关于电力系统发生短路故障与继电保护措施分析

发表时间：2019-07-22T11:42:42.640Z 来源：《当代电力文化》2019年第5期 作者： 邓万力

[导读] 在分析电力系统运行中的短路故障时，应重点放在电力企业各部门与技术人员之间的协调和相互援助，以及在继电保护上的分析，防止问题故障发生安全事故，来确保工作效率的提升。

深圳市广深沙角B电力有限公司沙角B电厂 广东 东莞 523937

【摘要】随着我国国内市场经济的增长，我国电力工业取得了飞快的进展，特别是切除电力系统运行故障问题。电力系统通常处于正常运行状态、安全运作状态和待命状态;如果电力系统在运行的过程中发生异常情况时，会在很大程度上将事故的影响扩大，造成严重的后果。在分析电力系统运行中的短路故障时，应重点放在电力企业各部门与技术人员之间的协调和相互援助，以及在继电保护上的分析，防止问题故障发生安全事故，来确保工作效率的提升。

【关键词】电力系统；继电保护；故障；处理措施；短路故障； 一、事故原因分析及采取措施

笔者以沙角B电厂33kV就地开关柜发生爆炸的事件为具体事例，分析原因及解决措施，由于沙角B电厂33kV电缆馈线存在一段馈线差动保护动作死区，需增加一段馈线限时速断保护作为馈线电缆的快速保护。1.事件原因分析

当出现故障时， 1号联变低压侧的BC两相电流增加，BC两相电流大小相当，方向相反。这表明双极范围出现了故障;在大约6.3ms之后，A相出现故障电流，说明发展为ABC三相故障。由于故障在雷雨天气发生,通过故障录波器记录下的波形可以判断在线路上有过雷击，导致了500kV母线过电压,因此两段33kV开关柜同时出现过电压。当过电压时，C相对B相的放电造成两相之间破裂，导致两者之间的短路。500kV线路的过电压时间很短，不到2ms。在c相电压激增1.3 ms之后，两段33kV母线同时出现间歇性短路。只要短路发生，它也会在额定压力下保持，导致短路进一步恶化。A、B段的33kV母线分别发展为三相短路，直到故障被切除。 2.故障处理

故障发生后，电厂立即组织协调各部门对故障设备进行了详细的勘查和评估，了解受损设备的范围和程度。提出如下方案：（1）优先恢复2号联变，保证电厂具备启动电源。1号联变检修待2号联变送电后再适时进行；（2）集中修复2号联变33KV低压侧主回路。1号联变低压侧至33KV就地开关柜的电缆从系统中拆除，在主回路中取消该分支；（3）对于发生故障的33KV开关柜母线室主回路绝缘进行恢复并加强。对于和本次故障相关，并流过故障电流或可能受到其他电气和机械损伤的设备，一律进行检查并按照相关规程进行电气试验。3.结论及建议

沙角B电厂1和2号联变低压侧33kV开关柜短路事故发生的直接原因为雷击导致500kV母线C相过电压，通过1、2号联变感应到33kV A和B段母线C相过电压，他们各自且同时发生相间短路，而后各自发展为三相短路。从本次事件中也体现出，两台联变33kV低压侧至开关柜母线这一段上，存在一段馈线差动保护动作死区。在死区内发生短路故障时，故障不能快速切除，导致BC相间短路故障扩大为三相短路接地故障。建议增加33kV馈线速断作为线路的主保护补充。 4.33kV馈线速断及继电保护定值设置

33kV馈线限时速断保护定值设置值。通过33kV系统的短路电流计算，可知在33kV电缆馈线末端，即启备变高压侧发生两相金属性短路时的短路电流为10695A，灵敏度取1.8，则可计算得限时速断电流值取6000A。；33kV馈线限时速断保护与馈线差动保护的配合。当33KV电缆故障时，差动保护开始起作用，大约20ms切除低压侧开关，如果故障可以切除，则过流元件返回;如果低压侧开关切除后故障电流任然存在，则需要过流元件动作切除联变； 33kV馈线限时速断保护与启备变保护的配合。当启备变内部短路时，启备变差动保护动作，将启备变高压侧开关切除，馈线限时速断保护不会动作。当低压方向短路时，短路的最大电流小于33KV的启动值，馈线保护不会启动； 33kV馈线限时速断保护与启备变反时限过流保护的配合。反时限过流保护定值时间倍数由1.5调整为1.0。调整后延时过流动作时间，启备变高压侧反时限过流保护时间倍数整定为0.9。与33kV电缆馈线反时限过流保护可以配合。 二、减少电力短路故障产生的预防性措施 1.对恶劣自然环境的抵抗能力

