10kV配電網的繼電保護措施分析

摘 要：繼電保護措施的合理應用，可以提高配電網運行安全性和可靠性，可以在運行故障發生時及時采取措施處理，降低故障影響范圍，減少事故損失。對于10kV配電網來說，作為電力系統重要組成部分，其在運行過程中經常會因為電磁力、機械力以及氧化老化等因素影響，出現短路、斷路、接地等故障，設備無法正常運行，影響電力系統的正常供電。因此需要提高對繼電保護設計的重視，基于常見故障來采取有效措施進行優化，文章對此進行了簡要分析。

關鍵詞：10kV配電網；繼電保護；故障處理

現在生產生活水平的提高，對電力能源的需求更大，電力系統一旦出現供電故障，勢必會造成較大的損失，甚至還會出現安全事故。以提高電力系統運行可靠性為目的，對繼電保護措施進行研究，爭取以科學合理的手段來進行優化，減少各類常見故障的發生，從根本上來提高系統運行安全性。10kV配電網為電力系統的重要部分，將其作為研究對象，根據其運行特點做好繼電保護研究，保證所選處理措施的有效性。

1 10kV配電網繼電保護措施應用原則

1.1 選擇性原則

選擇性原則即在配電系統出現運行故障后，可以及時將故障部分切除，避免對其他部分產生影響，最大程度上來多小影響范圍，將損失控制到最低，并維持配電網系統的正常運行。對于10kV配電網來說，短路故障多選擇應用主保護和后備保護兩種措施。且主保護可以迅速響應，可以及時且有選擇的切除被保護設備或者短路故障，維持其他部分的正常運行；后備保護則在斷路器停止啟動后，將故障切除，所需時間更長[1]。

1.2 靈敏性原則

遵循靈敏性原則來選擇繼電保護措施，即要求可以在保護范圍內，一旦出現運行故障，保護裝置可以及時響應。根據10kV配電系統運行特點，合理選擇保護裝置，并進行合理搭配，保證在運行故障出現時，可以敏銳感覺，并及時采取保護動作，控制故障影響范圍[2]。并且，提高繼電保護靈敏性，使得配電系統可以就任何輕微故障產生反應，不僅提高系統運行可靠性，同時還可以降低后期電網維護難度。

1.3 可靠性原則

所謂可靠性原則，即在保護范圍內配電系統出現任何異常，保護裝置均可以迅速采取措施進行保護，減少誤動或拒動造成的問題。提高繼電保護可靠性，保證在10kV配電系統運行出現異常后，根據實際情況迅速動作，及時切除異常部位，避免對其他部分產生不良影響，對提高配電系統運行安全性和穩定性具有重要意義。

1.4 速動性

如果10kV配電網內出現異常運行情況，為避免造成大面積停電故障，而影響正常生產生活，就要求所設置的保護裝置可以及時響應，具有良好的速動性，快速切除系統內故障，降低用戶設備工作時間，避免造成元件的進一步損壞。就實際情況來看，如果配電系統出現故障，系統內保護裝置具有一定延遲作用，設計時必須要根據實際情況來采取措施，保證繼電保護速動性可以達到專業要求。

2 10kV配電網繼電保護常見故障

2.1 電流互感器過度飽和

為滿足實際生產生活用電需求，電力系統建立日益完善，10kV配電網作為重要部分，必須要做好繼電保護研究，減少運行故障的產生。但是就現狀來看，電流互感器過度飽和問題依然比較常見。系統規模不斷增大背景下，短路電流也不斷增大，如果變、配電所出現短路故障，短路電流甚至可以達到正常電流的幾百倍，甚至超過電流互感器額定電流[3]。對于穩態短路問題，靈敏度低的電流速斷保護將會出現保護拒動情況，影響系統運行。因為電流互感器過度飽和，短路故障時，電流互感器無法有效感應二次側電流，進而定時限過流保護裝置拒動。假如配電所出線過流保護拒動，將會造成配電所進線保護動作，必須要全停整個配電所。假如配電所出線短路故障，通過主變壓器或者母聯斷路器后備保護動作，便可將故障部分切除，避免故障進一步擴大，降低運行故障影響。

2.2 勵磁電流引發誤動

電流速斷保護為10kV配電系統繼電保護關鍵措施，即將電路最大負載運行作為依據，根據最大運行狀態下線路末端三相短路電流進行整定。因為靈敏度要求在1.2以上，則動作電流一般均比較小，尤其是系統存在較大阻抗時更為明顯[4]。對于配電系統來說，往往會設置多臺變壓器，且線路較長，想要保證動作精確性，必須要保證動作電流校。正常情況下電流整定，不需要對投運時配電變壓器勵磁涌流對無視時限電流速斷保護影響進行分析，這樣便會出現勵磁涌流初始值大于無時限電流速斷保護值，在變電所10kV出線檢修后恢復送電時，出現跳閘故障，影響供電系統的正常運行。

3 10kV配電網繼電保護優化措施

3.1 避免電流互感器過度飽和

針對10kV配電線路短路時，線路保護電流互感器過度飽和問題，應保證電流互感器變比稍微大一點，控制在300/5以上。且要避免保護與計量應用同一個電流互感器，并根據實際情況縮短電流互感器二次側電纜長度，并加大二次側電纜界面。另外，還可以在控制屏上就地安裝保護側控合一裝置，降低電流互感器二次負載阻抗，解決電流互感器過度飽和問題，提高系統保護效果。

3.2 消除勵磁涌流誤動問題

勵磁涌流產生的誤動，是影響配電網繼電保護效果的主要問題，就以往經驗來看，勵磁涌流大小受時間因素影響，初始階段涌流峰值比較大，進過7～10個工頻周波后，基本上就可以對小型變壓器涌流忽略不計，產生的影響十分小。針對此類特點，在設計時可以調整配電系統電流速斷保護時間，延長保護裝置中加速回路時間，避免勵磁涌流造成的誤動作，保證配電網可以可靠運行。

3.3 繼電保護方式合理選擇

3.3.1 定時限過電流保護

將電磁式信號繼電器作為信號元件，以及電磁式中間繼電器作為出口元件，和電磁式時間繼電器作為中間繼電器幾部分形成一個定時限過電流保護體系，這樣短路電流大小不會受繼電保護動作時間影響，完全根據時間繼電器整定確定，并且在一定條件下可以對時間繼電器進行連續調整。此種保護方式根據選擇動作時間來獲得選擇性，在實際應用中具有較高的靈敏性與速動性。

3.3.2 反時限過電流保護

此種保護動作時間受短路電流大小影響，即電路電流越大動作時間越短，相反則短路電流越小動作時間越長。在實際應用中其內部結構復雜度高，調試難度大，且靈敏性和準確性要遠低于定時限過電流保護，因此一般被設置在用戶端進線開關部位。

4 結束語

繼電保護合理設計和有效運行，是提高10kV配電網可靠運行的重要保障，因此在設計時需要根據實際情況來選擇科學合理的保護方法，并采取措施來減少常見故障的發生，保證供電穩定性，滿足生產生活需求。

參考文獻

[1]陳銀艷.10kV配電網的繼電保護措施分析[J].科技與創新，2016（20）：132+136.

[2]榮芳.城市10kV配電網繼電保護配置常見問題及對策分析[J].科技與創新，2014（15）：44+46.

[3]孫志.10kV配電網繼電保護探析[J].機電信息，2012（36）：24-25.

[4]王育武.淺析10kV配電網的繼電保護分析[J].工程建設與設計，2011，3：92-94.

作者簡介：周娟（1984-），女，江蘇蘇州人，學歷：本科，研究方向：電力系統。