淺談6kV供配電系統(tǒng)的繼電保護

孫園園

摘要：文章介紹了在電廠及大型企業(yè)中最普遍常用的6kV供配電系統(tǒng)的繼電保護設置，對其運行的情況進行分析，判斷其是否滿足安全、穩(wěn)定、可靠的運行原則。6kV供配電系統(tǒng)的繼電保護設置的使用情況會直接關系到工廠企業(yè)用電的暢通性，所以技術人員需要對繼電保護設備進行定期的完善和優(yōu)化，使其可以達到正常運行的目標。

關鍵詞：6kV供配電系統(tǒng)；繼電保護；電流保護；速斷方式；電路檢修

中圖分類號：TM774?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0123-03

科學技術的發(fā)展使很多供電設施都實現了網絡化控制，大大提高了供電水平，但是只有對繼電設備系統(tǒng)進行及時的完善和維修，才能不斷提高設備的性能。6kV供配電系統(tǒng)的繼電保護工作要求技術人員要深入到系統(tǒng)的內部，對數據進行采集和分析，合理控制設備的電流和電壓，同時在檢測的過程中，技術人員必須要通過閉合開關的過程，避免設備出現漏電情況，造成人員的傷亡。

16kV供配電系統(tǒng)中各種運行工況下繼電保護的任務內容

在6kV供配電系統(tǒng)中，通常會裝設繼電保護裝置，使其可以及時反饋出系統(tǒng)存在的事故，排查故障出現的位置，進而來提高6kV供配電系統(tǒng)運行的可靠性?？梢姡^電保護裝置在6kV供配電系統(tǒng)運行中的重要作用，同時繼電保護裝置也可以使供電系統(tǒng)實現長期不間斷的供電效果，通過科學技術的進步，傳統(tǒng)的6kV供配電系統(tǒng)已經不能滿足社會發(fā)展的需要，還需要對設備進行進一步的優(yōu)化和處理，所以繼電保護裝置的使用，使技術人員可以更加全面地掌控系統(tǒng)運行效果，達到安全使用要求。

1.1系統(tǒng)運行的狀態(tài)

在6kV供配電系統(tǒng)運行狀態(tài)下，具有以下三個保護的任務：（1）6kV供配電系統(tǒng)的正常運行是指系統(tǒng)中各種設備在其額定狀態(tài)下進行工作，這樣系統(tǒng)可以正常分配電壓，進入穩(wěn)定的運行狀態(tài)，繼電保護裝置需要及時采集到各種信號、指示和儀表內容；（2）6kV供配電系統(tǒng)的故障是指某些設備或線路出現了危及其本身或系統(tǒng)的安全運行的事件，這種故障的出現很有可能影響到供配電系統(tǒng)的供電效果；（3）系統(tǒng)的異常運行是指系統(tǒng)的正常運行遭到了破壞，這種情況的出現，針對的是電路，并不會構成6kV供配電系統(tǒng)的故障。所以繼電保護裝置就應該根據系統(tǒng)的運行狀況，去探索最佳的保護措施，降低系統(tǒng)故障出現的幾率，同時可以通過保護使系統(tǒng)具有更好的性能，可以滿足長期使用的目標。

1.2繼電保護裝置的具體任務

通過上文的分析，明確了繼電保護裝置的重要作用，所以具體的保護任務需要根據供配電系統(tǒng)運行的情況去設置，在6kV供配電系統(tǒng)正常運行時，要求繼電保護裝置要能完整、有效地監(jiān)視6kV供配電系統(tǒng)各種設備的運行狀況，同時把檢測的數據信息反饋給值班人員，使值班人員掌握到可靠運行的數據內容。在6kV供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能自動、迅速、有選擇性地切除故障部分，排除故障部分對整個電路運行的影響，保證非故障部分繼續(xù)運行。當6kV供配電系統(tǒng)出現異常運行工況時，繼電保護裝置要及時、準確地發(fā)出信號或警報，使技術人員或者值班人員可以掌握到異常情況，并采取合理的措施進行處理。

