繼電保護在供電系統中的重要位置及現狀配置

鐘崇俊 鄭飛揚

（重慶市電力公司綦南供電局，重慶 401420）

繼電保護在供電系統中的重要位置及現狀配置

鐘崇俊 鄭飛揚

（重慶市電力公司綦南供電局，重慶 401420）

經濟的持續發展使得我國電力供應的形勢更為嚴峻，電力系統的安全與可靠尤為重要。電力系統的安全和可靠在很大程度上取決于電力設施，特別是繼電保護和安全自動裝置的安全和可靠。所以，必須加強繼電保護技術監督，實行全過程管理，不斷提高對繼電保護人員及裝置運行的管理水平。

電力系統；繼電保護；配置

引言

繼電保護裝置是電力系統的重要組成部分，它對保證系統安全運行起著非常重要的作用；繼電保護裝置在電力系統發生故障或處于異常運行狀態時能夠迅速、正確地做出反應，從而保證電力系統的安全穩定運行中發揮了異常重要的作用。

1 常用電流保護

1.1 反時限過流保護

反時限過流保護：繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就是反時限過流保護。

1.2 定時限過電流保護

定時限過流保護：繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的，這種保護方式就是定時限過電流保護。

1.3 電流速斷保護

電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續時間，防止事故擴大。電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。瞬時電流速斷保護與過流保護的區別在于，它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。即按躲過被保護線路末端可能產生的三相最大短路電流來接定。從而使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。

1.4 單相接地保護

單相接地保護又稱零序電流保護，它利用單相接地所產生的零序電流使保護裝置動作，給予信號。當單相接地危機人身和設備安全時，則動作于跳閘，單相接地保護必須通過零序電流互感器將一次電路發生接地時所產生的零序電流反映到其二次側的電流繼電器中去。假設A相發生了接地，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，3個線電壓不變。這時對負荷的供電沒有影響。按規程規定還可繼續運行2h，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗，有發展為兩點或多點接地的可能，應及時出信號，通知值班人員進行處理。

2 繼電保護中的重要位置及現狀配置

2.1 1OkV供電系統在電力系統中的重要位

電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等五個環節組成的。在電力系統中。各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不可避免的。由于電力系統的特殊性，上述五個環節應是環環相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內完成的。由于10kV系統中包含著一次系統和二次系統。又由于一次系統比較簡單、更為直觀，在考慮和設置上較為容易；而二次系統相對較為復雜，并且二次系統包括了大量的繼電保護裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護裝置就是在供電系統中用來對一次系統進行監視、測量、控制和保護，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保10kV供電系統的正常運行，必須正確的設置繼電保護裝置。

2.2 lOkV系統中應配置的繼電保護

按照工廠企業lOkV供電系統的設計規范要求，在10kV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應設置以下保護裝置：

lOkV線路應配置的繼電保護。lOkV線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5S～0.7S，并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護；最重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時，應裝設略帶時限的電流速斷保護。

1O kV配電變壓器應配置的繼電保護：(1)當配電變壓器容量小于400kVA時，一般采用高壓熔斷器保護； (2)當配電變壓器容量為400～630kVA，高壓側采用斷路器時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5S時，還應裝設電流速斷保護；對于車間內油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護； (3)當配電變壓器容量為800kVA及以上時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5S時，還應裝設電流速斷保護；對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護；另外尚應裝設溫度保護。

10k V分段母線應配置的繼電保護。對于不并列運行的分段母線，應裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除；對于負荷等級較低的配電所可不裝設保護。

2.3 1OkV系統中繼電保護的配置現狀

目前，一般企業高壓供電系統中均為lOkV系統。除早期建設的lOkV系統中，較多采用的是直流操作的定時限過電流保護和瞬時電流速斷保護外，近些年來飛速操作的反時限過電流保護裝置。很多重要企業為雙路10kV電源、高壓母線分段但不聯絡或雖能聯絡但不能自動投入。在系統供電的可靠性、故障響應的靈敏性、保護動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些亟待解決的問題。

3 對10kV系統中繼電保護的綜合評價

3.1 定時限過電流保護與反時限過電流保護的配置10kV系統中的上、下級保護之問的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當，則會造成保護的非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護的選擇性配合主要包括上、下級保護之間的電流和時限的配合兩個方面。

因此整定反時限過電流保護時，所指的時間都是在某一電流值下的動作時間。還有感應型繼電器慣性較大，存在一定的誤差，它的特性不盡相同，新、舊型的特性也不相同。所以，在實際運行整定時，就不能單憑特性曲線作為整定的依據，還應該作必要的實測與調試，比較費力、費事。因此，反時限過流保護時限特性的整定和配合就比定時限過電流保護裝置復雜得多。

3.2 1O kV系統中高壓設備的配置

lOkV系統中高壓開關柜的配置主要有兩大類：即固定式高壓開關柜和手車式高壓開關柜。關于固定式高壓開關柜是我國解放初期自蘇聯引進的老產品，柜型高大、有足夠的安全距離、但防護等級低、元器件陳舊、防電擊水平較低；而手車式高壓開關柜是近年來引進國外技術，消化吸收研制的換代產品，體積縮小、防護等級大大提高、元器件的選用比較先進、防電擊水平較高。其主要特點可歸納為：它有四室(-Y-車室、電纜室、母線室和繼電儀表室)、七車(斷路器手車、隔離手車、接地手車、所用變壓器手車、電壓互感器手車、電壓互感器和避雷器手車、避雷器和電容器手車)、三個位置(工作位置、試驗位置和拖出柜外檢修位置)和兩個鎖定(工作位置的鎖定和試驗位置的鎖定)。它用高壓一次隔離觸頭替代了高壓隔離開關、用接地開關替代了臨時接地線等。對于系統的運行安全提供了很好的條件。

3.3 關于1OkV一相接地保護方式的探討

10k V中性點不接地系統中發生一相接地時，按照傳統方式是采用三相五鐵心柱狀晶的JSJw一10型電壓互感器作為絕緣監視。但是，當我們先用了手車式高壓開關柜后，再繼續安裝JsJw—lO已經比較困難，又由于lOkV系統中一次方案有了變化、原有的絕緣監視方案又存在著缺陷，因此較為可取的辦法是采用零序電流保護裝置。

結束語

繼電保護裝置在過負荷時動作，一般只發出報警信號，引起運行值班人員注意，以便及時處理，只有過負荷危及人身或設備安全時才動作與跳閘；而在發生短路故障時，則要求有選擇性的動作于跳閘，將故障部分切除，保證了供電系統的穩定性。為了保證供電系統的安全運行，避免過負荷和短路引起的過電流對系統的影響，因此在供電系統中需裝有不同類型的繼電保護。

[1]鄧興華.基于遠動系統的繼電保護及故障信息管理系統.重慶大學，2004-04-25.0195.

[2]柳煥章，段獻忠，李銀紅，劉天斌，楊鋼.電力系統繼電保護數據交換標準的探討.電力系統自動化，2002-04-15.

[3]許明.繼電保護數字仿真建模方法與系統開發.山東大學，2009-10-28.

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