10kv配網系統的繼電保護策略

鐘寶華（廣東電網梅州興寧供電局，廣東梅州 514000）

10kv配網系統的繼電保護策略

鐘寶華
（廣東電網梅州興寧供電局，廣東梅州 514000）

城區10kV配電網由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不能完全避免的。在電力系統中的任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響，為了確保10kV配電網的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置并進行復雜的整定計算。

電力系統 10kV供電系統 繼電保護裝置

由于10kV配網系統覆蓋的區域比較大、因各種特殊因素及運行環境復雜等，故障時有發生。一旦發生事故，對電力系統的運行會產生重大影響。為了確保配網系統的正常運行，必須正確地制定繼電保護策略。

1　10kV配網幾種常用保護策略

1.1反時限過電流保護

反時限過電流保護雖然外部接線比較簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器及集成電路構成的繼電保護裝置。這種保護方式目前主要應用于一般用戶端的進線開關處保護，不推薦使用在變電站10kV出線開關處。

1.2定時限過電流保護

在10kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。

1.3瞬時電流速斷保護

瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。它一般用在單電源輻射線上，動作電流整定最基本的方法是按躲過本線路末端母線故障的最大故障電流整定，以保證相鄰下一級出線或變壓器故障時，不至越級動作。又因無時限，所以稱為瞬時電流速斷保護。

2　10kV配電網繼電保護的問題處理策略

2.1配網中的勵磁涌流

2.1.1配網中勵磁涌流對繼電保護的影響

10kV配網裝有大量配電變壓器，配網投入時，這些配電變壓器是掛在線路上的，在合閘瞬間，各變壓器所產生勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射，產生了一個復雜電磁暫態過程，系統阻抗較小時，會出現較大涌流，時間常數也較大。二段式電流保護中電流速斷保護要兼顧靈敏度，動作電流值往往取較小，特別長線路或系統阻抗大時更明顯。一般的10kV配網主保護是采用三段式電流保護，即瞬時電流速斷保護、限時電流速斷保護和過電流保護，瞬時電流速斷保護由于要兼顧保護的靈敏度，動作電流值往往取得較小，特別在長先烈或系統阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值，使保護誤動。

2.1.2勵磁涌流現象的策略

勵磁涌流有一明顯特征，就是它含有大量二次諧波，主變主保護中就利用這個特性，來防止勵磁涌流引起保護誤動作，但用10kV配網保護，必須對保護裝置進行改造，會大大增加裝置復雜性，實用性很差。勵磁涌流另一特征就是它大小隨時間而衰減，一開始涌流很大，一段時間后涌流衰減為零，流過保護裝置電流為線路負荷電流，利用涌流這個特點，電流速斷保護加入一短時間延時，就可止勵磁涌流引起誤動作，這種方法最大優點是不用改造保護裝置（或只作簡單改造），會增加故障時間，但如10kV這些對系統穩定運行影響較小的可以適用。保證可靠的避開勵磁涌流，保護裝置中加速回路同樣要加入延時。

2.2配網中的電流互感器飽和

2.2.1配網中的電流互感器飽和問題對繼電保護的影響

10kV配網出口處短路電流一般都較小，特別是農網中變電所，它們往往遠離電源，系統阻抗較大。同一線路，出口處短路電流大小會系統規模及運行方式不同而不同。系統規模不斷擴大，10kV系統短路電流會變大，可以達到電流互感器一次額定電流的幾百倍，系統中原有一些能正常運行的電流互感器就可能飽和；另外，短路故障是一個暫態過程，短路電流中含大量的非周期分量，這又進一步加速了電流互感器的飽和現象。

2.2.2電流互感器飽和防控策略

電流互感器飽和其實就是電流互感器鐵芯中的磁通飽和，而磁通密度與感應電勢成正比，電流互感器二次負載阻抗越大，在同樣電流的情況下，二次回路感應電勢就越大。或在同樣負載阻抗下，二次電流越大，感應電勢就越大，這兩種情況都會使鐵芯中的磁通密度變大，磁通密度大到一定值時，電流互感器就會出現飽和現象。電流互感器嚴重飽和時，一次電流全部變成勵磁電流，二次側感應電流為零，流過電流繼電器的電流為零，保護裝置就會拒動。

2.3配網中所用變保護問題

2.3.1配網中所用變保護問題對繼電保護的影響

所用變是一比較特殊設備，容量較小但可靠性要求非常高，安裝位置也很特殊，一般就接10kV母線上，其高壓側短路電流等于系統短路電流，可達十幾千安，低壓側出口短路電流也較大。

現新建或改造的變電所，特別是綜合自動化所，大多配置所用變開關柜，保護配置也跟10kV配電線路相似，而人們往往忽視了保護用電流互感器的飽和問題。所用變容量小，一次額定電流很小，同時往往保護計量共用電流互感器，為確保計量準確性，設計時電流互感器變比會選則較小值。如果是高壓側故障，短路電流足以使母聯保護或主變后備保護動作而斷開故障，如果是低壓側故障，短路電流可能達不到母聯保護或主變后備保護啟動值，使故障無法及時切除，嚴重影響變電所安全運行。

2.3.2所用變保護問題的應對策略

解決所用變保護拒動問題，應從合理配置保護入手，其電流互感器的選擇要考慮所用變故障時的飽和問題，同時，計量用電流互感器一定要跟保護用電流互感器分開，保護用電流互感器要安裝高壓側，以保證對所用變保護，計量用電流互感器要安裝所用變低壓側，以提高計量精度。在定值整定方面，電流速斷保護可按所用變低壓出口短路進行整定，過負荷保護按所用變容量整定。

3　結語

在電網10kV配電系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。隨著電網規模的發展，為了確保10KV供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置，制定合理的保護策略。

［1］楊子龍.淺議繼電保護技術的發展現狀與前景［J］.中小企業管理與科技（上旬刊），2011（10）.

［2］艾恒.繼電保護裝置初析［J］.中小企業管理與科技（下旬刊），2011 （07）.