10kV高压供电系统过流继电保护的智能化改造

韩强 刘广田 张积英 李建辉 曾波

摘要：现有10kV高压供电系统，其供电线路为两路电源，采用分段连接的方式，即使一路产生问题，供电活动仍旧不会中断。虽然原有的继电保护系统能够在线路中发挥保护作用，但是系统更新后，使用了更多新设备，原本的继电保护难以满足新的要求，为了稳定安全地运行线路，需要实施智能化改造。本文对原有继电保护系统以及智能化改造要点展开研究。

关键词：高压供电系统;继电保护;智能化改造

引言

高压供电系统可以满足现代供电的使用需求，进行稳定供电，采用两路电源，实现分段联络与自动倒换。如果其中一路外电出现停电的情况，剩余一路可以在最短的时间内发挥出供电作用，使现场的设备避免出现断电的情况，始终保持正常运行。本文结合10kV高压供电系统的实际情况，对其应用的过流继电保护装置进行智能改造。

1继电保护设备的主要作用

高压过流继电保护设备是当前电路系统中的重要装置，如果出现变电故障，其可以锁定故障位置，并识别故障程度，进行预设反应动作，发送预警信息，保护变电系统，减少电力事故，保障实现安全用电。继电保护装置具备检测功能，维护人员可结合检测数据，确定故障处理方法，在较短的时间内消除故障，恢复电力系统的正常运行状态，减少变电问题，因此必须有效运用继电保护设备，结合使用条件，有效安装。

2原有过流继电保护装置的基本情况

现有10kV高压供电系统，包括二次控制回路与一次回路，二次回路主要用于保护与控制电路。线路中应用电流互感器与过流继电器，其他设备包括辅助型元器件、防跳继电器、时间继电器与中间继电器。继电器借助反时限过流功能实现过流保护目标，故障电流越大，设备需要的动作时间越小。系统中应用复合式继电器，构成简单，内部含有电磁式与感应式两种元件。如果交流电流从线圈中通过，铁芯部件没有遮蔽以及有效遮蔽的部位会随之产生磁通，磁通还存在一定的相位差。磁通处于圆盘中，进行感应时产生涡流，形成相互作用，生成转矩，动作电流值处于20%到40%之间时，圆盘出现旋转的动作。蜗杆和扇齿没能完全咬合，继电器不会出现新动作。

如果线圈内部的电流逐步增加，达到整定电流，弹簧形成的反作用力矩小于电磁力矩，框架形成转动动作，蜗杆与扇齿有效咬合，扇齿升高。扇齿顶杆对于继电器产生推动作用，磁铁右侧气隙随之缩减，另一侧则加大，导磁铁吸合动铁，继电器产生触点动作。出现整定电流值时，电流的平方值与元件形成动作时限之间产生反比关系。加大电流后，导磁体形成饱和状态，动作时限值逐渐停止变动。线圈电流继续增加，达到电流倍数，电磁元件受到影响出现瞬时动作，继电器就此形成有限反延时的功能。

这一继电保护装置既有优势也有劣势，不需要安装过多的继电器，仅使用电流继电器即可，不需运用其他的信号继电器、中间继电器、时间继电器与其他的电流继电器，不需要投入过多的成本，也没有过多的接线需求，整体构造较为简单，能够满足速断电流保护需求，在交流操作中有较好的使用效果。然而该装置存在的缺点也极为明显，整定动作时间的操作过程很复杂，同时还会出现大误差，如果线路产生短路的情况，电流过小，动作时间随之被延长，灵敏性与速动性也比较差，因此需要接受智能化改造。

3实施智能改造方案

3.1选择设备

为了消除该继电保护系统中的隐患因素，需实施智能化改造，选择测控仪作为线路的构成部分，其在被使用时，能够展现出极强的速动性与灵敏性，其设置方式也比较简单，能够满足应用要求，改造中使用的设备均为小型设备，无论是前期安装还是后续使用都极为便捷。设备采取后插拔式，单元机箱经过加强，具有较高抗震能力，抗干扰性强，可以直接将设备安装到现场的开关柜上;采用新型处理器，不会形成过大的功耗，内部系统极为先进，容量大，可安全储存信息，支持逻辑运算与数据处理，保持较高的运行效率，稳定安全;操作系统具有实时性，能够同时完成多项任务，编程方式具有模块化的特点;可形成极高的测量精准度;在故障处理环节中，能够保存大量故障信息与设备运行信息，进而支持电力事故分析与优化运行的工作;拥有多个指示灯，可发送丰富的信号，屏幕为液晶屏，显示清晰，报文简单，操作不复杂，提供友好的人机互动接口;电磁兼容性能良好，因此能够在多种不同的条件下使用，包括潮湿、低温以及电磁场较强的环境。

3.2实施改造

进行智能改造时，并不需要对线路进行大量调整，确定改造对象为反时限型继电器，使用测控仪替换该设备，实现保护电路的应用目标，运用反时限特性是，可对控制字进行调整，极端反时限为2，非常反时限为1，一般反时限为0。控制过流动作所需的时间，具体范围为0-100s。如果处于0到2s的时间范围内，延时误差可低于40ms，保护动作的精度不超过±2.5%，形成良好的改装效果。

进行继电保护改造，需要注重提升网络化、智能化与计算机化，当前的继电器需要满足更多的应用要求，通过改造使其能够更高效精准地处理数据，扩展存储空间。改造电流回路，需要对现有电流进行分析，确定是否存在独立回路，做好短接准备工作，测试设备时可用钳表，确定电流实现分流后，可继续另一侧的改造工作，对二次回路进行改造后，应进行有效调试，确保达到改造目标，继电保护装置也可顺利运行。可结合继电保护设备应用需求，继续提升其智能化水平，使继电保护系统在高压供电线路中保持更强的可靠性与灵活性。

3结论

选择与使用继电保护装置时，需要结合高压供电系统的实际情况，及时更新装置，以此保障继电保护设备的正常运行，有效判断故障，为故障处理提供数据支持。進行智能改造后，充分发挥出测控仪在保护配电线路以及电源系统中的作用，设备没有出现拒动与误动的情况，一旦出现故障情况，系统能够自动从已有信息中确定故障出现原因，减少故障存在的时间，使整个系统快速恢复正常运转状态。

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