在大多数情况下，输电线路是在自然技术和环境限制的情况下运行的，其部分线路受到雷雨的影响。首先，在较潮湿的季节，应在某些最重要的地区安装红外线灯来实现对线路部件的监测，并对红外线灯进行防水处理。其次在雷电的夏季，安装若干防雷设施，以尽量减少雷电对电力线路造成的损害。此外，对于小动物的破坏，可对线路做好隔离措施，尽量避免与动物接触，并提供保护措施。2.铺设科学合理的电力线路

在铺设电力线路时要注意细节化，避免出现新问题，同时在施工过程中工人不要情绪化，要对线路布置工程负责。严格控制线路部件的质量，不要影响线路铺设的进程;还应设计合理的线路方案，提供科学的设计依据;在铺设线路时必须严格遵守规则，以避免电力线路出现任何差错。

3、严格控制施工现场和验收的质量问题

对于新型的管母要加强对其生产过程、记录生产试验的把控，提高对现场施工部门的安装、交接测试的监督，果断拒绝接收不合格设备产品，并要求设计和施工单位同时进行修理或更换。4.做好短路电流量，采取速断保护装置

对电气设备进行适当选择和验证，并对电压进行分级，设备的额定电压要符合线路的电压；选择正确的继电保护的整定值和溶解流的额定电流，使用速断保护装置，在发生短路过程中，可以迅速切断电源，缩短短路周期，并减少短路造成的损害。5.对于电力系统需完善规章制度

如今企业管理已实行现代化管理,所以在电力系统的规则章程外，也将与保护台帐工作,运行维护、事故核查等进行计算机跟踪档案管理,实现严格的奖惩制度,从而强化电力系统人员的责任感。三、电力系统继电保护出现故障后的处理措施 1.参照法

参照法主要是通过比较电力系统继电保护装置的参数并及时处理这些故障。参照法常常用于检查和处理错误的。如果电路调整期间电力系统无法恢复正常的接线，则可使用同一设备的参考定位方法进行核查，从而减少故障范围。 2.分段处理法

分段处理法必须对继电保护设备进行科学分配处理。在检查高频保护收发信机时，可以将收发器分解成多个部分，在脱开通道之后再接入负载，以及在通道间的测量电流差异的不同程度进而寻找出故障的设备。3.替换法

根据替换法能够准确地更换电力系统保护故障的设备，及时恢复继电保护装置的常用功能。所以在使用替换法之前，必须要技术水平较高的故障维修人员准确地定位继电保护装置故障发生的具体位置。四、电力系统继电保护装置的作用

随着我国电网规模的持续扩大,电力系统的继电保护装置不断升级，目前的电力系统需要有可靠、速动、灵敏和选择性。可靠性意味着属于保护范围内的短路故障，保护应动作，对于保护范围外的故障则应不动作;速动性意味着继电保护在出现故障时迅速作出反应，避免由于反应迟缓而增加风险，同时有效地处理故障;灵敏度是指继电保护对其保护范围内故障或不正常运行状态的反应能力，灵敏度好则指保护在系统任何运行方式下对于自己保护范围内任何地方发生的该反应的所有类型的故障均应可靠反应;选择性指电力系统故障时，保护装置仅切除其故障元件，尽可能地缩小停电范围，保证电力系统中的非故障部分继续运行。出现故障的电力设备,继电保护装置能够及时正确的判断出主要故障, 最近的元件断路器自动发出指令,并快速的切断线路与电力系统脱离开来,尽量减少电力供应系统故障所产生的破坏力度,其他好的设备接通后，及时恢复正常工作。五、总结语

综上所述，电力系统中的短路事故会造成大的短路电流，导致产生很多热量，从而对电线和设备造成损害，其中三相短路电流造成损害最重，所以需要进行恒定和温度稳定的三相短路电流检测。在新形式中，继电保护的实施需要向科学、信息学和联网的不断发展，这就要求从业人员不断学习新知识和新技术，注重维护继电保护装置，并推动电力系统技术的理论研究。 参考文献：

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