10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行和分析

王彩麗　張琦　趙麗

[摘要]在整個(gè)電力系統(tǒng)中，10kV供電系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。10kV供電系統(tǒng)能否安全可靠的運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)是否能夠安全有效的運(yùn)行以及企業(yè)用電是否暢通。為確保10kV供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，關(guān)鍵在于繼電保護(hù)裝置的正確設(shè)置。本文在分析了10kV供電系統(tǒng)中，對(duì)于繼電保護(hù)裝置的要求以及影響10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運(yùn)行的因素的基礎(chǔ)上，提出了提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行的措施。

[關(guān)鍵詞]10kV供電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；安全運(yùn)行

[中圖分類號(hào)]TM774 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0374-01

我國(guó)的繼電保護(hù)技術(shù)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而不斷更新，特別是在10kV供電系統(tǒng)中，為滿足其繼電保護(hù)的需求，大量電子技術(shù)、通信技術(shù)以及反時(shí)限過電流保護(hù)等繼電保護(hù)技術(shù)與裝置投入到10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，為其安全運(yùn)行提供了重要的保障。盡管如此，由于故障響應(yīng)不靈敏、保護(hù)動(dòng)作不靈活等一系列因素都影響著10kV供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此，加強(qiáng)對(duì)10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行的探索意義重大。

一、10kV供電系統(tǒng)對(duì)于繼電保護(hù)裝置的要求

10kV供電系統(tǒng)若要安全運(yùn)行，其繼電保護(hù)裝置在選擇時(shí)必須要滿足四個(gè)要求。一是繼電保護(hù)裝置要具有靈敏性。也就是說當(dāng)線路或者供電設(shè)備在被保護(hù)的范圍內(nèi)若發(fā)生金屬性短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置需要具備必要的靈敏系數(shù)。二是繼電保護(hù)裝置要有選擇性。即當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，首先要由線路或者設(shè)備本身進(jìn)行保護(hù)切除故障，從而使沒有發(fā)生故障的部分能夠繼續(xù)安全運(yùn)行，達(dá)到減少停電面積的目的。繼電保護(hù)裝置只有在斷路器拒動(dòng)、線路或故障設(shè)備本身拒動(dòng)時(shí)才能夠由斷路器失靈保護(hù)、相線路保護(hù)或者設(shè)備保護(hù)進(jìn)行故障切除。三是繼電保護(hù)裝置需要具有速動(dòng)性。具備速動(dòng)性能夠使繼電保護(hù)裝置在最短時(shí)間內(nèi)切除短路故障，最大程度的縮小故障的波及范圍，降低線路或者故障設(shè)備的損壞程度，從而使備用設(shè)備、備用電源以及自動(dòng)重合閘的自動(dòng)投入效果得到提高，供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性得以加強(qiáng)。四是繼電保護(hù)裝置要具有安全可靠性。也就是繼電保護(hù)裝置在其整定計(jì)算、設(shè)計(jì)原理以及安裝調(diào)試等各方面都必須準(zhǔn)確無誤。構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的所有元件的質(zhì)量都需要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)需要及時(shí)進(jìn)行保護(hù)設(shè)備的檢修維護(hù)，從而確保繼電保護(hù)裝置具有安全可靠的性能。

二、影響10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運(yùn)行的因素

（一）繼電保護(hù)的定值配合不當(dāng)導(dǎo)致跳閘

在多數(shù)的10kV供電系統(tǒng)中，主要采用的繼電保護(hù)裝置是微機(jī)保護(hù)裝置，該裝置整定了動(dòng)作時(shí)間，通常情況下，過流為0.5s，速斷則為0s。其中，速斷保護(hù)的電流時(shí)間設(shè)定為0.5s，速斷則設(shè)定為0s；出線保護(hù)動(dòng)作過流整定為0.05s，速斷0s。當(dāng)10kV供電系統(tǒng)中有較大的負(fù)荷電流存在并且抗阻比較小時(shí)，若系統(tǒng)內(nèi)部突然出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置就不能夠及時(shí)地進(jìn)行動(dòng)作保護(hù)，從而造成越級(jí)跳閘的問題。此外，由于繼電保護(hù)系統(tǒng)中有誤差存在且定值配合不當(dāng)，容易造成在出線側(cè)出現(xiàn)故障時(shí)，10kV供電系統(tǒng)的進(jìn)線保護(hù)發(fā)生速斷，嚴(yán)重影響著10kV供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（二）勵(lì)磁涌流對(duì)10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運(yùn)行的影響

在10kV供電系統(tǒng)的線路中，有勵(lì)磁涌流存在。在電流限值時(shí)以最大能通過的電流進(jìn)行設(shè)定（電流的速斷保護(hù)），它是繼電保護(hù)供電系統(tǒng)送配電線路中最為主要的保護(hù)方式。當(dāng)送配電線路很長(zhǎng)且配電變壓器的數(shù)量大時(shí)，若靈敏度的取值超過1.2，則動(dòng)作電流的值就會(huì)相對(duì)偏小，動(dòng)作電流的取值就會(huì)變得更小，從而造成10kV變電站的開關(guān)合上，也會(huì)造成動(dòng)作保護(hù)時(shí)跳閘的問題。勵(lì)磁涌流在電壓的恢復(fù)過程中不斷增大，繼電保護(hù)裝置鐵芯中的磁流通量則會(huì)是變壓器額定電流量的好幾倍，從而影響繼電保護(hù)裝置的安全運(yùn)行。

