10kV電力系統繼電保護分析

林清雄

摘 要：雖然近年來我國電力事業進步顯著，但各地各級電力系統仍不時出現故障和異常情況，電力系統的安全穩定運行往往會因此受到較為負面影響，基于此，本文簡單分析了常見繼電保護問題及應對方法，并詳細論述了提升10kV電力系統繼電保護水平的路徑建議，希望由此能夠為相關業內人士帶來一定程度啟發。

關鍵詞：10kV 電力系統 繼電保護

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（c）-0048-02

電力系統繼電保護需具備可靠性、速動性、靈敏性、選擇性等特點，勵磁涌流、TA飽和對電力系統安全穩定運行造成的影響也需要同時得到關注，而為了最大化發揮繼電保護效用，正是本文圍繞10kV電力系統繼電保護開展具體研究的原因所在。

1 常見繼電保護問題及應對方法

1.1 勵磁涌流

由于裝有大量配電變壓器，且10kV電力系統中各變壓器會在合閘瞬間產生大量勵磁涌流，這就使得來回反射、相互迭加的勵磁涌流最終形成了復雜的電磁暫態過程，二段式電流保護中的電流速斷保護很容易因此受到負面影響。較大的涌流與時間常數會導致電流速斷保護裝置整定值低于勵磁涌流值，這種情況在系統阻抗較大、長線路情況中極為常見，而隨著10kV電力系統線路中的變壓器容量、個數不斷增加，10kV線路很容易因此出現無法正常投入問題[1]。

為解決10kV電力系統存在的無法正常投入問題，必須設法防治勵磁涌流引起誤動，考慮到勵磁涌流含有大量二次諧波，可利用該特性進行主變主保護，但這種保護的實現必須建立在改造10kV電力系統的基礎上。考慮到隨時間衰減屬于勵磁涌流的主要特征之一，為避免提升10kV電力系統的復雜性，可利用勵磁涌流的特征加入短時間延時，由此便能夠在不改造保護裝置的基礎上防治勵磁涌流引起誤動作。雖然短時間延時的加入可能導致故障時間的增加，但對于10kV電力系統故障帶來影響較小的地方，該勵磁涌流應對措施具備較高實用性，通過在電流速斷保護及加速回加入0.15～0.2s時限，即可有效提升10kV電力系統繼電保護水平，電力系統運行的安全性、穩定性均可得到較好保障。

1.2 TA飽和

出口處短路電流較小屬于10kV線路的典型特征之一，如農網中的變電所往往阻抗較大且遠離電源。電力系統的運行方式和規模均會影響出口處短路電流大小，10kV電力系統的規模提升會直接導致短路電流不斷增長，嚴重時甚至可以達到TA一次額定電流的幾百倍，10kV電力系統安全穩定運行自然會因受到較為負面影響。此外，如TA飽和狀態下10kV電力線路短路，保護裝置很容易出現拒動問題，故障的切除往往需要由主變后備保護或母聯斷路器負責，由此導致的故障時間延長、供電可靠性降低、故障范圍擴大必須得到重視，這些均會直接影響10kV電力系統的正常運行。

之所以TA飽和會對10kV電力系統繼電保護造成的負面影響，主要是由于TA嚴重飽和時，二次側感應電流會受勵磁電流影響降為零，在電流為零的影響下，電流繼電器自然會出現拒動問題。因此筆者建議從兩方面入手應對TA飽和帶來的負面影響，通過合理選擇TA變比、減少TA二次負載阻抗，即可有效提升10kV電力系統繼電保護有效性。合理選擇TA變比需結合10kV電力系統特點，一般需保證TA變比大于300/5。減少TA二次負載阻抗需通過縮短二次電纜截面、加大二次電纜長度實現，TA飽和帶來的負面影響可由此得到較好應對。

