低压配网中继电保护的探讨

摘 要：在电力系统中，电气线路把各种电气设备紧密的联系在一起。通常，电气故障的发生一般是因为它的运行环境复杂、覆盖范围大或者因为人工操作失误，这些故障时不可避免的。因此，在低压配网中，要仔细烤炉上下级之间的继电保护的配合条件。当发生非选择性动作的时候，一般是因为选配不当，这会出现断路器发生越级跳闸的情况。

因为生产低压配网继电保护的自动装置的厂家很多，还有许多不同型号的自动装置，所以，验收过程中要依照规范严格进行，通过对继电保护自动装置的电源可靠性、性能及二次回路检查来保证配电网络安全可靠的运行。

关键词：低压配网；保护拒动；继电保护；定值整定

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0054-02

1 线路中励磁涌流问题

1.1 线路中励磁涌流对继电保护装置的设置

（1）励磁涌流属于变压器特有的（如图1）。变压器空投的时候，其中的磁通无法突变，这样会使非周期分量磁通出现，从而导致其中的铁芯饱和，而励磁电流则会快速变大。励磁涌流的最大值能够高达其6～8倍的额定电流，同时这也和它的容量有着密切关系，当变压器的容量越大时，励磁涌流的倍数就越小。非周期分量存在于励磁涌流中，它是照一定的时间系数来衰减，其时间常数一般受变压器容量的影响，它们的关系是容量大，时间常数越大，涌流所存在的时间也越长。

（2）线路中安装着许多配电变压器，当在这些线路投入的时候，该配电变压器应该挂在线路上，在合闸的时候，由变压器产生的励磁涌流反复反射、叠加在线路上，由此出现一个电磁暂态的复杂过程，当阻抗比较小的时候，涌流可能会比较大，而时间常数也会比较大。

在二段式的电流保护中，因为要同时考虑灵敏度，就要开启电流速断保护，通常动作电流值会比较小，这个现象在阻抗大或者长线路上会尤其明显。如果装置的整定值小于励磁涌流的值，那么就会启动保护误动。当阻抗大、变压器容量小、数量少的时候这种情况并不会很突出，因此很容易忽视，但是只要容量增大或者个数增多的时候就会被发现。

1.2 防止涌流引起的误动的方法

具有许多二次谐波是励磁涌流的一个很明显的特征，利用这个特征，主变主保护利用这个来阻止因为励磁涌流而引起的误动作，若想把这个使用在10kV的线路保护时，需要改造保护装置，装置的复杂性会大大增加，它的实用性也会因此而降低。励磁涌流会随时间的延长而逐渐减少，开始的时候涌流很大，经过一段时间以后，会衰减为零，电流流过保护装置的被称为线路负荷电流，根据这个特征，把短时间延时加入到电流速断保护中，可以避免因为励磁涌流而产生的误动作，这个方法的优点在于可以不对保护装置进行改造或者只是简单改造，即使这样会增大发生故障的几率，对故障时间来说也会增加，但是对于一些类似10kV的系统来说，他们对于稳定运行的影响会比较小，所以可以适用。为了能够可靠的避开励磁涌流，也需要把延时加入到保护装置内的加速回路中去。根据多组数据的分析，一般可以在10kV的线路中加入0.15～0.2s的时限，这些数据表明，这种运行方式比较安全，同时还能较好的避开因励磁涌流而产生的误动作。

2 TA饱和问题

2.1 TA饱和与保护的关系

10kV线路的出口处，短路电流比较小，尤其是位于农网内的变电所，因为它们离电源很远，所以它们的阻抗比较大。在同一条线路中，短路电流的大小会因为系统的运行方式和规模的不同而有差异。若系统的规模扩大，则短路电流也会变大，有时会达到几百倍的TA额定电流，线路中原有的一些能够正常使用的装置可能会达到饱和；若发生短路故障，这个故障是暂态过程，其中的短路电流内有许多非周期分量，这又促进了TA的饱和。当线路发生短路的时候，因为TA已经饱和，这会使被第二次感应到的电流变得很小或者趋近于零，引发保护装置的拒动，该故障需要用主变后备保护同母联断路器来切断，这会使故障时间被延长，扩大故障发生的范围，降低供电的可靠性，然后威胁设备的可靠运行。

