響了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和安全性。

1.2 三相系統(tǒng)

從三相系統(tǒng)的角度分析，三相系統(tǒng)短路故障主要是指電力系統(tǒng)中的橫向故障，具體來說，三相系統(tǒng)短路故障主要體現(xiàn)在三相短路、兩相短路、單相接地短路以及兩相接地短路等方面，并且三相系統(tǒng)短路故障主要是因為三相阻抗產生異常，發(fā)生短路的時候電流和電壓是處于相等的狀態(tài)，一般都是以單相短路為主，三相短路產生的概率不是很高。但是，一旦發(fā)生三相短路的話，其影響范圍是非常大的，繼電保護電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性隨之下降。

1.3 電力用戶方面

由于地區(qū)的發(fā)展程度和經(jīng)濟程度等方面的不同，人口密度也有著很大程度上的不同，和對電力需求的程度也是不相同。針對人口密集的城市，用電量是非常大，因此對繼電保護電力系統(tǒng)的建設也相對較大，電纜線路交叉重疊，并且由于繼電保護電力系統(tǒng)相關設備和電纜線的長時間使用，經(jīng)常出現(xiàn)設備老化、電纜線絕緣受損的現(xiàn)象，若是不及時的進行有效解決，就會影響繼電保護電力系統(tǒng)的正常運行。另外，針對人口較少的地區(qū)，由于技術跟不上，工作人員也不夠專業(yè)，這樣很難定期展開繼電保護電力系統(tǒng)安全檢驗工作，其中所存在的安全隱患便不能有效消除，增加了繼電保護電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生的概率。

圖1：補償器安裝網(wǎng)絡圖

2 繼電保護電力系統(tǒng)短路的防治措施

要想降低繼電保護電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生的概率，主要是以“防治”手段為主。下面就對是繼電保護電力系統(tǒng)短路的防治措施，進行了簡要的分析和闡述：

2.1 避雷針的安裝

雷擊很容易對繼電保護電力系統(tǒng)內部和外部等方面進行損壞，若是情況相對嚴重的話，

很容易產生起火、停電、設備損壞等方面。因此，在變電站各項設備安裝的過程中，需要根據(jù)實際情況安裝避雷針，來避免雷擊對繼電保護電力系統(tǒng)的損壞。另外，在避雷針安裝的過程中，一定要根據(jù)運行狀態(tài)，選擇合適的避雷針類型，保證兩者處于一致的狀態(tài)。同時，在避雷針安裝的過程中，一定要做好各個線路的連接，避免引發(fā)其它故障的發(fā)生。

2.2 故障點電源的切斷

在繼電保護電力系統(tǒng)內部，各個方面之間都是有著聯(lián)系的，也就是說其中的一個方面差出現(xiàn)問題，就會影響整個電路系統(tǒng)導致短路故障的產生，若是不及時的處理，就會造成嚴重的損失。因此，在繼電保護電力系統(tǒng)運行防治的過程中，一定根據(jù)故障發(fā)生的狀態(tài)，查找短路故障點以及故障點鎖定，并且需要對繼電保護電力系統(tǒng)短路故障產生的類型，進行分析和判斷。同時，在各個方面確定以后，需要切斷故障點電源，這樣可以在最大程度上保證工作人員檢修維護工作的順利展開，也避免影響不斷的擴大。另外，工作人員也可以利用萬能表對短路狀態(tài)下的電流，進行詳細、全面的記錄，為后期運行調整，提供了重要的參考依據(jù)。

表1：SFSZQ7-40000/110 型變壓器阻抗技術參數(shù)

2.3 日常維護

日常維護是保證繼電保護電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行的關鍵，主要在固定的周期對繼電保護電力系統(tǒng)進行維護，降低短路故障的發(fā)生。那么，在日常維護的過程中，一定要從以下幾個方面展開：

（1）在日常維護的過程中，一定要提升工作人員的專業(yè)性，避免發(fā)生操作錯誤的現(xiàn)象發(fā)生，尤其是在電網(wǎng)密集的區(qū)域。

（2）針對繼電保護電力系統(tǒng)日常的運行狀態(tài)，需要編制短路故障日常維護方案，對其中存在的不確定因素進行分析，并且做好相應的預防措施，降低繼電保護電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生的概率。

（3）在日常維護的過程中，一定要利用有效的監(jiān)控技術 ，加強對繼電保護電力系統(tǒng)運行的實時控制，并且與網(wǎng)絡系統(tǒng)進行有效的聯(lián)系，這樣一旦發(fā)生短路故障，可以及時的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，根據(jù)傳輸?shù)膮?shù)進行處理，避免繼電保護電力系統(tǒng)短路的故障的發(fā)生。

3 繼電保護分析

在繼電保護電力系統(tǒng)運行的過程中，做好相應的保護方案是非常必要的，主要是從熔斷器保護、相電流保護、零序電流保護等方面，

具體的內容如下：

3.1 熔斷器保護

其實，最早短路保護一般是以電源端的電流增大造成線路發(fā)熱而設計的，熔斷器就是其中的一個，是起到發(fā)熱和自熔的功能。在系統(tǒng)運行的過程中，若是電流足夠大的話，熔斷器的溫度會先于系統(tǒng)其他部分而升高到將自身熔斷的臨界點，從而切斷電流。同時，熔斷器屬于一種一次性保護的組件，是不可重復使用的，主要是因為熔斷器在切斷故障一相電流后，這樣還會保證功供電的穩(wěn)定性，但是還會隱藏故障隱患。另外，隨著電流系統(tǒng)的不斷發(fā)展，三聯(lián)裝熔斷器逐漸應用到其中，在運行的過程中若是其中一個發(fā)生熔斷，另外兩相卡死機構中會有一個被彈簧鎖死的機構收回，導致另外兩相的熔斷器一起跌落。但是，熔斷過程是需要一個周期的，在這個周期可以通過相應技術進行調整，避免影響繼電保護電力系統(tǒng)的正常運行。