2 提升10kV電力系統繼電保護水平的路徑建議

2.1 合理開展繼電保護檢修

除上文涉及的改造層面內容外，10kV電力系統繼電保護水平的提升還需要得到狀態檢修工作的支持，這種狀態檢修不同于定期檢修，這種不同源于絕緣檢測、逆變電源、固化程序3個方面。絕緣檢測需運用智能設備收集的數據，利用相關算法、模型進行分析發現異常，即可將異常情況直接傳遞至檢修人員，檢修的效率、質量可由此實現長足提升；逆變電源指的是10kV電力系統繼電保護狀態檢修利用自檢報警方式，相較于傳統的萬用表檢測，狀態檢修可大幅提升檢修效率、降低人力消耗；固化程序指的是狀態檢修采用智能檢測方式在線調取信息，相較于傳統檢修常開展的掉電實驗，狀態檢修更具靈活性[2]。

2.2 提升繼電保護質量

為最大化發揮繼電保護檢修效用，必須設法提升繼電保護質量，這種提升可基于狀態檢修隊伍建設、專業技術培訓、部門間聯系加強實現。狀態檢修隊伍建設需結合實際分析10kV電力系統繼電保護存在的問題，并以此制定針對性較強的繼電保護計劃，配合狀態檢修制度及方案，即可大幅提升10kV電力線路運行的可靠性；專業技術培訓是為了不斷提升檢修人員的專業素質，因此各單位必須定期開展專業技能培訓，并配合實施針對性較高的績效考核，同時還需要關注停電協調、檢修方案、反復性停電等異常狀況的研究，狀態檢修由此即可更好服務于10kV電力系統繼電保護水平提升；部門間聯系加強是為了提高彼此間生產計劃方面的默契，通過嚴格落實停電工作，即可有效發揮狀態檢修技術優勢、提高繼電保護綜合水平[3]。

2.3 加強對設備更新重視

為提升10kV電力系統繼電保護水平，設備更新必須得到重點關注，這種更新需重點提高電網設施水準，MIS系統、電力調度自動化需成為受關注的重點。通過選擇先進的設備和技術，并開展配電、變電、輸電的統一檢修，即可保證電力檢修更好服務于10kV電力系統繼電保護。值得注意的是，帶電檢修探索的開展也能夠較好服務于10kV電力系統繼電保護水平提升，因此各單位必須提供相應帶電檢修設備，并同時落實帶電檢修制度，以此減少線路停電時間、提高繼電保護有效性。

2.4 合理運用故障指示器

在10kV電力系統繼電保護中，故障指示器所發揮的積極作用必須得到重視，這是由于故障指示器能夠在故障發生后快速準確的確定故障位置，10kV電力系統繼電保護可由此獲得重要補充。復位時間較長、日常管理與維護不科學、供電模式不合理均可能影響故障指示器的效用發揮，因此故障指示器的應用必須合理選擇供電模式與復位模式、安裝大電流信號隔離電路，布局與安裝的合理性、日常管理與維護對故障指示器效用發揮帶來的影響同樣需要得到重視。具體來說，各地供電局需結合當地實際進行保障故障指示器的布局合理，線路斷路器前一基桿塔、長線路中段、主干線2～5km間隔處、變電站出口均屬于常見的故障指示器安裝位置，同時需保證故障指示器在安裝后垂直地面且不存在傾斜，將其安裝于桿塔的電源側可更好地發揮故障指示器效用。此外，故障指示器還需要采取分段安裝方式，運行環境的優良性控制、維護周期的合理設置、狀態檢修技術的應用同樣需要得到重視，這些都能夠保證故障指示器較好地為10kV電力系統繼電保護提供支持。

3 結語

綜上所述，10kV電力系統繼電保護具備較高現實意義，在此基礎上，本文涉及的勵磁涌流、TA飽和、合理開展繼電保護檢修、加強對設備更新重視、合理運用故障指示器等內容，則提供了可行性較高的10kV電力系統繼電保護路徑，而為了進一步提高繼電保護有效性，反時限保護、速斷電流保護的應用同樣需要得到重點關注。

參考文獻

[1] 邢曉擘.淺談10kV電力系統中的繼電保護技術[J].現代工業經濟和信息化，2015，5（20）：26-27.

[2] 王鵬.10kV電力系統繼電保護裝置配置設計研究[J].湖南農機，2012，39（3）：260-261.

[3] 雷勇.10kV線路故障查找及處理方法研究[J].經貿實踐，2015（14）：342.