10kV供電系統繼電保護的安全運行和分析

王彩麗　張琦　趙麗

[摘要]在整個電力系統中，10kV供電系統發揮著重要的作用。10kV供電系統能否安全可靠的運行直接關系到整個電力系統是否能夠安全有效的運行以及企業用電是否暢通。為確保10kV供電系統的安全運行，關鍵在于繼電保護裝置的正確設置。本文在分析了10kV供電系統中，對于繼電保護裝置的要求以及影響10kV供電系統繼電保護安全運行的因素的基礎上，提出了提高10kV供電系統繼電保護的安全運行的措施。

[關鍵詞]10kV供電系統；繼電保護；安全運行

[中圖分類號]TM774 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0374-01

我國的繼電保護技術隨著電力系統的發展而不斷更新，特別是在10kV供電系統中，為滿足其繼電保護的需求，大量電子技術、通信技術以及反時限過電流保護等繼電保護技術與裝置投入到10kV供電系統的繼電保護中，為其安全運行提供了重要的保障。盡管如此，由于故障響應不靈敏、保護動作不靈活等一系列因素都影響著10kV供電系統的安全運行，因此，加強對10kV供電系統繼電保護的安全運行的探索意義重大。

一、10kV供電系統對于繼電保護裝置的要求

10kV供電系統若要安全運行，其繼電保護裝置在選擇時必須要滿足四個要求。一是繼電保護裝置要具有靈敏性。也就是說當線路或者供電設備在被保護的范圍內若發生金屬性短路故障時，繼電保護裝置需要具備必要的靈敏系數。二是繼電保護裝置要有選擇性。即當故障發生時，首先要由線路或者設備本身進行保護切除故障，從而使沒有發生故障的部分能夠繼續安全運行，達到減少停電面積的目的。繼電保護裝置只有在斷路器拒動、線路或故障設備本身拒動時才能夠由斷路器失靈保護、相線路保護或者設備保護進行故障切除。三是繼電保護裝置需要具有速動性。具備速動性能夠使繼電保護裝置在最短時間內切除短路故障，最大程度的縮小故障的波及范圍，降低線路或者故障設備的損壞程度，從而使備用設備、備用電源以及自動重合閘的自動投入效果得到提高，供電系統的安全穩定性得以加強。四是繼電保護裝置要具有安全可靠性。也就是繼電保護裝置在其整定計算、設計原理以及安裝調試等各方面都必須準確無誤。構成繼電保護裝置的所有元件的質量都需要達到標準，同時需要及時進行保護設備的檢修維護，從而確保繼電保護裝置具有安全可靠的性能。

二、影響10kV供電系統繼電保護安全運行的因素

（一）繼電保護的定值配合不當導致跳閘

在多數的10kV供電系統中，主要采用的繼電保護裝置是微機保護裝置，該裝置整定了動作時間，通常情況下，過流為0.5s，速斷則為0s。其中，速斷保護的電流時間設定為0.5s，速斷則設定為0s；出線保護動作過流整定為0.05s，速斷0s。當10kV供電系統中有較大的負荷電流存在并且抗阻比較小時，若系統內部突然出現故障，繼電保護裝置就不能夠及時地進行動作保護，從而造成越級跳閘的問題。此外，由于繼電保護系統中有誤差存在且定值配合不當，容易造成在出線側出現故障時，10kV供電系統的進線保護發生速斷，嚴重影響著10kV供電系統的安全運行。

（二）勵磁涌流對10kV供電系統繼電保護安全運行的影響

在10kV供電系統的線路中，有勵磁涌流存在。在電流限值時以最大能通過的電流進行設定（電流的速斷保護），它是繼電保護供電系統送配電線路中最為主要的保護方式。當送配電線路很長且配電變壓器的數量大時，若靈敏度的取值超過1.2，則動作電流的值就會相對偏小，動作電流的取值就會變得更小，從而造成10kV變電站的開關合上，也會造成動作保護時跳閘的問題。勵磁涌流在電壓的恢復過程中不斷增大，繼電保護裝置鐵芯中的磁流通量則會是變壓器額定電流量的好幾倍，從而影響繼電保護裝置的安全運行。

