10kV继电保护装置的运行维护管理

（莒县宏德电力）

10kV继电保护装置的运行维护管理

刘 刚 周光全 王欣书

（莒县宏德电力）

目前来说，10kV供电系统是我国供电系统当中非常重要的组成部分，跟我国的工业生产和人们的日常生活有着紧密的联系，要想使我国的供电质量得到提升就必须保证10kV供电系统继电保护运行的稳定性，从而使得整个电力系统的供电、变电、输电和用电都可以正常的运行。

10kV；继电保护；运行装置；维护管理

0 引言

10kV继电保护装置是电力系统非常重要的组成部分，对于整个电力系统的安全稳定运行有着决定性的作用。作为一种自动装置，可以快速地发现电力设备中的故障。若是发生短路等情况则会使系统中出现危险的大电流，进而使得局部的电压下降，这时继电保护装置就会通过继电器使短路的部分与整个系统进行短暂的隔离，从而减少停电的范围，保证其他地区的正常供电。另外，继电保护装置还可以在系统出现超负荷、低频率以及电压过高时发出信号，再由工作人员进行故障的排除，这样就能够对供电系统起到一个保护作用。

1 继电保护装置的基本原理

1.1 电力系统故障的特点

电力系统在进行供电、变电、输电、配电和用电的过程中难免会出现一些系统运行上的故障。由于供电系统非常复杂，因此电力系统的故障类型也非常多，但是最常见的故障就是各种不同类型的短路事故。电力系统在运行的过程中一旦发生短路现象，就会使得供电系统的电流急剧增大，电压迅速减小，并且电压和电流之间的相位角也会发生一定的变化，这些就是电力系统故障的主要特点。

1.2 继电保护装置的几种类型

对于电力系统中可能会发生的一些故障，会利用一些继电保护装置来进行供电系统的维护。但是对于不同物理量所引起的运行故障的保护装置也是有差异的，这就形成了不同原理和不同类型的继电保护装置。主要有以下几种类型。

1）反应电流变化的电流保护装置：这些装置主要有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等。主要的原理就是通过供电系统中电流的变化情况来判断系统的运行情况，在供电系统的电流出现故障时可以及时地对整个的供电系统进行保护。

2）反应电压变化的电压保护装置：这种形式的继电保护装置主要有过电压保护和低电压保护。其主要的原理就是通过供电系统中电压的变化来进行系统故障的分析，在发现问题时及时地保护供电系统。

3）既反映电流的变化又反应电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护：这些都是利用继电保护装置中对于供电系统在运行过程中的电流、电压以及相位角的变化判定系统的故障，从而实施正确的保护措施。

2 10kV继电保护装置的基本性能要求

2.1 保护装置的选择性

10kV系统在供电运行过程中，如果有部分供电线路发生了故障，这时继电保护装置应当有选择性地自动、迅速得将发生故障的部分线路进行切断，从而保障非故障区域的线路能够正常的运行，这就是继电保护装置的选择性。但是当发生故障的设备或者线路本身的保护出现了拒动时，这时就会允许利用相邻的设备来进行系统线路的保护。

2.2 继电保护装置的灵敏性

继电保护装置的灵敏性主要是指在供电系统发生故障时，继电保护装置对于供电系统中发生异常工作状况的发现能力和反应能力。只要是在继电保护装置的工作范围内，无论故障的性质是怎样的都不能产生拒绝行为。但是如果是在工作范围外，则又不能产生错误的指令。保护装置的灵敏度越高，对于供电系统中轻微故障的反应能力就越强。

2.3 继电保护装置的可靠性

保护装置的可靠性主要是指其设计原理的准确、整合计算以及安装调试的正确性。同时还要求继电保护装置的各个组件的质量安全可靠，程序的运行维护要科学合理，并且要尽可能地简化相应的程序。通常来说，继电保护装置能够正确地识别供电系统故障发生的区域并及时地进行线路的保护，使得系统故障不会扩大，最大限度地减小故障发生所造成的损失。

2.4 继电保护装置的速动性

继电保护装置的速动性主要是指在供电系统运行过程中发生故障时尽快切除短路故障的反应能力。尽量的缩短继电保护装置切除故障的时间就可以减少系统发生故障时的短路电流对整个供电系统的损坏；并且还可以帮助供电系统尽快的恢复电压，从而提高系统运行的稳定性，提高自动化设备的使用效果，最大限度地减小故障波及的范围。这样才能够保证10kV系统在使用过程中的安全稳定。

