繼電保護(hù)在10kV線路中的應(yīng)用探討

摘要：電力規(guī)程規(guī)定：任何電力設(shè)備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。所有運(yùn)行設(shè)備都必須有兩套交、直流輸入和輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。該文對繼電保護(hù)在10kV線路中的應(yīng)用存在的問題加以探討，并提出相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 10kV 線路 應(yīng)用探討

中圖分類號：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0114-01

1.繼電保護(hù)概述

1.1定義

研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害。

1.2基本原理

繼電保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障或是區(qū)外故障的故障狀態(tài)的功能，要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化將呈現(xiàn)電流增大、電壓降低、電流與電壓之間的相位角改變、測量阻抗發(fā)生變化的主要特征

1.3裝置要求和分類

（1）技術(shù)要求。繼電保護(hù)裝置是根據(jù)繼電原理的要求，繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。

（2）組裝。一般情況而言，整套繼電保護(hù)裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成。

（3）分類。繼電保護(hù)包括電流保護(hù)：（按照保護(hù)的整定原則，保護(hù)范圍及原理特點(diǎn)可分為過電流保護(hù)

電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過電流保護(hù)、反時(shí)限過電流保護(hù)、無時(shí)限電流速斷）、電壓保護(hù)：（按照系統(tǒng)電壓發(fā)生異常或故障時(shí)的變化而動(dòng)作的繼電保護(hù)可分為過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)和零序電壓保護(hù)）瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)（可分為橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)）、高頻保護(hù)、距離保護(hù)、平衡保護(hù)、負(fù)序及零序保護(hù)、方向保護(hù)

1.4作用

（1）使被保護(hù)設(shè)備快速脫離發(fā)生足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全運(yùn)行的故障電網(wǎng)；（2）便于快速處理，使非正常運(yùn)行及某些設(shè)備的非正常狀態(tài)能及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號的電網(wǎng)恢復(fù)正常（3）實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化和工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。（4）基于微型計(jì)算機(jī)的繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用有利于現(xiàn)代化特大型高產(chǎn)、高效礦井的建設(shè)。

2.應(yīng)用中需要注意的問題

2.1線路中勵(lì)磁涌流造成在變電所增容后無法正常投入

在設(shè)定電變壓器時(shí)它們是掛在電線上的，在電閘的閉合等階段由于強(qiáng)大的電流等原因使得出現(xiàn)復(fù)雜的電磁狀態(tài)，當(dāng)電力出現(xiàn)系統(tǒng)阻抗小時(shí)就會(huì)出現(xiàn)較大的涌流，時(shí)間常數(shù)也較大。二段式電流保護(hù)中的電流速斷保護(hù)由于要兼顧靈敏度，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別在長線路或系統(tǒng)阻抗大時(shí)更明顯。勵(lì)磁涌流值可能會(huì)大于裝置整定值，使保護(hù)誤動(dòng)。這種情況在線路變壓器個(gè)數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時(shí)并不突出，因此容易被忽視，但當(dāng)線路變壓器個(gè)數(shù)及容量增大后，就可能出現(xiàn)變壓器所特有的勵(lì)磁涌流。

一般情況下在主變主保護(hù)中就利用勵(lì)磁涌流含有大量的二次諧波的特性，來防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，但在10kV線路保護(hù)中必須對保護(hù)裝置進(jìn)行改造，會(huì)大大增加裝置的復(fù)雜性，缺少實(shí)用性。實(shí)踐中利用勵(lì)磁涌流磁涌流最大可達(dá)其額定電流的6～8倍，但一般經(jīng)過3～5個(gè)周波后已衰減至很小的另一特征在10kV線路電流速斷保護(hù)及加速回路中加入了0.15-0.2s的時(shí)限，就近幾年運(yùn)行來看，運(yùn)行安全，并能很好的避免由于線路中勵(lì)磁涌流造成保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

