探讨10kv继电保护

探讨10kv继电保护

张军

国网河南省电力公司许昌供电公司河南省许昌市461000

摘要：配电网是电力系统中不可缺少的重要组成部分，是连接电网与用户的纽带，直接影响用户供电可靠性，因此配电网的安全稳定运行有着至关重要的作用。配电网运行环境复杂，为了提高配电网运行的可靠性，配置了大量的继电保护装置，继电保护装置能够在发生事故时及时发出报警或自动切除故障，保障电网安全稳定运行。

关键词：10kv；继电保护

1继电保护的基本原理

1.1电力系统故障的特点

电力系统故障有很多种，但最常见也最有害的应该属于不同类型的短路事故。一旦出现短路被禁用，将生产三大特点，电流会急剧增加，电压急剧下降，电压和电流之间的相角会改变。

1.2继电保护的类型

在电力系统的基础上，上面的数量变化，使用正常运行和故障时各物理量的差异可以构成不同的原理和类型的继电保护装置。如：反映当前的变化在当前保护，有定时限过电流保护、反时限过电流保护，电流瞬时故障保护，过载保护和零序电流保护等；反映电压的电压变化保护、过电压保护、低电压保护；反映当前的变化和相角之间的电压和电流的变化的方向过电流保护；反映了电压和电流的比例，也就是说，反映出短路阻抗点保护安装处的距离保护；反映了不同的输入电流和输出电流差动保护，它分为横向微分和纵差动保护；用于反映频率的变化系统频率保护；致力于反映变压器的内部故障（即气体保护），分为轻气体和重气体保护；致力于反映变压器的温度温度保护等等。

此外，一般10kv系统可以安装在线路到位当前保护；竖立在配电变压器的高压侧电流保护、温度保护（油浸式变压器根据其能力大小还应考虑安装气体保护），必须在高压母线分段区域。

210kV系统的继电保护

2.1继电保护装置的设置要求

按照10kV供电系统的设计规范要求，在10kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置：

(1)线路应配置的继电保护

线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s-0.7s，并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护，重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。

(2)配电变压器应配置的继电保护

1)当配电变压器容量小于400kVA时：一般采用高压熔断器保护；

2)当配电变压器容量为400-630kVA，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护；

3)当配电变压器容量为及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于时，还应装设电流速断保护对于油浸式配电变压器还应装设气体保护另外尚应装设温度保护。

(3)分段母线应配置的继电保护

对于不并列运行的分段母线，应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除另外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时，其瞬动部分应解除对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。

2.2继电保护

(1)主保护和后备保护

10V供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护，必要时可增设辅助保护。

当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时，其中有一套动作比较快，而另一套动作比较慢，动作比较快的就称为主保护而动作比较慢的就称为后备保护。即为满足系统稳定和设备的要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护，就称为主保护当主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，就称为后备保护。

后备保护包括近后备和远后备，当主保护或断路器拒动时，由相临设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护，就叫近后备保护。

(2)辅助保护

为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护，称为辅助保护。

另外，10kV系统中一般可在进线处装设电流保护在配电变压器的高压侧装设电流保护、温度保护(油浸变压器根据其容量大小尚应考虑装设气体保护)；高压母线分段处应根据具体情况装设电流保护等。

3提高继电保护可靠性措施

3.1影响继电保护的因素

3.1.1励磁涌流的影响

励磁涌流存在于10kV供电系统线路中，继电保护送配电线路的主要保护方式就是电流的速断保护，即以最大能通过的电流来设定电流的限值。如果灵敏度大于1.2，那么动作电流的取值将相对较小，尤其是当线路很长，其中的配电变压器较多时，动作的电流将变得更小，这将导致10kV的变电所出现开关合上，动作保护跳闸的现象发生。励磁涌流将在投空的变压器或者是待其外部的故障切除之后，在电压恢复过程中励磁电流急剧增大，铁芯中的磁流通量的峰值将是变压器额定电流的数倍，给继电保护装置带来不利影响。

3.1.2电流互感器过饱和的影响

随着供电系统规模不断变大，系统的总电流也将变大，甚至还伴随着出现短路现象。由于电流互感器通常处于饱和工作的状态，短路电流基本上不能够感应到二次侧电流值的，这将造成电流保护装置的拒动。

3.1.3开关的保护设备选择不合适

近几年来，供电系统大多开始采用开关站给变压器和用户供电系统进行供电，即继电保护系统的供电。而在没有采用自动化开关的站内也主要采用了负荷开关、负荷开关+熔断器的组合电器作为开关保护设备。通常而言需要在开关站的进线柜中采用负荷开关，以进行分合操作及切断负荷电流等，不需要设置继电保护。如果在开关站母线一旦出现故障，开关站将越级跳闸，导致停电面积扩大。

3.1.4继电保护的定值配合不当造成跳闸大多数的10kV供电系统都采用微机保护装置，对动作时间都进行了整定:通常速断为0s、过流为0.5s；而出线保护的动作时间整定:速断为0s、过流为0.05s。在对速断保护时间进行设定时，速断设为0s，电流时间设为0.5s。当配电系统中存在着较大的负荷电流，且阻抗较小时，一旦系统内部发生故障，继电保护装置的动作保护将不够及时，这将导致越级跳闸的后果。在通常的配电系统中一般都采用常规的继电保护方式，由于继电保护的定值的配合不恰当，同时继电保护系统中可能存在一定的误差，这将导致故障出现在出线侧时，极易导致系统的进线保护出现速断。

3.2可靠性措施

3.2.1防止涌流过大而引起的松动

利用涌流的相关特点，适当的延长电流的速断保护时间，这样就能有效的防止励磁涌流带来的若干误操作，不需要对继电保护装置进行改造也会起到相应的保护作用。

3.2.2避免电流互感器的饱和

1)考虑线路出现短路时各个电流互感器之间存在的饱和问题。

2)减小电流互感器的电阻载荷，增加保护电流互感器，这可通过减小电流互感器的电缆长度并加大电缆的截面面积来实现。

3)遵守电流互感器的基本保护原则。尤其是系统中有高压电机负载时，根据其电流的倍数增加，若超过设定的数值就能将之定为故障电流。

3.2.3对开关的保护设备进行改进

在整个供电系统中，若配电所级别以上的部分出现故障，可以通过变电所的10kV出线来进行动作保护。一般而言，当配电变压器没有超过1250kVA时，配电所内部变压器的出线柜所采用的开关+熔断器组合需要和用电器保持一致，这样能有效的起到继电保护作用。配电所母线的故障大多数是由开关站的出线柜来进行保护与切除的，同时，对继电保护装置进行定期检修。

4结语

随着我国经济水平的提高，无论是家庭用电还是工业用电都需要更多更稳定安全的电能，所以继电器保护措施要更加被重视并加强，同时也要对其进行更深入的研究探索从而来更好的发展我国的电力事业。

参考文献：

[1]陈国清.提高10kV供电系统继电保护可靠性的方法[J].云南电力技术，2011

[2]王健.关于提高10kV供电系统继电保护可靠性分析[J].科技风，2011