繼電保護(hù)在供電系統(tǒng)中的重要位置及現(xiàn)狀配置

鐘崇俊 鄭飛揚(yáng)

（重慶市電力公司綦南供電局，重慶 401420）

繼電保護(hù)在供電系統(tǒng)中的重要位置及現(xiàn)狀配置

鐘崇俊 鄭飛揚(yáng)

（重慶市電力公司綦南供電局，重慶 401420）

經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展使得我國電力供應(yīng)的形勢更為嚴(yán)峻，電力系統(tǒng)的安全與可靠尤為重要。電力系統(tǒng)的安全和可靠在很大程度上取決于電力設(shè)施，特別是繼電保護(hù)和安全自動裝置的安全和可靠。所以，必須加強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)監(jiān)督，實(shí)行全過程管理，不斷提高對繼電保護(hù)人員及裝置運(yùn)行的管理水平。

電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；配置

引言

繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它對保證系統(tǒng)安全運(yùn)行起著非常重要的作用；繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或處于異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)能夠迅速、正確地做出反應(yīng)，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮了異常重要的作用。

1 常用電流保護(hù)

1.1 反時(shí)限過流保護(hù)

反時(shí)限過流保護(hù)：繼電保護(hù)的動作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動作時(shí)間越短；短路電流越小，動作時(shí)間越長，這種保護(hù)就是反時(shí)限過流保護(hù)。

1.2 定時(shí)限過電流保護(hù)

定時(shí)限過流保護(hù)：繼電保護(hù)的動作時(shí)間與短路電流的大小無關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就是定時(shí)限過電流保護(hù)。

1.3 電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是一種無時(shí)限或略帶時(shí)限動作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時(shí)間，防止事故擴(kuò)大。電流速斷保護(hù)又分為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)兩種。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與過流保護(hù)的區(qū)別在于，它的動作電流值不是躲過最大負(fù)荷電流，而是必須大于保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大短路電流。即按躲過被保護(hù)線路末端可能產(chǎn)生的三相最大短路電流來接定。從而使速斷保護(hù)范圍被限制在被保護(hù)線路的內(nèi)部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時(shí)跳閘。

1.4 單相接地保護(hù)

單相接地保護(hù)又稱零序電流保護(hù)，它利用單相接地所產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)裝置動作，給予信號。當(dāng)單相接地危機(jī)人身和設(shè)備安全時(shí)，則動作于跳閘，單相接地保護(hù)必須通過零序電流互感器將一次電路發(fā)生接地時(shí)所產(chǎn)生的零序電流反映到其二次側(cè)的電流繼電器中去。假設(shè)A相發(fā)生了接地，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，3個(gè)線電壓不變。這時(shí)對負(fù)荷的供電沒有影響。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運(yùn)行2h，而不必切斷電路。這也是采用中性點(diǎn)不接地的主要優(yōu)點(diǎn)。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗(yàn)，有發(fā)展為兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地的可能，應(yīng)及時(shí)出信號，通知值班人員進(jìn)行處理。

2 繼電保護(hù)中的重要位置及現(xiàn)狀配置

2.1 1OkV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等五個(gè)環(huán)節(jié)組成的。在電力系統(tǒng)中。各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。由于10kV系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又由于一次系統(tǒng)比較簡單、更為直觀，在考慮和設(shè)置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護(hù)裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保10kV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

2.2 lOkV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù)

按照工廠企業(yè)lOkV供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在10kV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置：

lOkV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)。lOkV線路一般均應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5S～0.7S，并沒有保護(hù)配合上的要求時(shí)，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)；最重要的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。

1O kV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)：(1)當(dāng)配電變壓器容量小于400kVA時(shí)，一般采用高壓熔斷器保護(hù)； (2)當(dāng)配電變壓器容量為400～630kVA，高壓側(cè)采用斷路器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.5S時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)； (3)當(dāng)配電變壓器容量為800kVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.5S時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對于油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；另外尚應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。

10k V分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)。對于不并列運(yùn)行的分段母線，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除；對于負(fù)荷等級較低的配電所可不裝設(shè)保護(hù)。

