淺論10kV供電系統的繼電保護

郭亮

摘要：10kv供電系統是電力系統的組成部分，而10kv供電系統的核心是繼電保護，通過合理設置繼電保護裝置可實現對一次系統的監測和控制保護，一般可設置瞬時過電流保護、帶時限的電流速斷保護、定時限電流速斷保護、三段式過電流保護以及瓦斯氣體保護和溫度保護等。本文將在分析10kv供電系統及繼電保護常見故障的基礎上，結合繼電保護原理和類型，談談如何在10kv系統中合理配置繼電保護裝置，并開展有效的繼電保護裝置檢修維護工作。

關鍵詞：10kv供電系統;繼電保護

1 10kv電力系統概述

電力系統中包含大量的電力設備、繼電保護裝置和計量測量儀器以及各種通訊設備和控制設備，其中10kv電力系統為中壓電力系統網絡，也是應用最為廣泛的電力系統。10kv電力系統的建設在全國范圍延伸，該線路建設面積大、線路長，長期處于戶外條件下，很容易出現故障問題。一旦出現故障便會影響線路的正常運行，帶來嚴重的經濟損失，甚至會危害人們的生命財產安全。在對供電質量和可靠性要求越來越高的情況下，供電網絡越來越復雜，對于電力線路的控制需要依靠自動化的手段，通過自動化數據采集和監控及時反饋異常情況，及時定位故障位置并采取自我修復措施，這樣才能提高供電的可靠性和供電質量。

2 10kv電力系統繼電保護常見故障分析

2.1 不運行或不復位

機電保護期不能正常工作，最直接的表現是繼電器不運行或不復位，這樣機電系統便無法正常運轉，對應的保護功能也無法執行。所以，在檢修時應檢查電壓，檢查繼電器有無對應電壓，同時查看電壓值和額定值是否一致，電壓是否存在波動。之后再次檢查繼電器的接觸，如果接觸不良也可能會產生繼電保護故障。當繼電器出現不復位問題時需要檢查輸入電壓是否斷開，此外還要對繼電器本身質量進行檢測。

2.2 線圈故障

線圈故障包括席安全供電不足、線圈極性接反、線圈供電錯誤或線圈發熱等。當供電電壓較低時可能會引起供電不足問題，在超聲波清洗或向線圈施加電壓時則容易出現線圈斷線的問題。而一旦線圈的極性接反，將引起接點不動作問題，如果是在供電電源連接時交直流線圈電源接反則可能會導致線圈被燒毀等嚴重事故。此外，線圈在長時間的工作狀態下也可能會出現發熱現象，這時容易損壞線圈的絕緣性，從而導致繼電器無法運轉。

2.3 連接故障

在繼電器出現接點接觸不良或粘連時可能會引起連接方面的故障。比如在繼電器接點連接負荷的容量超出節點額定容量太多時，便可能會引起接點粘連。又比如沒有及時清理繼電器接點表面雜物，導致表面有腐蝕發生，或者因為機械性的原因，都可能會引起繼電器接點接觸不良的問題。

3 10kv供電系統的繼電保護措施

3.1 繼電保護類型

根據電力系統中物理量的變化可構成不同原理和類型的繼電保護裝置，包括反映電流變化的電流保護，反映電壓變化的電壓保護和既反映電流變化、又反映電壓和電流之間相位角變化的方向過電流保護，還有反應電壓和電流間比值、反應輸入電流和輸出電流之間差動保護、反映系統中頻率變化的周波保護;反應變壓器內部故障的瓦斯氣體保護等。此外，在10kv供電系統中可在進線處設置電流保護，在配電變壓器高壓側設置電流保護和溫度保護，在高壓母線分段位置可結合實際情況設置電流保護。

3.2 應配置的繼電保護

根據10kv供電系統設計要求，可在10kv供電線路、配電變壓器以及分段母線上設置保護裝置。首先在10kv供電線路上設置繼電保護，要求過電流保護實現在0.5-0.7s范圍內，否則不能設置電流速斷保護;在變配電引出的線路上設置瞬時電流速斷保護，而當瞬時電流速斷保護無法滿足選擇性動作時可設置略帶時限的電流速斷保護裝置。在10kv配電變壓器上設置的繼電保護，要求根據不同配電變壓器的容量采用不同的電流保護措施或其他繼電保護措施。在10kv分段母線上，對于不并列運行的分段母線可設置電流速斷保護，在斷路器合閘瞬間投入，在合閘后自動解除;同時可設置過電流保護，對于負荷等級較低的配電所可不設置保護裝置。

