10kV配電網(wǎng)的繼電保護(hù)措施分析

摘 要：繼電保護(hù)措施的合理應(yīng)用，可以提高配電網(wǎng)運行安全性和可靠性，可以在運行故障發(fā)生時及時采取措施處理，降低故障影響范圍，減少事故損失。對于10kV配電網(wǎng)來說，作為電力系統(tǒng)重要組成部分，其在運行過程中經(jīng)常會因為電磁力、機械力以及氧化老化等因素影響，出現(xiàn)短路、斷路、接地等故障，設(shè)備無法正常運行，影響電力系統(tǒng)的正常供電。因此需要提高對繼電保護(hù)設(shè)計的重視，基于常見故障來采取有效措施進(jìn)行優(yōu)化，文章對此進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；繼電保護(hù)；故障處理

現(xiàn)在生產(chǎn)生活水平的提高，對電力能源的需求更大，電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)供電故障，勢必會造成較大的損失，甚至還會出現(xiàn)安全事故。以提高電力系統(tǒng)運行可靠性為目的，對繼電保護(hù)措施進(jìn)行研究，爭取以科學(xué)合理的手段來進(jìn)行優(yōu)化，減少各類常見故障的發(fā)生，從根本上來提高系統(tǒng)運行安全性。10kV配電網(wǎng)為電力系統(tǒng)的重要部分，將其作為研究對象，根據(jù)其運行特點做好繼電保護(hù)研究，保證所選處理措施的有效性。

1 10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)措施應(yīng)用原則

1.1 選擇性原則

選擇性原則即在配電系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障后，可以及時將故障部分切除，避免對其他部分產(chǎn)生影響，最大程度上來多小影響范圍，將損失控制到最低，并維持配電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。對于10kV配電網(wǎng)來說，短路故障多選擇應(yīng)用主保護(hù)和后備保護(hù)兩種措施。且主保護(hù)可以迅速響應(yīng)，可以及時且有選擇的切除被保護(hù)設(shè)備或者短路故障，維持其他部分的正常運行；后備保護(hù)則在斷路器停止啟動后，將故障切除，所需時間更長[1]。

1.2 靈敏性原則

遵循靈敏性原則來選擇繼電保護(hù)措施，即要求可以在保護(hù)范圍內(nèi)，一旦出現(xiàn)運行故障，保護(hù)裝置可以及時響應(yīng)。根據(jù)10kV配電系統(tǒng)運行特點，合理選擇保護(hù)裝置，并進(jìn)行合理搭配，保證在運行故障出現(xiàn)時，可以敏銳感覺，并及時采取保護(hù)動作，控制故障影響范圍[2]。并且，提高繼電保護(hù)靈敏性，使得配電系統(tǒng)可以就任何輕微故障產(chǎn)生反應(yīng)，不僅提高系統(tǒng)運行可靠性，同時還可以降低后期電網(wǎng)維護(hù)難度。

1.3 可靠性原則

所謂可靠性原則，即在保護(hù)范圍內(nèi)配電系統(tǒng)出現(xiàn)任何異常，保護(hù)裝置均可以迅速采取措施進(jìn)行保護(hù)，減少誤動或拒動造成的問題。提高繼電保護(hù)可靠性，保證在10kV配電系統(tǒng)運行出現(xiàn)異常后，根據(jù)實際情況迅速動作，及時切除異常部位，避免對其他部分產(chǎn)生不良影響，對提高配電系統(tǒng)運行安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。

1.4 速動性

如果10kV配電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)異常運行情況，為避免造成大面積停電故障，而影響正常生產(chǎn)生活，就要求所設(shè)置的保護(hù)裝置可以及時響應(yīng)，具有良好的速動性，快速切除系統(tǒng)內(nèi)故障，降低用戶設(shè)備工作時間，避免造成元件的進(jìn)一步損壞。就實際情況來看，如果配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)內(nèi)保護(hù)裝置具有一定延遲作用，設(shè)計時必須要根據(jù)實際情況來采取措施，保證繼電保護(hù)速動性可以達(dá)到專業(yè)要求。

2 10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)常見故障

2.1 電流互感器過度飽和

為滿足實際生產(chǎn)生活用電需求，電力系統(tǒng)建立日益完善，10kV配電網(wǎng)作為重要部分，必須要做好繼電保護(hù)研究，減少運行故障的產(chǎn)生。但是就現(xiàn)狀來看，電流互感器過度飽和問題依然比較常見。系統(tǒng)規(guī)模不斷增大背景下，短路電流也不斷增大，如果變、配電所出現(xiàn)短路故障，短路電流甚至可以達(dá)到正常電流的幾百倍，甚至超過電流互感器額定電流[3]。對于穩(wěn)態(tài)短路問題，靈敏度低的電流速斷保護(hù)將會出現(xiàn)保護(hù)拒動情況，影響系統(tǒng)運行。因為電流互感器過度飽和，短路故障時，電流互感器無法有效感應(yīng)二次側(cè)電流，進(jìn)而定時限過流保護(hù)裝置拒動。假如配電所出線過流保護(hù)拒動，將會造成配電所進(jìn)線保護(hù)動作，必須要全停整個配電所。假如配電所出線短路故障，通過主變壓器或者母聯(lián)斷路器后備保護(hù)動作，便可將故障部分切除，避免故障進(jìn)一步擴大，降低運行故障影響。

