6kV供配電系統的繼電保護探討

孫瑨

（大慶油田天然氣分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著科學技術的不斷發展和進步，電氣技術也有了極大的進步，互聯網技術以及供電技術的融入，也讓許多供電設施在技術層次和功能上都進入了全新的階段，有效地提高了供電水平和供電穩定性。但目前隊繼電設備技術升級以及運行穩定性的研究成果較少，本文針對6kV供配電系統的繼電保護工作展開研究。目前，6kV供配電系統的繼電保護工作需要技術人員深入系統內部，進行相應的數據采集以及分析，并通過閉合開關過程實現控制，整個過程風險較高。

1 6kV供配電系統中各種運行工況下繼電保護的任務內容

6kV是我國目前使用的最廣泛的供電系統，系統中會配備繼電保護裝置，以此提高供電系統的故障排查能力以及事故處理能力，及時掌握故障位置，提高系統運行的穩定性。同時繼電保護裝置的存在可以實現系統的不斷電維護，極大地提供系統供電的連續性。近年來，為了更好地滿足企業的供電質量已經供電能力的需求，供電系統不斷進行技術升級和優化，在這個過程中，繼電保護裝置可以充分地考量更新后的系統運行是否穩定，是否達到了技術升級的預期效果以及使用安全性。

1.1 系統運行的狀態

6kV供配電系統在運行的狀態需要進行三個保護任務。首先，繼電保護裝置在系統運行中對系統進行全面的監測，采集系統運行過程中各個緩解的原始運行數據以及儀表內容，確保系統可以正確地對各個裝置進行電壓分配，系統所有設備可以在額定電壓下平穩高效地工作。其次，在系統部分線路或設備出現工作異常或者鼓掌時要及時發現，并迅速響應處理，避免因局部鼓掌影響系統的整體運行狀態以及供配電的效果。最后，在系統出現故障時，導致系統正常的運行狀態受到影響，繼電器保護系統需要根據具體的鼓掌原因迅速構建保護措施，確保故障不會構成系統的供電鼓掌，確保供電系統供電持續性，并降低系統故障的出現幾率，滿足長期使用的目標。

1.2 繼電保護裝置的具體任務

在前文的論述中，明確的繼電保護裝置的在保障系統穩定運行以及故障排查中的重要作用，因此繼電保護裝置的具體功能應基于系統的實際保護需要進行設置，在這個過程中，應充分考量系統的運行環境以及系統用戶的實際用電需求。在6kV供配電系統正常運行時，幾點保護裝置要具備完善的監控和監測功能，可以對系統中各個線路和設備的運行狀態充分掌握，并實現數據信息的收集和反饋功能。值班人員可以通過繼電保護裝置及時收到系統運行的原始運行數據，充分掌握系統的運行狀態。在供電系統出現故障時，繼電器保護系統會迅速判斷故障的發生位置以及導致故障出現的線路及設備區域，并迅速地切斷故障部分電路，確保系統整體供電不受影響，并將故障區域、故障原因以及故障數據反饋給搶修人員，在保障非故障線路正常運行的前提下，進行故障線路的搶修。

2 6kV供配電系統中應設置的繼電保護裝置

2.1 6kV線路應配備的繼電保護裝置

6kV線路繼電保護裝置在系統的運行中可以起到過流保護的重要作用。裝置可以根據系統的實際需求進行過流保護時限的調節，確保系統所有部件的過流保護時限均超過0.7s，才可以確保過流保護的效果。同時，根據系統實際情況以及用電企業的實際用電需求，選擇性地在系統中安裝電流熔斷保護裝置，在發生電流過載的瞬間會自動熔斷，保護線路。但在實際的應用過程中，單純的熔斷裝置可能造成其他麻煩與損失，所以應根據實際情況判斷是否安裝帶時限的電流熔斷保護裝置。

2.2 6kV配電變壓器應配置的繼電保護裝置

在現行6kV配電變壓器的配置中，有如下幾種保護措施。（1）高壓熔斷器的保護措施，多數應用于容量小于400kva的變壓器中。（2）過流保護措施，一般應用于電壓過高的情況下。（3）電流蘇熔斷的保護措施，一般應用于電流過高的情形下，該措施可以滿足不同用電規模的保護任務，也有效地提供供電效果，確保企業供電的穩定性。在針對700kva容量的變壓器時，可以設置時限在0.5～1s的熔斷裝置，這樣可以最大限度地提高對企業生產模式變化的適用性。