3.3 繼電保護措施應用

第一，應用過載零線防火措施。10kv供電系統容易出現三相不平衡問題，為避免此事負載零線電流過大而引起發熱，導致短路或因絕緣層被破壞而出現失火問題，需要在進戶處設置過載零線防火裝置。第二，采用三段式過電流保護裝置。瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，不能全面保護電力線路。為切實保障電力線路，可將瞬時電流速斷保護或略帶時限的電流速斷保護與定時限過電流保護結合起來構成三段式電流保護。第三，設置配電線路上的短路保護。配電線路上發生短路故障是常見現象，考慮到短路故障給配電線路帶來的損害，可通過低壓斷路器作為短路保護裝置，同時在短路發生時，在短路電流對導體、連接體產生熱作用或機械作用之前就及時切斷短路電流，可有效避免電氣線路絕緣軟化的問題。

4 做好10kv供電系統繼電保護裝置的檢修維護工作

4.1 制定合理的檢修計劃，控制檢修效率

開展電力系統設備繼電保護檢修前，必須先根據實際情況做好整體規劃，明確檢修的內容、具體方法和檢修周期等，這樣更有利于有效落實檢修技術。然后開展試點工作，檢驗所制定的檢修方案是否滿足實際要求，是否滿足檢修的實際需要。開展分布試點以后可結合試點結果分配相應的技術人員，然后再有計劃地開展繼電保護檢修工作。在電力系統繼電保護運行過程中應將檢修規劃和檢修試點相結合，這樣可提高檢修方案的可靠性，保證檢修工作有效執行。

4.2 采用合理的檢修工藝

在開展繼電保護裝置狀態檢修時，首先要做好對裝置的狀態評估。也就是對繼電保護裝置的運行狀態進行分析評估，然后在明確裝置初始設備狀態和性能的基礎上判斷該裝置是否出現安全故障問題，是否需要安排相應的檢修工作。狀態評估也屬于技術范疇，通過評估可以為制定科學合理的檢修方案提供準確的數據參考，降低檢修誤差。在狀態評估時主要工作內容是對繼電保護裝置有關的資料信息進行整合分析，避免狀態檢修的隨意和盲目性，這樣才能獲得真實的繼電保護裝置運行狀態信息，為狀態檢修策略的制定提供有效依據。第二，做好信息規劃。這是為了消除狀態信息誤差，保證繼電保護裝置相關信息的準確。所以在實際工作中應根據繼電保護裝置的資料信息，對信息進行分類，然后根據不同信息的特點實現信息共享，使工作人員能及時獲得有用的信息，從而可降低狀態檢修工作的難度。針對二次設備的狀態檢修，采取的狀態檢修技術能保證二次設備的性能穩定，保證設備運行準確，提高二次設備使用質量。在實際操作中首先要監測二次設備的應用，保證設備處于穩定狀態。然后采用相應的狀態檢修技術，結合二次設備特點分別進行狀態檢修，避免影響二次設備系統中其他裝置。最后采用離線控制方式實現對狀態檢修技術的應用和控制，實現對狀態運行狀況的動態監控，可全面掌握二次設備在運行時的狀態情況。此外，在繼電保護檢修中，最為重要但是做好保護接地，具體內容包括兩個層面。首先要求接地的屏障等裝置設備必須在屏內銅排上連接，同時對銅排的接地可靠性進行檢驗。其次應該檢查電流電壓回路是否安全接地，因為這些問題對電力系統繼電保護的穩定性會產生重要影響，所以必須要做好保護接地工作。

5 結語

綜上所述，作為供電網絡重要的組成部分，10kv供電系統的安全穩定直接影響到整個供電網絡的安全穩定，而繼電保護裝置的作用是為了保證10kv供電系統的正常運行。隨著供電系統制度的不斷完善，應更加重視繼電保護的應用，同時做好對繼電保護裝置的檢修維護，使其發揮應有的價值。

參考文獻：

[1]李善善.10kV電力線路運行維護與檢修的探討[J].中國戰略新興產業，2017（48）：224.

[2]任歡.發電企業繼電保護點檢定修與高級分析系統的研發[D].華北電力大學，2014.

[3]鄧偉.電力系統繼電保護裝置的狀態檢修技術分析[J].中國科技信息，2014，（11）.