淺析10kV供電系統的繼電保護的設計方案

李會軍 張士杰

（1.鄭州潤豐園置業有限公司 2.河南華優電力工程設計有限公司）

淺析10kV供電系統的繼電保護的設計方案

李會軍1張士杰2

（1.鄭州潤豐園置業有限公司 2.河南華優電力工程設計有限公司）

電力系統主要由五部分組成，即發電變電輸電配電與用電。在電力系統中各種各樣的電氣設備通過線路緊密的連接在一起。電力系統的覆蓋面積較為廣闊并且運行環境十分復雜，電氣故障時常發生。由于電力系統的特殊性，上述五個環節相互協調且不可缺少。電力系統如果出現任何的問題會給電力穩定的正運行帶來巨大的影響，因此應該加強供電系統的繼電保護措施。

10kV繼電器；繼電保護；運行維護

1 繼電保護開發研究概述

繼電保護主要研究電力系統中的故障機與運行異常的狀況，從而探究事故產生的原因，并研究電力系統的保護措施。繼電保護在發展的過程中有觸電繼電保護電力系統，能夠讓電力系統避免遭遇損害。繼電保護的主要功能是當電力系統發生故障而不能夠正常運行時，在發生故障最短時間內，繼電保護裝置自動的的將故障設備從電力系統中排出并發出信號給維修人員，減輕設備的損壞，避免供電的不穩定。繼電保護裝置一般具備安全性、可靠性、速動性、選擇性與靈敏性。這樣能夠保證繼電保護裝置能夠在發生故障時正常的運行，并能夠準確的判定出故障發生位置，使得電力系統在發生故障時不發生跳閘。

電力系統中的設備貨收到各種因素的影響，如外界因素、內部因素、操作失誤等。出現故障的類型也較多，如線路短路、三地相接等。

在電力系統中安裝繼電保護裝置主要是在系統發生故障時能夠快速的隔離故障設備，避免自動化設備在不正常情況下的運行。對于電力系統中存在的危險事件，繼電保護裝置會及時的發出警告，或者跳閘終止異常設備運行。

2 電力系統中繼電保護的作用與任務

（1）機電裝置能夠自動。快速的將故障設備從電力系統中隔離開來，使得故障設備不會破壞其他正常設備，避免電力系統大規模的損壞，保證非故障設備的正常運行。

（2）顯示電氣元件的運行狀態。繼電裝置能夠根據維護的條件，并記錄設備動作與信號，這樣方便值班人員的及時處理。繼電保護裝置還能夠自動實行將發生故障的設備或者損壞設備的隔離工作。繼電裝置能夠迅速的實行保護措施，并根據電氣元件損壞程度判斷隔離時間，從而避免對其他電氣設備造成不必要的干擾。

（3）繼電保護裝置與電力系統中的其它裝置相互結合，如果條件允許也可以使用預訂的應對措施，從而減少停電時間，并快速回復供電系統，最大程度的提升供電系統的穩定性與安全性。

3 10kV供電系統繼電保護配置方案

3.1 反映相間故障的保護

（1）電流繼電器組成相間故障的保護裝置并接在電流的互感器上。這種類型的繼電保護裝置都應接在同一個電網中的線路上。保護裝置可以根據靈敏度的要求設置繼電器的數量，可以是兩個也可以是一個。后備保護與主保護在繼電保護裝置中應該是相互結合使用的。10kV線路通常情況下設置兩段式的繼電保護，主要分為不限時的電力保護與限時的電流保護。如果電力系統中的電流時限保護在一秒之內，并且電力系統中不包含設備的保護時，可以使用過流保護。使用電流兩段式的電流保護設備是因為電流速斷保護設備具備良好的選擇性。斷電器會受到斷容量的限制，因此對于帶電抗器的線路不應該裝置電流速斷保護裝置，應該使用母線保護裝置，這樣能夠保證電力系統快速的排出電力系統中的故障設備。如果電抗器發生故障，母線的電壓就會顯著增加，這樣能夠保護電氣涉筆的正常運行。

