电流保护及电力设备对继电保护的影响

一、配电系统的电流保护方法分析 

　　电流保护是任何一个配电系统中最基本的继电保护类型,目前常见的电流保护方法主要有以下三种: 

　　(1)电流速断保护。对于反应于短路电流幅值增大而瞬时动作的电流保护,成为电流速断保护。为了保证其选择性,一般只能保护线路的一部分。电流速断保护具有简单可靠,动作迅速的优点,因而获得了广泛的应用;缺点是不可能保护线路的全长,并且保护范围直接受运行方式变化的影响。 

　　(2)限时电流速断保护。由于有选择性的电流速断保护不能保护本线路的全长,因此可考虑增加一段带时限动作的保护,这就是限时电流速断保护。对这个保护的要求,首先是在任何情况下能保护本线路的全长,并且具有足够的灵敏性;其次是在满足上述要求的前提下,力求具有最小的动作时限;在下级线路短路时,保证下级保护优先切出故障,满足选择性要求。 

　　(3)定时限过流保护。作为下级线路主保护拒动和断路器 塑料外壳式断路器拒动时的远后备保护,同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护,也作为过负荷时的保护,一般采用过电流保护。过电流保护通常是指其启动电流按照躲开最大负荷电流来整定的保护,当电流的幅值超过最大负荷电流值时启动。 

　　二、电力电子设备对配电系统继电保护的影响 

　　配电系统中运行的继电保护因保护类型的不同及安装地点的不同所受电力电子设备的影响也不同,其中可能引起继电保护误动、拒动的情况主要有以下几个方面: 

(1)在电气距离上接近大的谐波源;
(2)保护装置的安装地点具备谐波严重放大或接近于谐波谐振条件,例如安装地点具有并联电容器等;
(3)保护装置的动作整定值很小,尤其是对于接在差流回路、零序电路或负序电路上的继电保护装置,其整定值通常只有相电流或相电压的百分之几;
(4)继电保护装置中所选用的元件或动作原理对谐波的敏感度高,尤其是反映电压、电流的瞬时值、有效值变化的过量型继电保护;
(5)系统中有不平衡负荷或涌流的基波负序电流,并且和谐波电流同时存在时,继电保护无法正确、可靠动作。结合上文的分析,电力电子设备对于配电系统继电保护系统的最大影响在于由电力电子设备而派生出的谐波。目前,国内外常采用的降低谐波对继电保护影响的措施有很多,大概可以归纳为两类:第一类为辅助措施,此类措施的出发点是利用配电系统中的其他装置以达到使继电保护正确、可靠动作的目的,通常包括: 

①利用安装在配电系统中的频率测试仪测试谐波频率,从而辅助继电保护装置对电压、电流值的测量和比较;
②增加滤波装置,使得保护中的输入信号无畸变;
③采用反应“增量”的装置,即在继电保护装置的执行元件前接入一个微分电路,使其只反应突变量而不反应稳态量;
④在配电系统中的各类保护间加装谐波闭锁。第二类是从继电保护自身出发,通过合理设定其动作整定值从而达到正确、可靠动作的目的。目前,越来越多的先进技术和改进算法应用于继电保护的故障检测和参数整定中,例如依靠单片机技术在阶段式电流保护上的应用,提出采用单片机可取代大量的继电器,避免了因接线复杂和元件不稳定造成保护装置的误动、拒动,从而可提高供电的安全可靠性。