10kV配電網(wǎng)的繼電保護(hù)措施分析

摘 要：繼電保護(hù)措施的合理應(yīng)用，可以提高配電網(wǎng)運(yùn)行安全性和可靠性，可以在運(yùn)行故障發(fā)生時(shí)及時(shí)采取措施處理，降低故障影響范圍，減少事故損失。對(duì)于10kV配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，作為電力系統(tǒng)重要組成部分，其在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)殡姶帕ΑC(jī)械力以及氧化老化等因素影響，出現(xiàn)短路、斷路、接地等故障，設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，影響電力系統(tǒng)的正常供電。因此需要提高對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的重視，基于常見(jiàn)故障來(lái)采取有效措施進(jìn)行優(yōu)化，文章對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；繼電保護(hù)；故障處理

現(xiàn)在生產(chǎn)生活水平的提高，對(duì)電力能源的需求更大，電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)供電故障，勢(shì)必會(huì)造成較大的損失，甚至還會(huì)出現(xiàn)安全事故。以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性為目的，對(duì)繼電保護(hù)措施進(jìn)行研究，爭(zhēng)取以科學(xué)合理的手段來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，減少各類(lèi)常見(jiàn)故障的發(fā)生，從根本上來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。10kV配電網(wǎng)為電力系統(tǒng)的重要部分，將其作為研究對(duì)象，根據(jù)其運(yùn)行特點(diǎn)做好繼電保護(hù)研究，保證所選處理措施的有效性。

1 10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)措施應(yīng)用原則

1.1 選擇性原則

選擇性原則即在配電系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障后，可以及時(shí)將故障部分切除，避免對(duì)其他部分產(chǎn)生影響，最大程度上來(lái)多小影響范圍，將損失控制到最低，并維持配電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對(duì)于10kV配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，短路故障多選擇應(yīng)用主保護(hù)和后備保護(hù)兩種措施。且主保護(hù)可以迅速響應(yīng)，可以及時(shí)且有選擇的切除被保護(hù)設(shè)備或者短路故障，維持其他部分的正常運(yùn)行；后備保護(hù)則在斷路器停止啟動(dòng)后，將故障切除，所需時(shí)間更長(zhǎng)[1]。

1.2 靈敏性原則

遵循靈敏性原則來(lái)選擇繼電保護(hù)措施，即要求可以在保護(hù)范圍內(nèi)，一旦出現(xiàn)運(yùn)行故障，保護(hù)裝置可以及時(shí)響應(yīng)。根據(jù)10kV配電系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，合理選擇保護(hù)裝置，并進(jìn)行合理搭配，保證在運(yùn)行故障出現(xiàn)時(shí)，可以敏銳感覺(jué)，并及時(shí)采取保護(hù)動(dòng)作，控制故障影響范圍[2]。并且，提高繼電保護(hù)靈敏性，使得配電系統(tǒng)可以就任何輕微故障產(chǎn)生反應(yīng)，不僅提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，同時(shí)還可以降低后期電網(wǎng)維護(hù)難度。

1.3 可靠性原則

所謂可靠性原則，即在保護(hù)范圍內(nèi)配電系統(tǒng)出現(xiàn)任何異常，保護(hù)裝置均可以迅速采取措施進(jìn)行保護(hù)，減少誤動(dòng)或拒動(dòng)造成的問(wèn)題。提高繼電保護(hù)可靠性，保證在10kV配電系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常后，根據(jù)實(shí)際情況迅速動(dòng)作，及時(shí)切除異常部位，避免對(duì)其他部分產(chǎn)生不良影響，對(duì)提高配電系統(tǒng)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。

1.4 速動(dòng)性

如果10kV配電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)異常運(yùn)行情況，為避免造成大面積停電故障，而影響正常生產(chǎn)生活，就要求所設(shè)置的保護(hù)裝置可以及時(shí)響應(yīng)，具有良好的速動(dòng)性，快速切除系統(tǒng)內(nèi)故障，降低用戶(hù)設(shè)備工作時(shí)間，避免造成元件的進(jìn)一步損壞。就實(shí)際情況來(lái)看，如果配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)內(nèi)保護(hù)裝置具有一定延遲作用，設(shè)計(jì)時(shí)必須要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)采取措施，保證繼電保護(hù)速動(dòng)性可以達(dá)到專(zhuān)業(yè)要求。

2 10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)常見(jiàn)故障

2.1 電流互感器過(guò)度飽和

為滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)生活用電需求，電力系統(tǒng)建立日益完善，10kV配電網(wǎng)作為重要部分，必須要做好繼電保護(hù)研究，減少運(yùn)行故障的產(chǎn)生。但是就現(xiàn)狀來(lái)看，電流互感器過(guò)度飽和問(wèn)題依然比較常見(jiàn)。系統(tǒng)規(guī)模不斷增大背景下，短路電流也不斷增大，如果變、配電所出現(xiàn)短路故障，短路電流甚至可以達(dá)到正常電流的幾百倍，甚至超過(guò)電流互感器額定電流[3]。對(duì)于穩(wěn)態(tài)短路問(wèn)題，靈敏度低的電流速斷保護(hù)將會(huì)出現(xiàn)保護(hù)拒動(dòng)情況，影響系統(tǒng)運(yùn)行。因?yàn)殡娏骰ジ衅鬟^(guò)度飽和，短路故障時(shí)，電流互感器無(wú)法有效感應(yīng)二次側(cè)電流，進(jìn)而定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置拒動(dòng)。假如配電所出線(xiàn)過(guò)流保護(hù)拒動(dòng)，將會(huì)造成配電所進(jìn)線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，必須要全停整個(gè)配電所。假如配電所出線(xiàn)短路故障，通過(guò)主變壓器或者母聯(lián)斷路器后備保護(hù)動(dòng)作，便可將故障部分切除，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，降低運(yùn)行故障影響。