3.2 相電流保護

相電流保護主要是在短路電流故障計算原理和電流互感器的基礎之上，并且利用機械方式作為繼電保護電力系統(tǒng)線路切斷保護的一項形式。在相電流保護的過程中，最開始的保護形式主要是在互感器上面取出電流，直接流經(jīng)繼電器吸合保持回路上的一個常閉節(jié)點，并且在電流足夠大的時候，這樣常閉節(jié)點的電磁力將抵消常閉節(jié)彈簧壓力，常閉節(jié)點可以將主接觸器的吸合電流拿掉，進而實現(xiàn)保護的目的。

3.3 零序電流保護

短路故障現(xiàn)象的發(fā)生，都會直接影響繼電保護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，內部電流相位紊亂，也就是零序電流保護。因此，為了保證繼電保護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，一定要對該方面給予足夠的重視。同時，在固定的時間內部，可以將零序電流整定的短路繼電保護取代相電流保護，并且一定要對其內部電流系統(tǒng)進行梳理，這樣才能盡最大可能保證電流運行的有序性，避免發(fā)生紊亂的現(xiàn)象，降低繼電保護電力系統(tǒng)短路故障現(xiàn)象發(fā)生的概率。

3.4 智能化保護

在上個世紀90年代，單片機技術和 PLC技術得到了廣泛的應用，并且在程序化保障的智能綜合保護模塊基礎之上，實現(xiàn)繼電保護電力系統(tǒng)智能化保護的模式。同時，智能化保護的過程中，一定要正確安裝探頭，這樣工作人員將繼電保護電力系統(tǒng)的運行參數(shù)輸入到其中，這樣可以對繼電保護電力系統(tǒng)進行綜合性的保護，降低漏電、短路、過熱、過負荷、缺相、欠壓等現(xiàn)象的發(fā)生。

4 短路電流計算分析

繼電保護電力系統(tǒng)短路電流計算主要是為保護措施的選擇，以及保護方案的編制，提供重要的參考數(shù)據(jù)。其實，在繼電保護電力系統(tǒng)短路電流計算的過程中，所包括的內容有很多，例如：補償器安裝、主變壓器電阻、系統(tǒng)線路、負荷線路等方面，下面就以110kV為例，對繼電保護電力系統(tǒng)短路電流計算的相關內容，進行了簡要的分析和闡述。

4.1 補償器安裝

在繼電保護電力系統(tǒng)短路電流計算的過程中，需要對補償器安裝的位置進行分析，就以110kV繼電保護電力系統(tǒng)為例，選擇10kV補償器， 將基準容量定位為100MVA，并且電壓所選取的標準為：Ub=Uav=1.05Ue。同時，基準電壓選取一般情況下為三檔，其中主要包括有：10.5kV、37kV、115kV，其基準電流也分為三檔，主要有：5.5KVA、1.56KVA、0.5KVA等，只有對各個方面進行明確，才能保證短路電流計算的準確性，圖1所示。

4.2 變壓器阻抗計算

變壓器阻抗計算是繼電保護電力系統(tǒng)短路電流計算的一項種重要內容，因此一定要對變壓器技術參數(shù)進行明確，并且通過利用相應的計算公式，進行變壓器阻抗分析，在110kV繼電保護電力系統(tǒng)中，選用SFSZQ7-40000/110 型變壓器，技術參表1所示，具體內容如下：

根據(jù)表1中的參數(shù)，其計算過程為：

并且將這個-0.5%可以約等于0，根據(jù)這兩個步驟展現(xiàn)下面的計算，

所以所得出的結論為：

為繼電保護電力系統(tǒng)短路保護方案的編制，提供了重要的參考依據(jù)。

4.3 系統(tǒng)線路計算

在110kV中，若是將系統(tǒng)電流設置為50KM的話，那么需要將SB設置為100MWA，VB1設置為110kV的話，那么通通過相應的計算，系統(tǒng)電壓平均參數(shù)為115kV，所得到的線路阻抗為：X1=0.4/km，其計算公式為：

最終為判斷出系統(tǒng)線路短路電流為0.165。

4.4 負荷線路計算

負荷線路電流計算，是繼電保護電力系統(tǒng)短路電流計算中不可缺少的一個方面，若是在110kV繼電保護電力系統(tǒng)中，設置35kV的一側VB2為37kV，其計算公式為

。另外，在計算的過程中，若是電流為10kV一側的VB3位10.5kV的話，那么根據(jù)同樣的計算公式，可以判斷短路電流為7.256。

5 結束語

綜上所述，本文在引發(fā)繼電保護電力系統(tǒng)短路故障的基礎之上，提出了一些保護措施，并且以110kV繼電保護電力系統(tǒng)為例，對短路電流計算的一些相關內容，進行了闡述和分析，其主要目的就是保證繼電保護電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，避免短路故障發(fā)生概率，提升電力行業(yè)經(jīng)濟效益的同時，也為電力行業(yè)的發(fā)展，給予一定的支持。

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