王秀灵 福建省电力有限公司大田县供电公司

在电力领域科技进步促进下，电力系统短路保护技术得到开发并应用，成为电力系统运行中的一项重要技术形式[1]。从功能价值上看，短路保护技术除了具备维持电力系统安全性特点外，还具备了电力资源优化节约的属性，对电力企业获取经济利润大有裨益。

一、继电保护电力系统短路故障成因分析

（一）电力系统方面的原因

电力系统方面原因所致的短路故障可看作不同电位导体之间的短接现象，其根本原因可归结于电力设备载流绝缘体存在不同程度的损坏，绝缘体可通过自身极大的电阻将电流与其他有关物品进行绝缘，其如果收到损坏，隔绝电流的阻力消失，无法起到绝缘作用，进而造成不同电位导体的短接，引发短路故障。此外误操作、鸟类跨接裸露导体等也可造成短路故障。因电力系统方面原因所致的短路故障可使短路电流值在瞬间达到几万～几十万A，且伴有大量热能产生，可对故障元件造成进一步的损害；另外电力系统方面原因所致的短路故障还可产生较大的电动力，可造成导体的弯曲变形等，电压也会骤降，引发大面积停电；单相短路还会影响周围通信线路，干扰电子设备。

（二）电力用户方面的原因

电力用户故障主要源于不同区域环境下电力系统建设标准不一。当用电区域经济发展水平、人口密度大小、人口数量变化、电力系统建设、电力能源需求量存在较大差异时，电力系统在分配电力能源时，极易因供电半径加大，供电时间延长而产生相关故障。例如，人口密集区电力系统供送电负荷大，长久运行中系统遭受线路损坏及设备老化的概率就更高，外加上电力设备维保跟进不及时，一些潜在故障隐患的设备没有得到更换，电力用户用电体验必然大受影响。

二、继电保护电力系统常见常用的短路保护关键技术

（一）智能保护技术

智能保护技术主要是借助智能保护模块及智能监控装置，对电力系统及设备的电流、电压等各类参数进行动态变化的记录分析[2]，实现对运行线路的统一监控和终端管理，具体的智能保护系统架构如图1所示。

（二）电流保护技术

在电力系统中，常见的短路电流保护技术主要是指熔断器保护和零序电流保护。熔断器保护技术在早期电力系统短路保护环节较为常用，这一技术的主要触发因素是电力系统电流，在电流增大时，此时熔断器会实现异常电流的自动切断，从而达到预定保护目的。当电力系统发生短路接地故障时，会产生零序电流，利用零序电流分量来构成零序电流保护常用于短路接地故障时的保护。

（三）相间距离保护技术

距离保护的主要元件是阻抗继电器，继电保护电力系统出现故障时，故障点到保护安装处的距离大小，也称阻抗大小经过系统识别判定后，借助相间保护装置执行保护动作。例如，实际阻抗高于预定值，此时的故障点处于保护范围外，系统相间距离保护技术得以触发。继电保护电力系统相间距离保护技术在实际应用中可搭配时间元件及方向元件，构成具备阶梯性的综合距离保护装置。继电保护电力系统相间距离保护技术能够灵活选择并切除相间故障，在短路接地故障发生时，配合零序电流保护，相间距离保护技术能够迅速切除故障。尤其是当电网结构较为复杂，电网运行方式多变，电压保护无法有效保障系统安全时，可考虑选用距离保护技术。

三、继电保护电力系统短路故障防治措施

（一）加强技术改造升级力度

针对电力系统运行故障，某些技术已经较为成熟，可以对电力系统故障，如短路等进行靶向研究分析。电力系统中的关键部位故障处理上，则需要加强技术改造升级的力度，增强技术识别及处理故障的效率。例如，将电子式电流互感器作为电力系统电气互感器饱和故障的针对性处理方式，可对此类故障进行有效解决。再比如，考虑到电力系统网络架构存在室外布置这一因素，电力系统及附属设施遭受雷击的可能性极高，进而会增加电力系统线路大面积短路的概率。对此，可通过在电力系统中安装高效避雷装置来加以规避。在实践中，可以将避雷装置装设于电力系统变电站设备周边，降低雷击危害电力系统的不利影响。需注意，应结合电力系统输配电的具体要求，做好避雷装置类型、规格、功能的技术筛选，以最大化发挥避雷装置功能。在连接壁垒装置时要以电力线路安全为首要前提，对连接方式及连接效果进行检查及试验。

图1 智能保护系统架构示意图

（二）短路故障的快速处理与故障点电源的准确切断

继电保护电力系统在内部结构的组成及连接上较为紧密，如某一区间出现短路等故障，系统其他部位会受到连带影响，损害电力系统整体运行效率[4]。因此，在应用继电保护电力系统短路保护技术时，要围绕故障电路的判定及处理，迅速界定故障类型及故障区域，避免故障扩散。要点有：第一，根据系统故障状态对故障范围进行缩小直至找到故障方位，对故障类型不能模糊划分，应尽量细致并能够查明故障的成因，然后便于寻找并切断故障区域的电源，为后续检修争取时间；第二，采用高效的故障预测及分析工具，例如，针对短路电流进行预测时，可使用万能表，对电流参数数值的变化状态进行记录，为调整电路提供依据；第三，采取替换处理措施，电力系统继电保护装置出现短路后，选用性能良好器件替代故障器件，然后对故障器件进行故障查找。可采用微机保护及模糊神经网络技术排查故障点；第四，结合参照处理方式，如日常巡查中参照正常设备与故障设备的参数信息，记录故障类型及解决方案，然后在相邻线路的检查中就能够更快地找出故障原因。明确故障点及故障原因后，切断故障点电源，以避免影响的扩大。

（三）强化继电保护的定值管理

设立继电保护定值本，由电气运行人员、继电保护助工、电气专工各保管一份，安排专人对继电保护定值进行整定，并及时修改继电保护定值本。因省调或地调需变更定值时，运维工作人员负责上级汇报及安排执行，变更后继电保护人员则填写回执单，同时对继电保护定值本进行修改。因一次设备异动导致的定值变更，继电保护人员负责计算，并由设备变更部门负责按照分工权限进行审批、执行。应用非标准运行方式的情况下，相关部门应先通知继电保护人员，如果需要变更定值，需根据分工权限执行。为满足继电保护定值要求，需要改变一次设备时，则继电保护人员应先向总工申请，审核通过后再由继电保护人员执行。现场继电保护的定值变更应依据定值通知单执行，若继电保护装置出现误动、拒动时，继电保护人员则应先查明原因，然后及时进行调整。

四、结语

在继电保护电力系统短路保护技术的应用上，应根据电力系统的标准及电力服务要求，合理选择相应的技术形式。除了做好短路保护技术的选择应用外，还应从电力系统建设施工规范、电力系统短路保护装置架设、电力系统维保技术提升等方面加以改进，提高电力系统运行安全稳定性。