26kV供配電系統(tǒng)中應設置的繼電保護裝置

2.16kV線路應配置的繼電保護裝置

6kV線路繼電保護裝置可以起到過流保護的作用，繼電保護裝置可以調節(jié)過流保護的時限，使其可以達到0.7s以上，這樣才能提高繼電保護裝置的效果，只有滿足這種時限的要求，才能實現保護配合的功能。在過流保護中，可以根據工廠和企業(yè)的實際用電情況，去選擇是否裝設電流速斷保護裝置，如果不裝設電流速斷保護裝置，就要裝設瞬時電流速斷保護。但是在實際保護的過程中，也會出現瞬時電流速斷保護設備不能滿足選擇性動作的情況，這時就需要裝設略帶時限的電流速斷保護。

2.26kV配電變壓器應配置的繼電保護裝置

在6kV配電變壓器應配置中，當配電變壓器容量小于400kVA時，裝置會采用高壓熔斷器的保護措施，電路中的電壓也會加大，繼電保護裝置會采用過流保護措施，當過流保護時限大于0.5s時，技術人員需要結合具體的用電情況，設置電流速斷保護。這種保護的措施，可以滿足不同生產用電規(guī)模的保護任務，也可以提高系統(tǒng)的供電效果，最大程度地保障了企業(yè)的正常運行。當配電變壓器容量為700kVA及以上時，繼電保護裝置也應該裝設過流保護，時限大于0.5s時，裝設電流速斷保護，這樣可以使工廠或者企業(yè)在生產模式變化的過程中，也可以得到全面的保護。在6kV配電變壓器應配置運行時，需要技術人員及時提供需要的數據，判斷出時限的范圍，使繼電保護設備可以更加滿足工廠和企業(yè)的用電需求，及時有效地對線路進行保護。

2.36kV分段母線應配置的繼電保護裝置

6kV分段母線應配置的繼電保護裝置，對于不并列運行的分段母線，繼電保護裝置應裝設電流速斷保護，可以對電流進行及時的斷開，保證輸電線路的完整性。電流速斷保護過程需要在斷路器合閘的瞬間投入，不要超出合閘的時間，合閘后系統(tǒng)會自動解除。如果超出合閘的時間，很可能錯過電流速斷的機會，即使是斷開也無法對供電線路進行保護，當系統(tǒng)自動解除合閘之后，還應該裝設過流保護裝置。6kV母線應配置的繼電保護裝置，可以根據具體的電路運行內容，去判斷采用的是反時限過流保護方式，對于負荷等級較低的配電負荷中心或母線可不裝設保護，所以在6kV分段母線應配置的繼電保護裝置中，技術人員需要對負荷的等級進行判斷，明確等級的級數，進而采取高效的保護措施，對分段母線進行保護。

3常用的電流保護類型

3.1反時限過流保護

反時限過流保護是一種常用的電流保護，在保護過程中，繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，所以保護任務主要就是控制短路的電流，當短路電流較大時，電流的動作時間越短，這時會突發(fā)出較大的電流量，反時限過流保護裝置又會對線路進行保護，避免因為大量的電流而損壞。當短路電流較小時，電流的動作時間越長，這時就無法準確地提供足夠的電流供工廠和企業(yè)使用，但是反時限過流保護可以根據實際的需求，去及時調整內部的電量，這就說明反時限過流保護功能更加滿足現實社會的使用標準。當繼電器在常閉觸點斷開時，反時限過流保護會協助常開觸點進行閉合，使跳閘線圈能自動通電跳閘，最大程度地保障輸電線路的安全性和可靠性。反時限過流保護繼電器的常閉觸點如已經先斷開，就需要進行二次側帶負荷開路，這時輸電線路中會產生數千伏的高電壓、比差角差增大，所以技術人員要及時控制好系統(tǒng)的運行，避免較大的電壓損壞電路的結構。