（三）繼電保護(hù)裝置開關(guān)的保護(hù)設(shè)備的選擇不恰當(dāng)?shù)挠绊?/p>

近年來，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展，10kV供電系統(tǒng)多數(shù)開始運(yùn)用開關(guān)站給用戶的供電系統(tǒng)以及變壓器供電，這種形式的供電則被稱為繼電保護(hù)系統(tǒng)的供電。在一些未采用自動(dòng)開關(guān)站供電的站內(nèi)，主要采用的是熔斷器+負(fù)荷開關(guān)組合電器，或者負(fù)荷開關(guān)電器作為繼電保護(hù)裝置的開關(guān)保護(hù)設(shè)備。在一股情況下，開關(guān)站內(nèi)部的進(jìn)線柜中，就沒有必要設(shè)置繼電保護(hù)，而是直接運(yùn)用負(fù)荷開關(guān)來切斷負(fù)荷電流以及分合操作等。一旦開關(guān)站中母線發(fā)生故障，就非常容易導(dǎo)致開關(guān)站的越級(jí)跳閘的問題出現(xiàn)，從而使停電的范圍不斷擴(kuò)大，影響著10kV供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（四）電流互感器出現(xiàn)過于飽和的工作狀態(tài)的影響

隨著10kV供電系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，供電系統(tǒng)的總電流也將會(huì)隨之增大，嚴(yán)重者還可能造成短路的問題。大多數(shù)情況下，電流互感器都是在過于飽和的工作狀態(tài)下運(yùn)行的，此時(shí)短路電流大體上都感應(yīng)不到二次側(cè)電流值，在這種情況下，電流保護(hù)裝置就會(huì)拒動(dòng)，從而影響了10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行。

三、提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行的措施

（一）避免勵(lì)磁涌流太大而引起的機(jī)電保護(hù)裝置的松動(dòng)

結(jié)合勵(lì)磁涌流的相關(guān)特點(diǎn)，例如鐵芯的飽和程度與勵(lì)磁涌流的衰減常數(shù)關(guān)系緊密，鐵芯的飽和程度越深且電抗越小，那么勵(lì)磁涌流的衰減就會(huì)越快；短路電流的衰減速度通常要比涌流的衰減速度快，如果變壓器的容量越大，那么涌流衰減的時(shí)間就會(huì)持續(xù)越長(zhǎng)；勵(lì)磁涌流的數(shù)值最大時(shí)可以是額定電流的數(shù)倍。因此，可以適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)電流的速斷保護(hù)的時(shí)間，對(duì)于避免勵(lì)磁涌流帶來的許多錯(cuò)誤操作，在沒有對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)改造的情況下也能夠起到保護(hù)的作用，從而保證10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行。

（二）改進(jìn)出線柜的開關(guān)保護(hù)設(shè)備

在10kV供電系統(tǒng)中，如果是在配電所以上的級(jí)別部分發(fā)生了故障，這時(shí)就可采用變電所10kV路線的出現(xiàn)進(jìn)行動(dòng)作保護(hù)。通常情況下，如果配電變壓器的容量在1250kVA的范圍以內(nèi)，那么10kV供電系統(tǒng)配電所內(nèi)部的出線柜中，熔斷器+出線柜采用的開關(guān)組合必須要與用電器一致，10kV供電系統(tǒng)中配電所母線發(fā)生的故障通常是由開關(guān)站的出線柜進(jìn)行切除與保護(hù)操作，這樣在10kVL供電系統(tǒng)中才能起到有效的繼電保護(hù)的作用。此外，還要定期將強(qiáng)隊(duì)機(jī)電保護(hù)裝置的檢修工作，保障機(jī)電保護(hù)裝置能夠正常運(yùn)行，從而使10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運(yùn)行。

（三）防止電流互感器的飽和，保證電流保護(hù)裝置正常運(yùn)行

防止電流互感器的飽和可通過加大電纜面積以及減小電纜長(zhǎng)度的方式，使電流互感器的電阻載荷減小，增加電流互感器的保護(hù)；此外還要考慮當(dāng)線路出現(xiàn)短路的狀況時(shí)，各個(gè)電流互感器之間的飽和狀態(tài)；當(dāng)10kV供電系統(tǒng)中存在高壓電機(jī)負(fù)載的情況下，要按照電流的倍數(shù)增加保護(hù)電流互感器，從而，保證電流保護(hù)裝置安全運(yùn)行。

在整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)中，10kV供電系統(tǒng)中有重要的地位，它的安全有效運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，合理地進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的配置，在10kV供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行中具有重要的意義。找出影響10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運(yùn)行的主要因素，并體出其有效的解決措施，是保障10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運(yùn)行的有效手段。

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