2.3 1OkV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀

目前，一般企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中均為lOkV系統(tǒng)。除早期建設(shè)的lOkV系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定時(shí)限過電流保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)外，近些年來飛速操作的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。很多重要企業(yè)為雙路10kV電源、高壓母線分段但不聯(lián)絡(luò)或雖能聯(lián)絡(luò)但不能自動投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應(yīng)的靈敏性、保護(hù)動作的選擇性、切除故障的快速性以及運(yùn)行方式的靈活性、運(yùn)行人員的熟練性上都存在著一些亟待解決的問題。

3 對10kV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的綜合評價(jià)

3.1 定時(shí)限過電流保護(hù)與反時(shí)限過電流保護(hù)的配置10kV系統(tǒng)中的上、下級保護(hù)之問的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當(dāng)，則會造成保護(hù)的非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護(hù)的選擇性配合主要包括上、下級保護(hù)之間的電流和時(shí)限的配合兩個(gè)方面。

因此整定反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)，所指的時(shí)間都是在某一電流值下的動作時(shí)間。還有感應(yīng)型繼電器慣性較大，存在一定的誤差，它的特性不盡相同，新、舊型的特性也不相同。所以，在實(shí)際運(yùn)行整定時(shí)，就不能單憑特性曲線作為整定的依據(jù)，還應(yīng)該作必要的實(shí)測與調(diào)試，比較費(fèi)力、費(fèi)事。因此，反時(shí)限過流保護(hù)時(shí)限特性的整定和配合就比定時(shí)限過電流保護(hù)裝置復(fù)雜得多。

3.2 1O kV系統(tǒng)中高壓設(shè)備的配置

lOkV系統(tǒng)中高壓開關(guān)柜的配置主要有兩大類：即固定式高壓開關(guān)柜和手車式高壓開關(guān)柜。關(guān)于固定式高壓開關(guān)柜是我國解放初期自蘇聯(lián)引進(jìn)的老產(chǎn)品，柜型高大、有足夠的安全距離、但防護(hù)等級低、元器件陳舊、防電擊水平較低；而手車式高壓開關(guān)柜是近年來引進(jìn)國外技術(shù)，消化吸收研制的換代產(chǎn)品，體積縮小、防護(hù)等級大大提高、元器件的選用比較先進(jìn)、防電擊水平較高。其主要特點(diǎn)可歸納為：它有四室(-Y-車室、電纜室、母線室和繼電儀表室)、七車(斷路器手車、隔離手車、接地手車、所用變壓器手車、電壓互感器手車、電壓互感器和避雷器手車、避雷器和電容器手車)、三個(gè)位置(工作位置、試驗(yàn)位置和拖出柜外檢修位置)和兩個(gè)鎖定(工作位置的鎖定和試驗(yàn)位置的鎖定)。它用高壓一次隔離觸頭替代了高壓隔離開關(guān)、用接地開關(guān)替代了臨時(shí)接地線等。對于系統(tǒng)的運(yùn)行安全提供了很好的條件。

3.3 關(guān)于1OkV一相接地保護(hù)方式的探討

10k V中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時(shí)，按照傳統(tǒng)方式是采用三相五鐵心柱狀晶的JSJw一10型電壓互感器作為絕緣監(jiān)視。但是，當(dāng)我們先用了手車式高壓開關(guān)柜后，再繼續(xù)安裝JsJw—lO已經(jīng)比較困難，又由于lOkV系統(tǒng)中一次方案有了變化、原有的絕緣監(jiān)視方案又存在著缺陷，因此較為可取的辦法是采用零序電流保護(hù)裝置。

結(jié)束語

繼電保護(hù)裝置在過負(fù)荷時(shí)動作，一般只發(fā)出報(bào)警信號，引起運(yùn)行值班人員注意，以便及時(shí)處理，只有過負(fù)荷危及人身或設(shè)備安全時(shí)才動作與跳閘；而在發(fā)生短路故障時(shí)，則要求有選擇性的動作于跳閘，將故障部分切除，保證了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，避免過負(fù)荷和短路引起的過電流對系統(tǒng)的影響，因此在供電系統(tǒng)中需裝有不同類型的繼電保護(hù)。

[1]鄧興華.基于遠(yuǎn)動系統(tǒng)的繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng).重慶大學(xué)，2004-04-25.0195.

[2]柳煥章，段獻(xiàn)忠，李銀紅，劉天斌，楊鋼.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的探討.電力系統(tǒng)自動化，2002-04-15.

[3]許明.繼電保護(hù)數(shù)字仿真建模方法與系統(tǒng)開發(fā).山東大學(xué)，2009-10-28.

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