3.2定時限過電流保護

定時限過流保護與反時限過流保護的任務有明顯的差別，定時限過流保護中，繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，而且系統(tǒng)運行的時間恒定，通過時間繼電器的采集，提供時間數據，定時限過流保護在一定范圍內是連續(xù)可調的。定時限過流保護由電磁式時間繼電器、電磁式電流繼電器、電磁式信號繼電器等構成的，保護系統(tǒng)采用直流操作，所以在保護過程中，技術人員需要設置直流電源，這樣可以監(jiān)護定時限保護的步驟，實現簡單、可靠、完全的保護模式。定時限過流保護時限由時間繼電器計算，系統(tǒng)只有及時獲取的參數才可對時限進行分析，動作的選擇性結果會根據時限的限定時間去決定，這種整定調試的方式比較準確和方便，可以提高定時限過流保護裝置的工作效率。當被保護線路中發(fā)生短路故障時，短路處的電流急劇增加，這時定時限過流保護會控制電流繼電器的動作，使其在觸點設置中通過并聯的形式對電路進行控制，可以使任一電流繼電器的觸點閉合，控制了電流，也就實現了繼電器線圈回路動作，可以對電路運行的狀況進行控制。

3.3電流速斷保護

電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護，這種保護裝置應用時，需要結合具體的時限內容，判斷保護裝置在最短時間內迅速切除短路故障的能力，如果可以迅速切斷電路，且故障持續(xù)的時間非常短，則可以有效降低故障對電路的損壞情況。一旦電流速斷保護無法控制故障的蔓延形勢時，事故擴大后，又會通過瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護對電路故障進行處理。這兩種速斷保護措施在使用時，也存在明顯的差別，瞬時電流速斷保護動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是在保護的過程中，就會分析出大于保護范圍的電流數值，通過最大短路電流的作用，及時對故障電路進行處理。瞬間電流速斷保護可以使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內部，通過系統(tǒng)的調試和運行，對故障電路的運行情況進行分析，進而判斷出系統(tǒng)可能存在的故障。這種線路的保護模式加大了系統(tǒng)的選擇性，可以更加貼合實際的故障分析需求，同時也可以提高瞬時跳閘的時間，使其可以在最短的時間內，發(fā)現故障存在的位置，當在被保護線路外部發(fā)生短路時，保護措施不會采取任何動作。對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的50%，這種高效的保護效率，是供配電系統(tǒng)運行的基本保障，對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長的15%～20%，即可裝設電流速斷保護。

3.4三段式過流保護裝置

由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，針對多條線路的維修工作，瞬間電流速斷就很難滿足系統(tǒng)故障分析工作，為了提高系統(tǒng)對線路的保護能力，體現出系統(tǒng)優(yōu)秀的維護性能，需要利用三段式的過流保護裝置。三段式的過流保護裝置可以作為加速切除線路首端故障的主要保護功能，可以根據自身的性能對時限進行全面的分析和計算，通過結果的分析，就可以對系統(tǒng)略帶時限的電流速斷線路進行全長保護。三段式的過流保護裝置作為本線路的主保護者，也可以對下一段線路實施后備保護，改善了瞬間電流速斷保護的性能，也豐富了保護的內容，在后備保護的過程中，又可作為相鄰下一級線路的后備保護。這種三段式的過流保護裝置可以切除故障的較長時限，三段式的電流保護，雖然可以提高保護的能力，但是對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護還是采用略帶時限的電流速斷保護，還需要根據具體的保護內容去決定。

4結語

6kV供配電系統(tǒng)的繼電保護可以實現多功能的保護水平，根據上文的分析，已經明確了6kV供配電系統(tǒng)繼電保護的任務和內容，通過實際供電保護對象的保護效果，也掌握了繼電保護裝置的結構。繼電保護裝置的使用大大提高了我國整體的供電水平，也可以對供電系統(tǒng)進行速斷動作，在電路發(fā)生故障的情況下，可以利用不同的速斷方式對系統(tǒng)進行保護，但是也要結合具體的時限和電路的運行效果。在6kV供配電系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，可以通過繼電保護措施對電路進行保護，但是技術人員還是要根據故障出現的類型，采取有效的措施，對其進行維護，使6kV供配電系統(tǒng)可以實現長期使用的目標。

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