探討10kV配電線路繼電保護

陳思均 李剛 趙魏超 馬帥帥

摘要：隨著社會經濟的發展，繼電保護工程得到了巨大的進步，由于技術水平的提高，微機的操作也不斷普及，迫使電流的保護水平不斷地提高，但是配電線路的繼電保護還是存在諸多不足，尤其是在可靠性和運行維護水平這些問題上會有較大的問題一旦出現不可預計的事故，就很有可能造成無法挽回的傷害。隨著我國的網絡技術的迅猛發展，提供了改進繼電線路保護的外部條件。本文簡要介紹了繼電線路保護遇到的主要問題，然后提出了安全有效的改進配置線路的措施。

關鍵詞：10KV配電線路;繼電保護;電力系統

10KV配電線路是電力系統中的一個主要組成部分，是電能傳輸的一個重要途徑，其安全性、穩定性以及可靠性，與電力公司的經濟效益和人們日常生活用電直接相關。因此，為了確保10KV配電線路的正常運行，就要保證其繼電保護裝置運行的可靠性。

1 10kV配電系統在電力系統中的重要性

10kV配電系統覆蓋的地域遼闊、運行環境復雜，一旦發生故障，就有可能對電力系統的運行產生重大影響。例如，當系統中的某工礦企業的設備發生短路事故時，短路電流會造成電氣設備或電氣線路的致命損壞，使系統的穩定運行遭到破壞。為了確保10kV配電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置。

2 繼電保護的基本原理

當電力系統中的電力元件（如發電機、線路等）或電力系統本身發生了故障危及電力系統安全運行時，能夠向運行值班人員及時發出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發出跳閘命令以終止這些事件發展的一種自動化措施和設備，一般通稱為繼電保護裝置。

繼電保護主要利用電力系統中元件發生短路或異常情況時的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化，構成繼電保護動作的原理;也有其他的物理量，如變壓器油箱內故障時伴隨產生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高，構成了瓦斯保護動作的原理。大多數情況下，無論反應哪種物理量，繼電保護裝置都包括測量部分和定值調整部分、邏輯部分、執行部分。

3 繼電保護在電力系統中的作用

（1）當被保護的電力系統元件發生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響，并滿足電力系統的某些特定要求。

（2）反映電氣設備的不正常工作情況，根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。

4 1OkV配電線路對繼電保護裝置的要求

繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，這四“性”之間緊密聯系，既矛盾又統一。1OkV配電線路對繼電保護裝置主要有以下幾個方面的要求：（1）可靠性是指保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試要正確無誤，同時要求組成保護裝置的各元件的質量要可靠、運行維護要得當、系統應盡可能的簡化有效，以提高保護的可靠性。可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本要求。

（2）選擇性是指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護切除故障。

（3）靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數，各類保護的最小靈敏系數在規程中有具體規定。選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護的整定實現。

（4）速動性是指保護裝置應盡快地切除短路故障，其目的是提高系統穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合闡和備用電源或備用設備自動投入的效果等。

5 提高繼電保護可靠性的基本措施

保護裝置的可靠性是指在該保護裝置規定的保護范圍內發生了應該動作的故障時，它不應該拒絕動作，而在任何其它該保護不應該動作的情況下，也不能錯誤動作。

提高1OkV配電線路繼電保護可靠性的基本措施主要有：加強可靠性管理，提高可靠性管理水平;重視技術進步，根據供電可靠性的要求不斷提高設備裝備水平;采取有效措施，增強事故處理能力和處理效率;加強對用戶的安全管理，減少因用戶原因造成的系統故障;提高全社會對電力設施的保護意識，減少因外力破壞造成停電事故的發生。

4 10kV配電線路的不正常工作狀態及故障分析

4.1 不正常工作狀態及危害

1OkV配電線路的不正常運行狀態主要有以下幾種：

4.1.1 過電流

過電流，也稱過負荷，即負荷超過電氣設備的額定值，是一種最常見的不正常運行狀態。由于過負荷，使元件載流部分和絕緣材料的溫度不斷升高，加速絕緣的老化和損壞，極有可能發展成為故障。

4.1.2 電壓升高超過額定值

1OkV電纜線路在過電壓情況下很容易燒斷。在中性點不接地系統同時發生單相接地時，非接地的兩相電壓升高3倍，很可能使絕緣薄弱的環節擊穿發生事故。

4.1.3 電壓降低

在電網電壓降低的恢復過程中接在線路上的電動機都要自起動而吸收很大的起動電流，從而延長了電壓恢復時間，使自起動的條件變壞，甚至使自起動成為不可能。低壓運行會使電動機電流升高而燒毀。

4.1.4 電力電纜絕緣老化

當電力電纜經長時間運行絕緣水平下降，極易發生一點或兩點擊穿而導致事故。

4.2 常見短路、斷線故障及危害

在中性點不接地系統中故障的主要形式是各種相間短路：三相短路、兩相短路、兩相接地短路，其中最嚴重的故障是三相短路。短路故障的危害嚴重：短路電流可達額定電流的幾倍至幾十倍，使故障支路內的電氣設備遭到破壞或縮短其壽命;短路電流引起的強烈電弧可能燒毀故障元件或周圍設備等;短路時系統電壓大幅度下降，破壞用戶的正常工作，嚴重時可能引起電壓崩潰，造成大面積停電;短路故障可能引起系統振蕩，甚至系統的瓦解。另外輸電線科技路還可能發生斷線故障。三相電壓不對稱引起的負序電流造成三相電動機電流不對稱，引起過熱，負序磁場還使轉子損耗加大，最小轉矩減小，使電機效率、過載能力降低。

4.3 故障分析

電力系統故障可分為暫時性故障和永久性故障。暫時性故障是指故障線路斷開電源電壓后，故障點的絕緣強度能夠自行恢復，如果重新將此線路合閘，線路將能夠恢復正常運行的情況。產生這類故障的原因有雷電引起的絕緣子表面閃絡，大風引起樹枝碰線等。所謂永久性故障是指在斷開電源電壓后，故障仍然存在的情況。這類故障的產生原因有絕緣子的擊穿或損壞，線路倒桿，電纜線路絕緣擊穿，兩相線路之間金屬性短接，線路某處斷線，人為誤操作等。

4 結語

lOkV配電線路是電力系統的一部分，它能否安全、穩定、可靠的運行，不但直接關系到企業用電的暢通，而且涉及到電力系統能否安全正常的運行。繼電保護裝置就是由繼電器來組成的一套專門的自動裝置，在供電系統中用來對系統進行監視、測量、控制和保護。為了確保l0kV配電線路的正常運行，對配電線路的繼電保護進行研究是十分必要的。

參考文獻

[1]樊祥葉.高速鐵路10kV配電所繼電保護的研究[J]. 上海鐵道科技，2011（3）：27-28.