2.3 6kV分段母線應配置的繼電保護裝置

6kV分段母線應配置的繼電保護裝置應根據實際母線類型進行配置，首先，針對非并列運行的分段母線可以采用電流熔斷保護裝置，在出現電流異常后，熔斷器迅速切斷供電，保護系統線路及設備。熔斷保護需在系統斷路器合閘的瞬間投入，才可以達成預期的保護效果，在合閘后因具備自動解除保護的功能，在整個供電系統合閘恢復運行后，要隨之開啟過流保護的系列功能。并配備完善的6kV繼電保護裝置，裝置可以對系統電路運行的狀態進行實時分析，確定具體的保護措施，如果系統中存在負荷較低的母線部分，可以不加設保護裝置，對于負荷較大的母線應對其進行正確的運行風險評級，并根據相應級別，制定相應的保護措施，實現分段母線保護。

3 常用的電流保護類型

3.1 反時限過流保護

反時限過流保護是6kV供電線路中常用的保護裝置，可以根據短路的電流大小執行具體的保護動作，實現對短路電流的有效控制，當系統中出現較大的短路電流時，如果電流量較大，但作用時間段，反時限過流保護裝置會對線路進行保護，減少大電流對系統的破壞。當短路電流點流量較小，但作用實踐較長時，反時限過流保護裝置可以根據用電用戶的實際需求進行內部電量的調節。最大限度地保障供電線路的安全性以及穩定性。但反時限過流保護裝置也存在一定的技術弊端。由于反時限保護裝置在工作中，如果常閉觸電現行斷開，但在此啟動時，需要進行二次側帶負荷開路，導致系統線路中出現數千伏以上的瞬間高壓，對電路存在嚴重的威脅。因此技術人員要充分了解保護裝置的工作原理以及使用范圍，科學地進行使用。

3.2 定時限過電流保護

定時限過流保護與反時限過流保護在技術原理以及功能方面有著明顯的區別。定時限過流保護裝置的保護動作時間與短路電流的大小以及作用時間并無直接的關聯。定時限過流保護裝置具有極高的保護自由度，可以設定恒定的系統運行時間，并具備連續可調的系統功能，定時限過流保護是基于電磁式的繼電器、電流繼電器、信號繼電器等部件構成，系統采用直流的操作模式。因此，在系統使用過程中技術人員需要配備直流電源，從而實現簡單、可控、完全、自由的保護模式。定時限過流保護裝置的具體保護實現，由繼電器設備進行綜合控制，動作的選擇性結果會根據時限的限定時間進行決定，這種保護方式由于自由度高，因此具有更大的適用范圍以及兼容性，也有效地提高了工作效率。在被保護線路發生短路故障時，短路線路位置會產生瞬間的大額電流，此時，定時限過流保護會控制電流繼電器觸電，通過并聯的形式對電路進行控制，讓單流繼電器觸點閉合，完成線圈回路，實現對電流的控制。

3.3 電流熔斷保護

電流熔斷保護裝置是一種相對特殊的保護措施，它處于無時限制和帶時限之間，是一種可以根據實際需求進行時限設置的保護裝置。具有最短時限內切斷故障線路，時限故障隔離的功能。在短路故障發生時，會產生較大的故障電流，如果不立即進行控制，會導致事故危害結果上升，事故危害面積上升等嚴重后果。瞬時電流保護裝置以及帶時限電流速斷保護裝置在此時有著不同的功能。其中瞬時電流速度保護動作，而不是單純地對最大負荷電流進行躲避，而是通過相應的實時檢測手段，在對線路實時保護的過程中，對線路的最大承受電流能力以及運行風險點進行評級，從而執行最佳化短路電流保護。瞬間電流速斷保護裝置具有高度的保護范圍可控性，通過相應的參數設置，可以將保護范圍控制在保護線路的內部，并通過對系統運行狀態以及故障日志以及表現的分析，對故障電路的故障原因、發生原因以及解決方法進行分析，判斷系統存在的故障、可能出現的故障以及隨后會逐步發展演變的處的故障，綜上所述，該保護系統具有更高的可控性以及選擇性，讓保護措施與系統運行實際情況更加貼合，同時也提高了瞬時跳閘的時間，縮短故障切斷線路的放映時間，更好地保護電路不受損害，讓其可以在最短時間內發現故行存在的問題，當在被保護線路位置發生短路時，保護措施會不采取動作。

三段式的過流保護裝置可以作為加速切除線路首端故障的主要保護功能，可以根據自身的性能對時限進行全面的分析和計算，通過結果的分析，就可以對系統略帶時限的電流速斷線路進行全長保護。同時三段式過流保護裝置更好地實現對電路部分的分段保護、分段故障判斷以及分段故障處理功能，在線路出現問題時可以最大限度保障系統的繼續運行能力。