10kV配电系统综合继电保护的实现

文/柏勇

在电力系统当中所谓的综合继电保护指的就是通过灵活运用各种自动化元件，用以在配电系统出现运行异常或是故障问题时，可以自动隔离设备故障，对高压开关柜乃至整个配电系统起到有效保护的作用，避免影响其正常、稳定运行。因此探究10kV配电系统综合保护，对于提高系统运行的稳定性与安全性均具有十分重要的现实意义。

1 10kV配电系统的继电保护现存问题

1.1 系统电流互感器过度饱和

伴随着我国电网系统建设规模的持续扩大，近些年在我国各地区的10kV配电系统中，电流短路故障频发。而一旦配电站出口位置处出现短路故障，则极有可能产生巨大瞬时短路电流，进而对配电系统高压开关柜中的电流互感器造成较大冲击影响，使得原本缺乏较高灵敏度的电流速断保护器无法正常动作，为配电系统提供相应的保护作用。一般情况下，如果10kV配电系统中存在稳态短路电流，则电流互感器变比误差受此影响，容易随着短路电流的持续增大而越来越大，进而导致二次侧电流无法对故障电流进行真实的反映，最终影响定时限电流速断保护装置发挥自身应有效用。

1.2 缺乏无时限电流速断保护

在现阶段10kV配电系统的综合继电保护当中，电流速断保护是其中一项至关重要的保护措施，要求在电路最大负载运行的基础上，确保可靠系数至少为1.2。如果输电线路相对较长，则需要适当减小动作电流值，以此有效完成高精准的配电系统综合继电保护工作。但由于部分工作人员在落实10kV配电系统综合继电保护工作时，特别是在整定电流的过程中并未考虑无时限电流速断保护，导致无时限电流速断保护值远低于励磁涌流初始值，从而使得变电所经常容易出现检修10kV输出线时，配线系统并无异常现象，而一旦合上开关便容易出现保护动作跳闸等一系列问题，直接影响10kV配电系统的正常运行。

1.3 配电系统定值间配合不足

眼下在我国10kV配电系统中一般使用基于微机技术的电流电压保护，通常将过留时间级差与速断时间分别设定为0.3s到0.5s以及0s，将电流电压保护的速断保护出口时间设定为40s。但在部分10kV母线设置较多的变电所中，对于短距离输配电，输电电缆较短时，导线电阻相对较小，此时会产生较大负载电流。一旦开闭所内出现故障问题，因缺乏速断保护时间阶梯设置，因此极易导致综合继电保护器缺乏有效时限配合。其在切除故障的过程中，容易产生越级跳闸的情况，严重时甚至会导致区域内大范围停电。

2 10kV配电系统综合继电保护策略分析

2.1 科学设置电流电压互感器

为有效解决10kV配电系统继电保护中存在的现实问题，尽可能降低配电系统出现故障或停电的可能性，本文认为在10kV配电系统综合继电保护中，首先需要工作人员立足配电系统的实际情况，严格依照相关规定要求，合理选用电流与电压互感器。通常，10kV配电系统所选择使用的电流互感器变比需至少为300/5。在高压供电系统运行过程中，电流与电压互感器可有效帮助工作人员动态测量系统的电压与电流值，而在10kV配电系统综合继电保护中，工作人员还可以将互感器用作继电保护与信号装置电源，以此有效隔离高压电路与继电保护装置，确保电流与电压互感器具有良好的独立性，防止出现彼此相互干扰而影响配电系统正常运行的情况。在解决电流互感器过饱和问题时，工作人员一方面需要结合实际尽量避免使用过长的二次侧电缆线，另一方面也可以积极运用先进的、集保护功能与测控功能于一身智能电流互感器，从而获得理想的保护效果。

2.2 运用高压断路器隔离开关

本文认为，在10kV配电系统综合继电保护过程中，工作人员同样需要视情况合理选择使用高压断路器与高压隔离开关。其中前者作为10kV配电系统内的重要电气设备之一，自带安全可靠的灭弧装置，可有效将正常负荷电流接通或切断的同时，对一定时间短路电流下的配电系统起到保护作用，及时将故障电流切断。而后者主要用于对高压电源进行隔离，为工作人员检修10kV配电系统提供安全保障，同时其也可以通断一定小电流。但因其内部并未装有灭弧装置，因此无法达到将短路电流切断的效果，故而需要在配电系统中搭配高压断路器使用。同时考虑到配电系统综合继电保护比较容易受到励磁涌流影响而出现误动情况，因此本文认为工作人员需要在高度重视无时限限流速断保护的同时，将0.1s至0.5s延时时限加入到无时限电流速断保护加速回路当中，最大程度避免出现保护装置误动作的情况。

2.3 运用高压熔断器负荷开关

此外，在10kV配电系统综合继电保护当中还需要灵活运用高压熔断器与高压负荷开关。其中高压熔断器作为一种重要的保护电器，在配电系统中可当其出现短路、过负荷时进行自动熔断从而将电路断开，保护整体配电系统不受短路等故障影响，继续实现正常运行。高压负荷开关则可以对正常负荷或超负荷电流进行通断操作，有效隔离高压电源，但由于其内部设置的灭弧装置相对简单，因此需要配合高压熔断器使用才能彻底将短路电流进行中自动切断。在条件允许的情况下，变电所中还可以通过引入PLC远程监控系统，将其与10kV配电系统综合继电保护装置进行相互连接[3]，一方面在有效帮助工作人员实时监控配电系统及其综合继电保护装置运行情况，另一方面也使得工作人员可以及时发现配电系统中存在的故障问题并对其进行有效排除。

3 结束语

综上所述，针对当前在10kV配电系统继电保护当中经常存在的电流互感器过于饱和、定值缺乏有效配合以及欠缺对无时限电流速断保护等问题。需要相关工作人员充分结合10kV配电系统的实际情况，在严格遵循国家相关标准要求下，合理使用包括电流与电压互感器、高压断路器与熔断器等在内的各种性能强大的综合继电保护装置，并加强对配电系统运行的全过程严密监控，从而有效落实10kV配电系统的综合继电保护工作，确保系统得以长时间实现安稳运行。