什么是電流速斷的保護(hù)死區(qū)？什么原因造成這樣的保護(hù)死區(qū)？

什么是電流速斷的保護(hù)死區(qū)？什么原因造成這樣的保護(hù)死區(qū)？采用什么方式彌補(bǔ)？

電流速斷保護(hù)是電力系統(tǒng)中重要的保護(hù)之一，它能夠快速、可靠地將系統(tǒng)中的故障隔離，保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。然而，在進(jìn)行電流速斷保護(hù)時(shí)，存在著一個(gè)特殊的現(xiàn)象，即電流速斷保護(hù)死區(qū)。這個(gè)死區(qū)是指電流速斷器無法探測(cè)和及時(shí)響應(yīng)某些故障發(fā)生的區(qū)域，從而導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作失敗，嚴(yán)重的情況下，會(huì)造成系統(tǒng)的過電壓、失穩(wěn)等事故。因此，電力系統(tǒng)中需要針對(duì)電流速斷保護(hù)死區(qū)進(jìn)行深入研究和尋找解決方案。

一、電流速斷保護(hù)死區(qū)的定義和原因

1. 定義

電流速斷保護(hù)死區(qū)指的是在電力系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、故障電流方向、電纜線路等因素引起的電流速斷器探測(cè)不到故障發(fā)生的區(qū)域，進(jìn)而導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作失效的現(xiàn)象。

2. 原因

電流速斷保護(hù)死區(qū)是由多種因素引起的。在這里，我們主要介紹以下兩種原因。

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原因

在復(fù)雜的電力系統(tǒng)中，電流速斷保護(hù)死區(qū)是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)引起的。例如，在電力系統(tǒng)中末級(jí)變電站的變壓器的二次側(cè)接入了一個(gè)長(zhǎng)距離的電纜，因?yàn)殡娎|線路的阻抗和電容都會(huì)對(duì)保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生影響。電纜的阻抗可能改變根據(jù)暫態(tài)響應(yīng)學(xué)原理，故障電流不能在保護(hù)動(dòng)作時(shí)被電流速斷保護(hù)器檢測(cè)到。這種情況下，設(shè)置兩個(gè)保護(hù)器并將其間隔開一段距離可以有效地避免死區(qū)。

（2）故障電流方向原因

電流速斷保護(hù)器只能檢測(cè)電流在其變化方向上的變化速度，因此如果故障電流正好與保護(hù)器探測(cè)方向相反，那么就會(huì)導(dǎo)致電流速斷保護(hù)死區(qū)。例如，在三相變壓器兩側(cè)繁多的電纜線路中，如果發(fā)生著一個(gè)由此產(chǎn)生的故障電流的相位和網(wǎng)絡(luò)中的原電流相反，那么這個(gè)故障電流就不能被電流速斷保護(hù)器檢測(cè)到。

二、電流速斷保護(hù)死區(qū)帶來的危害

電流速斷保護(hù)死區(qū)是電力系統(tǒng)中比較危險(xiǎn)的現(xiàn)象之一。如果保護(hù)動(dòng)作被失效了，那么在故障發(fā)生的時(shí)間和備用保護(hù)動(dòng)作器起動(dòng)動(dòng)作的時(shí)間之間就會(huì)形成一個(gè)死區(qū)，從而會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，具體包括：

1. 系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定

故障保護(hù)失效后，系統(tǒng)就無法及時(shí)地隔離故障，導(dǎo)致故障電流繼續(xù)在系統(tǒng)中傳播，可能會(huì)產(chǎn)生極端高的電流，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓振蕩，引起失穩(wěn)，甚至引起系統(tǒng)的崩潰。

2. 電纜金屬飽和

當(dāng)電流速斷保護(hù)器失效后，故障電流可能無法及時(shí)地得到隔離，造成電纜金屬的剩余電流過大。在這種情況下，金屬的運(yùn)行溫度就會(huì)上升，從而可能引起電纜金屬的飽和，嚴(yán)重的情況下會(huì)導(dǎo)致電纜爆裂，造成火災(zāi)等危險(xiǎn)。

3. 終端設(shè)備受損

當(dāng)故障電流無法及時(shí)地得到隔離時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電纜終端設(shè)備受到較大的沖擊電壓，引起設(shè)備燒壞、損壞等問題。

三、彌補(bǔ)電流速斷保護(hù)死區(qū)的方法

針對(duì)電流速斷保護(hù)死區(qū)，有不少解決方案。這里我們重點(diǎn)介紹以下兩種方法。

（1）通信聯(lián)鎖法

通信聯(lián)鎖法是目前被廣泛應(yīng)用于電流速斷保護(hù)死區(qū)防治的方法之一。具體操作是利用系統(tǒng)中現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)，使各個(gè)保護(hù)器能夠相互通信，相互配合，共同發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)做出對(duì)故障隔離的動(dòng)作，從而消除死區(qū)的影響。使用這種方法需要考慮通信延遲等問題，確保保護(hù)動(dòng)作的有效性。

（2）多保護(hù)裝置法

多保護(hù)裝置法是利用多個(gè)保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)的一種方法。同時(shí)使用電流速斷保護(hù)器和其它的保護(hù)器對(duì)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如差動(dòng)保護(hù)、過流保護(hù)等。如果一個(gè)保護(hù)裝置失效了，另一個(gè)保護(hù)裝置可以對(duì)故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)保護(hù)，避免形成死區(qū)。只有當(dāng)兩個(gè)保護(hù)裝置同時(shí)失效時(shí)，才會(huì)形成死區(qū)。這種方法需要保護(hù)裝置的互相配合，可靠性需要得到保證。

總之，電流速斷保護(hù)是電力系統(tǒng)中十分重要的保護(hù)之一，但它可能會(huì)出現(xiàn)保護(hù)死區(qū)，給電力系統(tǒng)帶來極大的危害。因而需要在實(shí)際應(yīng)用中認(rèn)真研究死區(qū)的形成機(jī)制及其解決方案，避免出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定和嚴(yán)重的安全事故的發(fā)生。