（2）10kV分段母線裝置的繼電保護。不同時運行的分段母線，在分段繼電器位置應該設置相應的電流速斷保護裝置，這種裝置能夠在斷路器關閘的時候投入使用，并在合閘時自動解除。電力系統中負荷較低的配電所不必使用保護裝置。在10kV供電系統中，由于電力系統自身的復雜性，為了優化保護裝置，可以在發生故障時期將網絡自鎖住，當故障解除時自動開鎖的方式。對于母線的線路連接應該裝置帶方向與不帶方向的電流保護裝置。對于保護裝置靈活性與選擇性的要求不同時可以使用不同的方式。①對于短線路可以使用縱聯差的方式。②對于并聯的電纜線路，可以使用橫聯的方式做為最主要的保護裝置，而電流保護做為最基本的保護裝置。③對于并列并且平行的線路，應該使用橫聯的電流實行保護裝置，并使用不帶方向的電流最為基礎保護裝置。

（3）變壓器應配置的繼電保護。如果配電器的容量小于400kVA，電力系統中通常使用高壓熔斷形式繼電器保護裝置。如果變壓器的容量在400～600kVA之間，高壓端可以使用斷路器并設置電流保護裝置。如果過流保護時間超過1s，還應該裝置電流速斷保護裝置。如果變壓器的容量超過800kVA，應該裝置過流保護裝置。

3.2 反映接地故障的保護

對于出現不多的供電系統，可以使用絕緣監察保護裝置，如果出現接地情況是，可以使用開口的兩端時電壓實行監察工作。絕緣監察裝置由三部相電壓表與一部線電壓表組成，在安裝時應該滿足國家對于保護裝置的要求與規范。這種保護裝置十分簡單，但是無論裝置中的哪條線路出現故障，電氣設備管理人員為了快速的找到線路出現故障的位置都應該制定相應的順序進行排查，并配合使用接地的方式，然后找到接地點。這種保護裝置在供電系統保護裝置應用中不是特別的廣泛。如果線路出現的問題較多，應該使用零序電流保護裝置。零序電流保護通常是在架空線路上或者互感器的電纜線路上。如果電纜出現上安裝靈虛電流互感器，此時就會保護電纜的導線，如果鐵心套安裝在電纜外部就能夠保護電纜的電流繼電器。當電氣設備發生故障時，一次側的電流會變成零，并且二次側會受到通知映射出零序電流與設備運行情況。在安裝零序電流保護裝置時要注意電纜的接地線應該穿過互感器的中心。因為被保護的電纜在接地時會穿過電纜接地線而產生保護作用，不然互感器得不到相應的感應電流，就不會達到保護供電系統的作用。

4 提升繼電保護可靠性的措施

（1）加強管理力度。加強管理制度的建設并逐漸的優化管理網絡，把供電系統的穩定性作為管理工作的主要內容。電力企業應該設定相應的管理體系，并建立可靠的小組管理電力系統。與此同時，還應該定期舉行分析會議，分析可靠性工作，并制定合理的可靠性管理工作的計劃，從而最大程度保證電力系統的安全性與穩定性。

（2）認真落實電力企業的相應制度。電力企業應該加強專業知識培訓，并做好評價與統計與可靠性分析工作，分析電力系統中的協調性、故障停電等情況，然后根據這些故障找到根本原因，從而采取科學的方法制定出相應的解決措施。

（3）重視基礎資料完善工作，這樣能夠為電力系統的運行、檢修與生產提供一定的依據，還能夠提升電力系統的可靠性。保證供電的穩定性需要各個部門之間的相互合作，因此可靠性的管理應該涉及到各個部門之中，并分配到配電管理、審核停電等各項工作中去。

（4）重視技術的進步。提升供電系統中的設備水平是保證電力系統可靠性的關鍵。電力部門應該根據新技術而制定出相應的項目，并合理的在電力系統中使用自動化技術，從而為供電可靠性提供技術支持。在重視技術的同時，還應該不斷的改進電網，并改善電網的整體結構，這樣才能夠將新技術應用到電力系統之中，更好的實現供電的穩定性與安全性。

5 總結

我國居民生活水平的提升，使得居民用電量顯著增加，人們對于電力系統的要求不僅僅是提供充分的電力，更對供電系統的穩定性與安全性提出了新要求。為了保證供電的持續性，應該做好供電系統的繼電保護措施，這樣才能夠最大限度的保證電力的安全，也將會給電力企業帶來大量的經濟效益。

[1]郭德志.淺析供電系統中存在的問題.中國電力，2015：45～46.

[2]嚴倩倩.供電系統中繼電保護裝置的應用.中國科技，2015：100～102.

[3]郭德偉.10kV供電系統中的繼電保護設計方案.中國建筑，2015：54～56.

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1004-7344（2016）20-0089-02

2016-6-27