一、配電系統的電流保護方法分析
電流保護是任何一個配電系統中基本的繼電保護類型,目前常見的電流保護方法主要有以下三種:
(1)電流速斷保護。對于反應于短路電流幅值增大而瞬時動作的電流保護,成為電流速斷保護。變壓器綜合測試臺符合主要是對電力變壓器，配電變壓器的空載、負載特性進行試驗，也可對被試變壓器進行倍頻感應及工頻耐壓試驗。為了保證其選擇性,一般只能保護線路的一部分。電流速斷保護具有簡單可靠,動作迅速的優點,因而獲得了廣泛的應用;缺點是不可能保護線路的全長,并且保護范圍直接受運行方式變化的影響。
(2)*電流速斷保護。由于有選擇性的電流速斷保護不能保護本線路的全長,因此可考慮增加一段帶時限動作的保護,這就是*電流速斷保護。對這個保護的要求,首先是在任何情況下能保護本線路的全長,并且具有足夠的靈敏性;其次是在滿足上述要求的前提下,力求具有小的動作時限;在下級線路短路時,保證下級保護優先切出故障,滿足選擇性要求。
(3)定時限過流保護。作為下級線路主保護拒動和斷路器拒動時的遠后備保護,同時作為本線路主保護拒動時的近后備保護,也作為過負荷時的保護,一般采用過電流保護。過電流保護通常是指其啟動電流按照躲開大負荷電流來整定的保護,當電流的幅值超過大負荷電流值時啟動。
二、電力電子設備對配電系統繼電保護的影響
配電系統中運行的繼電保護因保護類型的不同及安裝地點的不同所受電力電子設備的影響也不同,其中可能引起繼電保護誤動、拒動的情況主要有以下幾個方面:
(1)在電氣距離上接近大的諧波源;(2)保護裝置的安裝地點具備諧波嚴重放大或接近于諧波諧振條件,例如安裝地點具有并聯電容器等;(3)保護裝置的動作整定值很小,尤其是對于接在差流回路、零序電路或負序電路上的繼電保護裝置,其整定值通常只有相電流或相電壓的百分之幾;(4)繼電保護裝置中所選用的元件或動作原理對諧波的敏感度高,尤其是反映電壓、電流的瞬時值、有效值變化的過量型繼電保護;(5)系統中有不平衡負荷或涌流的基波負序電流,并且和諧波電流同時存在時,繼電保護無法正確、可靠動作。結合上文的分析,電力電子設備對于配電系統繼電保護系統的大影響在于由電力電子設備而派生出的諧波。目前,國內外常采用的降低諧波對繼電保護影響的措施有很多,大概可以歸納為兩類:一類為輔助措施,此類措施的出發點是利用配電系統中的其他裝置以達到使繼電保護正確、可靠動作的目的,通常包括:
①利用安裝在配電系統中的頻率測試儀測試諧波頻率,從而輔助繼電保護裝置對電壓、電流值的測量和比較;②增加濾波裝置,使得保護中的輸入信號無畸變;③采用反應“增量”的裝置,即在繼電保護裝置的執行元件前接入一個微分電路,使其只反應突變量而不反應穩態量;④在配電系統中的各類保護間加裝諧波閉鎖環節。第二類是從繼電保護自身出發,通過合理設定其動作整定值從而達到正確、可靠動作的目的。目前,越來越多的精良技術和改進算法應用于繼電保護的故障檢測和參數整定中,例如依靠單片機技術在階段式電流保護上的應用,提出采用單片機可取代大量的繼電器,避免了因接線復雜和元件不穩定造成保護裝置的誤動、拒動,從而可提高供電的安全可靠性。