（三）繼電保護裝置開關的保護設備的選擇不恰當的影響

近年來，隨著我國電力系統的發展，10kV供電系統多數開始運用開關站給用戶的供電系統以及變壓器供電，這種形式的供電則被稱為繼電保護系統的供電。在一些未采用自動開關站供電的站內，主要采用的是熔斷器+負荷開關組合電器，或者負荷開關電器作為繼電保護裝置的開關保護設備。在一股情況下，開關站內部的進線柜中，就沒有必要設置繼電保護，而是直接運用負荷開關來切斷負荷電流以及分合操作等。一旦開關站中母線發生故障，就非常容易導致開關站的越級跳閘的問題出現，從而使停電的范圍不斷擴大，影響著10kV供電系統的安全運行。

（四）電流互感器出現過于飽和的工作狀態的影響

隨著10kV供電系統的規模不斷擴大，供電系統的總電流也將會隨之增大，嚴重者還可能造成短路的問題。大多數情況下，電流互感器都是在過于飽和的工作狀態下運行的，此時短路電流大體上都感應不到二次側電流值，在這種情況下，電流保護裝置就會拒動，從而影響了10kV供電系統繼電保護的安全運行。

三、提高10kV供電系統繼電保護的安全運行的措施

（一）避免勵磁涌流太大而引起的機電保護裝置的松動

結合勵磁涌流的相關特點，例如鐵芯的飽和程度與勵磁涌流的衰減常數關系緊密，鐵芯的飽和程度越深且電抗越小，那么勵磁涌流的衰減就會越快；短路電流的衰減速度通常要比涌流的衰減速度快，如果變壓器的容量越大，那么涌流衰減的時間就會持續越長；勵磁涌流的數值最大時可以是額定電流的數倍。因此，可以適當地延長電流的速斷保護的時間，對于避免勵磁涌流帶來的許多錯誤操作，在沒有對繼電保護裝置進行相應改造的情況下也能夠起到保護的作用，從而保證10kV供電系統繼電保護的安全運行。

（二）改進出線柜的開關保護設備

在10kV供電系統中，如果是在配電所以上的級別部分發生了故障，這時就可采用變電所10kV路線的出現進行動作保護。通常情況下，如果配電變壓器的容量在1250kVA的范圍以內，那么10kV供電系統配電所內部的出線柜中，熔斷器+出線柜采用的開關組合必須要與用電器一致，10kV供電系統中配電所母線發生的故障通常是由開關站的出線柜進行切除與保護操作，這樣在10kVL供電系統中才能起到有效的繼電保護的作用。此外，還要定期將強隊機電保護裝置的檢修工作，保障機電保護裝置能夠正常運行，從而使10kV供電系統繼電保護安全運行。

（三）防止電流互感器的飽和，保證電流保護裝置正常運行

防止電流互感器的飽和可通過加大電纜面積以及減小電纜長度的方式，使電流互感器的電阻載荷減小，增加電流互感器的保護；此外還要考慮當線路出現短路的狀況時，各個電流互感器之間的飽和狀態；當10kV供電系統中存在高壓電機負載的情況下，要按照電流的倍數增加保護電流互感器，從而，保證電流保護裝置安全運行。

在整個供電網絡中，10kV供電系統中有重要的地位，它的安全有效運行關系到整個供電網絡的穩定運行。因此，合理地進行繼電保護裝置的配置，在10kV供電系統的安全運行中具有重要的意義。找出影響10kV供電系統繼電保護安全運行的主要因素，并體出其有效的解決措施，是保障10kV供電系統繼電保護安全運行的有效手段。

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