2.2 勵(lì)磁電流引發(fā)誤動(dòng)

電流速斷保護(hù)為10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)關(guān)鍵措施，即將電路最大負(fù)載運(yùn)行作為依據(jù)，根據(jù)最大運(yùn)行狀態(tài)下線(xiàn)路末端三相短路電流進(jìn)行整定。因?yàn)殪`敏度要求在1.2以上，則動(dòng)作電流一般均比較小，尤其是系統(tǒng)存在較大阻抗時(shí)更為明顯[4]。對(duì)于配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，往往會(huì)設(shè)置多臺(tái)變壓器，且線(xiàn)路較長(zhǎng)，想要保證動(dòng)作精確性，必須要保證動(dòng)作電流校。正常情況下電流整定，不需要對(duì)投運(yùn)時(shí)配電變壓器勵(lì)磁涌流對(duì)無(wú)視時(shí)限電流速斷保護(hù)影響進(jìn)行分析，這樣便會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流初始值大于無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)值，在變電所10kV出線(xiàn)檢修后恢復(fù)送電時(shí)，出現(xiàn)跳閘故障，影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)優(yōu)化措施

3.1 避免電流互感器過(guò)度飽和

針對(duì)10kV配電線(xiàn)路短路時(shí)，線(xiàn)路保護(hù)電流互感器過(guò)度飽和問(wèn)題，應(yīng)保證電流互感器變比稍微大一點(diǎn)，控制在300/5以上。且要避免保護(hù)與計(jì)量應(yīng)用同一個(gè)電流互感器，并根據(jù)實(shí)際情況縮短電流互感器二次側(cè)電纜長(zhǎng)度，并加大二次側(cè)電纜界面。另外，還可以在控制屏上就地安裝保護(hù)側(cè)控合一裝置，降低電流互感器二次負(fù)載阻抗，解決電流互感器過(guò)度飽和問(wèn)題，提高系統(tǒng)保護(hù)效果。

3.2 消除勵(lì)磁涌流誤動(dòng)問(wèn)題

勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的誤動(dòng)，是影響配電網(wǎng)繼電保護(hù)效果的主要問(wèn)題，就以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，勵(lì)磁涌流大小受時(shí)間因素影響，初始階段涌流峰值比較大，進(jìn)過(guò)7～10個(gè)工頻周波后，基本上就可以對(duì)小型變壓器涌流忽略不計(jì)，產(chǎn)生的影響十分小。針對(duì)此類(lèi)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)可以調(diào)整配電系統(tǒng)電流速斷保護(hù)時(shí)間，延長(zhǎng)保護(hù)裝置中加速回路時(shí)間，避免勵(lì)磁涌流造成的誤動(dòng)作，保證配電網(wǎng)可以可靠運(yùn)行。

3.3 繼電保護(hù)方式合理選擇

3.3.1 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

將電磁式信號(hào)繼電器作為信號(hào)元件，以及電磁式中間繼電器作為出口元件，和電磁式時(shí)間繼電器作為中間繼電器幾部分形成一個(gè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)體系，這樣短路電流大小不會(huì)受繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間影響，完全根據(jù)時(shí)間繼電器整定確定，并且在一定條件下可以對(duì)時(shí)間繼電器進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。此種保護(hù)方式根據(jù)選擇動(dòng)作時(shí)間來(lái)獲得選擇性，在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的靈敏性與速動(dòng)性。

3.3.2 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

此種保護(hù)動(dòng)作時(shí)間受短路電流大小影響，即電路電流越大動(dòng)作時(shí)間越短，相反則短路電流越小動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高，調(diào)試難度大，且靈敏性和準(zhǔn)確性要遠(yuǎn)低于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，因此一般被設(shè)置在用戶(hù)端進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)部位。

4 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)合理設(shè)計(jì)和有效運(yùn)行，是提高10kV配電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要保障，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇科學(xué)合理的保護(hù)方法，并采取措施來(lái)減少常見(jiàn)故障的發(fā)生，保證供電穩(wěn)定性，滿(mǎn)足生產(chǎn)生活需求。

參考文獻(xiàn)

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[3]孫志.10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)探析[J].機(jī)電信息，2012（36）：24-25.

[4]王育武.淺析10kV配電網(wǎng)的繼電保護(hù)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2011，3：92-94.

作者簡(jiǎn)介：周娟（1984-），女，江蘇蘇州人，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng)。