2.2 勵磁電流引發(fā)誤動

電流速斷保護(hù)為10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)關(guān)鍵措施，即將電路最大負(fù)載運行作為依據(jù)，根據(jù)最大運行狀態(tài)下線路末端三相短路電流進(jìn)行整定。因為靈敏度要求在1.2以上，則動作電流一般均比較小，尤其是系統(tǒng)存在較大阻抗時更為明顯[4]。對于配電系統(tǒng)來說，往往會設(shè)置多臺變壓器，且線路較長，想要保證動作精確性，必須要保證動作電流校。正常情況下電流整定，不需要對投運時配電變壓器勵磁涌流對無視時限電流速斷保護(hù)影響進(jìn)行分析，這樣便會出現(xiàn)勵磁涌流初始值大于無時限電流速斷保護(hù)值，在變電所10kV出線檢修后恢復(fù)送電時，出現(xiàn)跳閘故障，影響供電系統(tǒng)的正常運行。

3 10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)優(yōu)化措施

3.1 避免電流互感器過度飽和

針對10kV配電線路短路時，線路保護(hù)電流互感器過度飽和問題，應(yīng)保證電流互感器變比稍微大一點，控制在300/5以上。且要避免保護(hù)與計量應(yīng)用同一個電流互感器，并根據(jù)實際情況縮短電流互感器二次側(cè)電纜長度，并加大二次側(cè)電纜界面。另外，還可以在控制屏上就地安裝保護(hù)側(cè)控合一裝置，降低電流互感器二次負(fù)載阻抗，解決電流互感器過度飽和問題，提高系統(tǒng)保護(hù)效果。

3.2 消除勵磁涌流誤動問題

勵磁涌流產(chǎn)生的誤動，是影響配電網(wǎng)繼電保護(hù)效果的主要問題，就以往經(jīng)驗來看，勵磁涌流大小受時間因素影響，初始階段涌流峰值比較大，進(jìn)過7～10個工頻周波后，基本上就可以對小型變壓器涌流忽略不計，產(chǎn)生的影響十分小。針對此類特點，在設(shè)計時可以調(diào)整配電系統(tǒng)電流速斷保護(hù)時間，延長保護(hù)裝置中加速回路時間，避免勵磁涌流造成的誤動作，保證配電網(wǎng)可以可靠運行。

3.3 繼電保護(hù)方式合理選擇

3.3.1 定時限過電流保護(hù)

將電磁式信號繼電器作為信號元件，以及電磁式中間繼電器作為出口元件，和電磁式時間繼電器作為中間繼電器幾部分形成一個定時限過電流保護(hù)體系，這樣短路電流大小不會受繼電保護(hù)動作時間影響，完全根據(jù)時間繼電器整定確定，并且在一定條件下可以對時間繼電器進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。此種保護(hù)方式根據(jù)選擇動作時間來獲得選擇性，在實際應(yīng)用中具有較高的靈敏性與速動性。

3.3.2 反時限過電流保護(hù)

此種保護(hù)動作時間受短路電流大小影響，即電路電流越大動作時間越短，相反則短路電流越小動作時間越長。在實際應(yīng)用中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高，調(diào)試難度大，且靈敏性和準(zhǔn)確性要遠(yuǎn)低于定時限過電流保護(hù)，因此一般被設(shè)置在用戶端進(jìn)線開關(guān)部位。

4 結(jié)束語

繼電保護(hù)合理設(shè)計和有效運行，是提高10kV配電網(wǎng)可靠運行的重要保障，因此在設(shè)計時需要根據(jù)實際情況來選擇科學(xué)合理的保護(hù)方法，并采取措施來減少常見故障的發(fā)生，保證供電穩(wěn)定性，滿足生產(chǎn)生活需求。

參考文獻(xiàn)

[1]陳銀艷.10kV配電網(wǎng)的繼電保護(hù)措施分析[J].科技與創(chuàng)新，2016（20）：132+136.

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[3]孫志.10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)探析[J].機電信息，2012（36）：24-25.

[4]王育武.淺析10kV配電網(wǎng)的繼電保護(hù)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2011，3：92-94.

作者簡介：周娟（1984-），女，江蘇蘇州人，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng)。