10kV供电系统继电保护的安全运行和分析

王彩丽　张琦　赵丽

[摘要]在整个电力系统中，10kV供电系统发挥着重要的作用。10kV供电系统能否安全可靠的运行直接关系到整个电力系统是否能够安全有效的运行以及企业用电是否畅通。为确保10kV供电系统的安全运行，关键在于继电保护装置的正确设置。本文在分析了10kV供电系统中，对于继电保护装置的要求以及影响10kV供电系统继电保护安全运行的因素的基础上，提出了提高10kV供电系统继电保护的安全运行的措施。

[关键词]10kV供电系统；继电保护；安全运行

[中图分类号]TM774 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0374-01

我国的继电保护技术随着电力系统的发展而不断更新，特别是在10kV供电系统中，为满足其继电保护的需求，大量电子技术、通信技术以及反时限过电流保护等继电保护技术与装置投入到10kV供电系统的继电保护中，为其安全运行提供了重要的保障。尽管如此，由于故障响应不灵敏、保护动作不灵活等一系列因素都影响着10kV供电系统的安全运行，因此，加强对10kV供电系统继电保护的安全运行的探索意义重大。

一、10kV供电系统对于继电保护装置的要求

10kV供电系统若要安全运行，其继电保护装置在选择时必须要满足四个要求。一是继电保护装置要具有灵敏性。也就是说当线路或者供电设备在被保护的范围内若发生金属性短路故障时，继电保护装置需要具备必要的灵敏系数。二是继电保护装置要有选择性。即当故障发生时，首先要由线路或者设备本身进行保护切除故障，从而使没有发生故障的部分能够继续安全运行，达到减少停电面积的目的。继电保护装置只有在断路器拒动、线路或故障设备本身拒动时才能够由断路器失灵保护、相线路保护或者设备保护进行故障切除。三是继电保护装置需要具有速动性。具备速动性能够使继电保护装置在最短时间内切除短路故障，最大程度的缩小故障的波及范围，降低线路或者故障设备的损坏程度，从而使备用设备、备用电源以及自动重合闸的自动投入效果得到提高，供电系统的安全稳定性得以加强。四是继电保护装置要具有安全可靠性。也就是继电保护装置在其整定计算、设计原理以及安装调试等各方面都必须准确无误。构成继电保护装置的所有元件的质量都需要达到标准，同时需要及时进行保护设备的检修维护，从而确保继电保护装置具有安全可靠的性能。

二、影响10kV供电系统继电保护安全运行的因素

（一）继电保护的定值配合不当导致跳闸

在多数的10kV供电系统中，主要采用的继电保护装置是微机保护装置，该装置整定了动作时间，通常情况下，过流为0.5s，速断则为0s。其中，速断保护的电流时间设定为0.5s，速断则设定为0s；出线保护动作过流整定为0.05s，速断0s。当10kV供电系统中有较大的负荷电流存在并且抗阻比较小时，若系统内部突然出现故障，继电保护装置就不能够及时地进行动作保护，从而造成越级跳闸的问题。此外，由于继电保护系统中有误差存在且定值配合不当，容易造成在出线侧出现故障时，10kV供电系统的进线保护发生速断，严重影响着10kV供电系统的安全运行。

（二）励磁涌流对10kV供电系统继电保护安全运行的影响

在10kV供电系统的线路中，有励磁涌流存在。在电流限值时以最大能通过的电流进行设定（电流的速断保护），它是继电保护供电系统送配电线路中最为主要的保护方式。当送配电线路很长且配电变压器的数量大时，若灵敏度的取值超过1.2，则动作电流的值就会相对偏小，动作电流的取值就会变得更小，从而造成10kV变电站的开关合上，也会造成动作保护时跳闸的问题。励磁涌流在电压的恢复过程中不断增大，继电保护装置铁芯中的磁流通量则会是变压器额定电流量的好几倍，从而影响继电保护装置的安全运行。

（三）继电保护装置开关的保护设备的选择不恰当的影响

近年来，随着我国电力系统的发展，10kV供电系统多数开始运用开关站给用户的供电系统以及变压器供电，这种形式的供电则被称为继电保护系统的供电。在一些未采用自动开关站供电的站内，主要采用的是熔断器+负荷开关组合电器，或者负荷开关电器作为继电保护装置的开关保护设备。在一股情况下，开关站内部的进线柜中，就没有必要设置继电保护，而是直接运用负荷开关来切断负荷电流以及分合操作等。一旦开关站中母线发生故障，就非常容易导致开关站的越级跳闸的问题出现，从而使停电的范围不断扩大，影响着10kV供电系统的安全运行。

（四）电流互感器出现过于饱和的工作状态的影响

随着10kV供电系统的规模不断扩大，供电系统的总电流也将会随之增大，严重者还可能造成短路的问题。大多数情况下，电流互感器都是在过于饱和的工作状态下运行的，此时短路电流大体上都感应不到二次侧电流值，在这种情况下，电流保护装置就会拒动，从而影响了10kV供电系统继电保护的安全运行。

三、提高10kV供电系统继电保护的安全运行的措施

（一）避免励磁涌流太大而引起的机电保护装置的松动

结合励磁涌流的相关特点，例如铁芯的饱和程度与励磁涌流的衰减常数关系紧密，铁芯的饱和程度越深且电抗越小，那么励磁涌流的衰减就会越快；短路电流的衰减速度通常要比涌流的衰减速度快，如果变压器的容量越大，那么涌流衰减的时间就会持续越长；励磁涌流的数值最大时可以是额定电流的数倍。因此，可以适当地延长电流的速断保护的时间，对于避免励磁涌流带来的许多错误操作，在没有对继电保护装置进行相应改造的情况下也能够起到保护的作用，从而保证10kV供电系统继电保护的安全运行。

（二）改进出线柜的开关保护设备

在10kV供电系统中，如果是在配电所以上的级别部分发生了故障，这时就可采用变电所10kV路线的出现进行动作保护。通常情况下，如果配电变压器的容量在1250kVA的范围以内，那么10kV供电系统配电所内部的出线柜中，熔断器+出线柜采用的开关组合必须要与用电器一致，10kV供电系统中配电所母线发生的故障通常是由开关站的出线柜进行切除与保护操作，这样在10kVL供电系统中才能起到有效的继电保护的作用。此外，还要定期将强队机电保护装置的检修工作，保障机电保护装置能够正常运行，从而使10kV供电系统继电保护安全运行。

（三）防止电流互感器的饱和，保证电流保护装置正常运行

防止电流互感器的饱和可通过加大电缆面积以及减小电缆长度的方式，使电流互感器的电阻载荷减小，增加电流互感器的保护；此外还要考虑当线路出现短路的状况时，各个电流互感器之间的饱和状态；当10kV供电系统中存在高压电机负载的情况下，要按照电流的倍数增加保护电流互感器，从而，保证电流保护装置安全运行。

在整个供电网络中，10kV供电系统中有重要的地位，它的安全有效运行关系到整个供电网络的稳定运行。因此，合理地进行继电保护装置的配置，在10kV供电系统的安全运行中具有重要的意义。找出影响10kV供电系统继电保护安全运行的主要因素，并体出其有效的解决措施，是保障10kV供电系统继电保护安全运行的有效手段。

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