3 10kV继电保护装置的运行维护

3.1 反时限过流保护

反时限过流保护主要是指，在10kV供电系统运行过程中若发生故障，则继电保护装置会根据线路中的电流反应进行保护。发生短路的电流越大，相应的动作时间就越短，反之，则动作的时间就越长。反时限过流保护是由感应型继电器组成的，其本身是启动原件和时间原件的结合体，并且触点的容量非常大，可以不使用中间继电器而进行直接的跳闸行为。另外，这种反时限过流保护装置还带有机械掉牌信号装置，可以实现更加简便的保护接线。但是在使用时应当注意，继电器在其常闭触点断开时一般为先失电返回，这就使得其触点不能够闭合，所以跳闸线圈就不能正常地通电跳闸。反时限过流保护的特征曲线如图1所示。

3.2 定时限过流保护

图1 反时限过流保护特征曲线

定时限过流保护是和时间有着密切关系的一种继电保护措施，即在规定的时间内进行固定的保护。时间是靠时间继电器进行调整的，在一定范围内有连续可调性，所以对于10kV供电系统中不接地的系统来说，其采用的方式主要是尽量使得被保护的线路躲避电流负荷，只有出现的电流较大时才会采取一定的保护措施。所以，在使用定时限过流保护时要注意两点：首先，发动机在正常的启动运行的状态下时，线路中会有正常的电流通过，这时继电保护装置是不对其产生任何动作的；其次，在供电系统运行过程中发生了故障从而产生了异常电流时，继电保护装置应当及时地发生保护动作并进行故障排除。在实际运行当中，距离电源越近所用的反应时限就越长，因此就需要与速断电流保护同时应用，从而达到技术上的互相弥补。

3.3 电流速断保护

在10kV供电系统运行时，如果线路中出现短路等现象就会影响整个电路的运行，严重时还会使得供电系统的电网被烧毁.因此就需要电流速断保护装置在系统发生故障时迅速的切断电路，从而减小事故的损失，维护供电系统的正常运行。一般来说，电流速断保护又可以细分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种，前者在进行供电系统的保护时其动作电流必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流，主要是按照被保护线路的末端产生的电流来进行整合规定的.这就保证了速断的范围被限制在被保护线路的内部值中，最大程度的保证电路的安全运行。但是这种方式在整定值的选择上有着很大的局限性，所以在使用时要尽量和其他的保护方式同时进行，不要单独使用。

3.4 三段式过流保护装置

在10kV供电线路中，由于上述所说的瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以在实际的保护操作中一般只会将其作为一种辅助的保护形式.为了对线路进行更加有效可靠的保护，经常会将瞬时电流速度按保护和定时限过流保护进行相应的结合，从而形成两段式的电流保护形式。第一段电流保护会在其线路允许的情况下用电路的瞬时电流速断切除变压器高压侧的故障，这也就表明了其保护的范围可以是线路的全长甚至延伸到变压器的高压侧，这也是整个线路的主保护。第二段采用的是定时限过流保护，也称为后备保护，其范围就是线路以及变压器的全部。在实际的应用中通常还会采用三段式的电流保护，就是将略带时限的电流速断设置为第二段的主保护，瞬时电流速断和定时限过流保护分别作为第一段和第三段来进行辅助保护。这种保护方式可以在相邻的线路保护拒动时启动后备保护，从而使得供电线路的运行更加安全，其主要的原理图如下图2所示：

图2 三段式电流保护归总原理图

4 结束语

本文主要是针对10kV继电保护装置的运行维护管理进行相应的分析和研究。在电力系统发展越来越快的大背景下，人们在日常生活和工业生产中对供电系统的可靠性和稳定性都有了更高的要求，同时电力企业为了增强自身的市场竞争力也在不断地完善电力系统的各项性能，所以当前的继电保护装置在性能方面有了极大地提升。但是我们还是要对10kV电力系统继电保护装置的原理和作用进行更加深入的分析，掌握10kV线路对于继电保护装置的要求，从而能够更好地进行控制和管理，提高配电线路的供电安全性和运行质量，保证整个供电系统的安全稳定运行。

[1] 钟伟.继电保护在 10kV 线路中的应用探讨 [J] .中小企业管理与科技,2014(5) : 200.

[2] 吴少强. 10kV 配电线路继电保护的对策与发展 [J] .黑龙江科技信息 , 2012(4) : 43.

[3] 李胜华. 分析10kV 配电线路继电保护的对策及发展[J].科技创业家, 2012(21):126.

[4] 李建军. 110kV 继电保护状态检修与故障诊断技术研究[J].青年科学，2010（1）.

2016-11-01）