2.2 避免TA饱和的办法

（1）TA饱和的意义就是TA铁芯内的磁通发生饱和，且磁通密度正比于感应电势，所以，当TA的二次负载的阻抗比较大的时候，电流相同的情况下，感应电势就会增大，又或者在负载阻抗相同的情况下，二次电流就会增大，它的感应电势就会增大，在这两种情况下，铁芯内的磁通密度就会增大，当它增大到某一数值的时候，TA就达到饱和。在TA过度饱和的时候，一次电流全部转化成励磁电流，而二次侧感应电流就会变成零，导致流经继电器的电流变成零，引发保护装置的拒动。

（2）在避免TA的饱和时有两个方法可以进行，一个是在对TA进行选择的时候，变比不可以选择得过小，必须要考虑在线路短路的时候TA能否饱和的问题，通常，10kV的线路保护变比尽量选择大于300/5。在另一个方法，对于TA的二次负载阻抗最好要减少一点，最好能够避开同计量和保护共同使用TA，对二次电缆的截面要加大同时还要缩短电缆长度；至于自动化变电所，10kV线路要尽量选择集测控保护于一身的产品，同时要于控制屏上安装，只有这样才能最大程地降低二次回路阻抗，阻止TA的饱和。

3 所用变保护

3.1 所用变保护存在的问题

（1）所用变是一类较为特殊的装备，它具有较高的可靠性，较小的容量，同时还有很特殊的安装位置，大多数情况下它都安装在10kV的母线上，短路电流基本和它的高压侧短路电流一样，甚至可以达到十多个千安，在低压侧出口的短路电流也会比较大。以前，大家一般不会对变保护的可靠性有较高的重视，但是这会对整个系统的运行安全产生较大的威胁。

（2）在以前的使用中，变保护多使用熔断器保护，虽然它的安全性和可靠性比较高，但是随着容量的增大和所要求的综合自动化，这种做法现在已经不能再满足使用要求。目前正在改造或者新建的变电所或者综合自动化所，大多数已经配置了变开关柜，这种保护装置和10kV的线路比较相似，但是人们经常会忽视具有保护作用的TA的饱和问题。因为所用变容量比较小，它的一次额定电流较小，但是为了保护计量所以会共用TA，为了保证它的准确性，在设计的时候会选择比较小的TA变比，甚至有些地方会使用10/5。但是如果按照上述做法，在所用变发生故障的时候，TA会过度饱和，二次回路电流接近为零，会让所用变的保护装置拒动。若高压侧发生故障，它的短路电流已经足够使主变后备保护或者母联保护动作而把故障断开；若故障发生在低压侧，它的短路电流可能不会达到主变后备保护或者母联保护启动所需要达到的数值，因此不能及时把故障切除，最终会使变电所的正常运行遭到破坏。

3.2 解决方法

想要把所用变保护拒动问题解决，就要配置合理的保护人手，通过对所用变在发生故障时的饱和问题的考虑来选择TA的型号，当然，用来保护的TA一定要和计量用的TA分开，高压侧上安装保护用的TA，来对所用变进行保护，低压侧上安装计量用的TA，来增大计量精度。定制整定上，根据所用变低压出口短路对电流速断保护进行整定，而过负荷保护需要根据所用变的容量来整定。

4 结束语

电力系统安全运行，服务于配电网，若配电网不能安全运行，定然会对正常的用户供电造成影响，目前配电网的设备都比较先进，利用有效的手段进行监测，使用合理的方法进行检查，用安全可靠的技术来支持，只有保证配电网的继电保护的自动装置具有良好的完好性，才能为正常输电提供良好的保证。

参考文献

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收稿日期：2018-3-21