2.2所用變保護(hù)中涉及的TA飽和問題

所用變作為繼電保護(hù)中重要的原件，它是一種具有特殊性的原件，因此它的安裝以及使用都比較特殊，它一般安裝在10kV的線路上，因此它的短路造成的電流危害是相當(dāng)?shù)拇罂蛇_(dá)十幾kA，低壓側(cè)出口短路電流也較大，可以達(dá)到TA一次額定電流的幾百倍，系統(tǒng)中原有一些能正常運(yùn)行的變比小的TA就可能飽和；另一方面，短路故障是一個(gè)暫態(tài)過程，短路電流中含大量非周期分量，又進(jìn)一步加速TA飽和。在10kV線路短路時(shí)，由于TA飽和，感應(yīng)到二次側(cè)的電流會(huì)很小或接近于零，使保護(hù)裝置拒動(dòng)，故障要由母聯(lián)斷路器或主變后備保護(hù)來切除，不但延長了故障時(shí)間，使故障范圍擴(kuò)大，影響供電可靠性，這將對所用變直至整個(gè)10kV系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成很大的威脅。

2.3避免TA飽和的措施有

1）在使用TA時(shí)，要考慮實(shí)際的使用情況，由于現(xiàn)代人們用電出現(xiàn)急速的增長等原因我們在選擇使用TA時(shí)要選擇較大的，避免TA出現(xiàn)飽和的狀態(tài)。2）嚴(yán)格區(qū)分不同用途的TA，對于不同的TA我們要采取不同的設(shè)定位置，尤其是高壓的保護(hù)措施與計(jì)量措施的TA要安置在合適的位置，避免安置在一處所造成的電路電流過大等危險(xiǎn)。3）對于TA的定植時(shí)要采用整定的方式，電流速斷保護(hù)可按所用變低壓出口短路進(jìn)行整定，過負(fù)荷保護(hù)按所用變?nèi)萘空ā?/p>

2.410kV線路多條線路故障越級引起35kV主變跳閘問題

在計(jì)算繼電整體的計(jì)算時(shí)我們一般不計(jì)算多條線路問題的，但是在這情況在農(nóng)村的電力系統(tǒng)中是要考慮的，因?yàn)檗r(nóng)村的特殊地形等原因使得農(nóng)村的線路架接大部分是在樹林、竹區(qū)等地，這樣就會(huì)造成線路發(fā)生多起事故的原因較多，因此多條線路同時(shí)故障引起35kV主變越級跳閘的事故并不少見。在這種情況下我們要加強(qiáng)考慮多條線路所引起的故障的保電措施。實(shí)踐中可采用將電流保護(hù)措施定于0s的反應(yīng)，保證線路故障在短時(shí)間內(nèi)從電路系統(tǒng)中切除。對此需要我們在技術(shù)上完善繼電保護(hù)的技術(shù)程序設(shè)定，保證電流的合理科學(xué)設(shè)定。

2.510kV線路保護(hù)時(shí)限級差配合問題

10kV線路在各種電力系統(tǒng)中往往處于最末端，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。在實(shí)際核算保護(hù)配合問題或在方式安排上只考慮了正常方式的保護(hù)配合問題，而忽略了特殊方式下的保護(hù)配合問題，或者只考慮了相鄰兩級相同元件的保護(hù)配合問題，而忽視了相鄰兩級在任何運(yùn)行方式下的真正配合，以致造成了保護(hù)的越級跳閘，而農(nóng)村電網(wǎng)因串級級數(shù)多，按常規(guī)后備保護(hù)時(shí)間逐級配合，在線路末端出現(xiàn)0s保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，使用戶保護(hù)無法配合。

3.結(jié)語

經(jīng)濟(jì)快速增長，帶動(dòng)社會(huì)對于電力需求的快速增長，尤其是在農(nóng)村地區(qū)由于人們生活、工業(yè)等的電力需求的增長，使得我們要加強(qiáng)對于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)，同時(shí)我們也要積極地研究科技含量高，系統(tǒng)性安全的繼電保護(hù)設(shè)備，以此保護(hù)我國的電力事業(yè)發(fā)展。