10KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施探析

易漢誠(chéng)

摘 要：現(xiàn)階段，在我國(guó)配電系統(tǒng)中，其所采用的配電高壓多為10 kV，因此，對(duì)10 kV配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)工作進(jìn)行研究，找出其目前存在的問(wèn)題，并提出解決措施，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。該文根據(jù)筆者實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，就10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)存在的問(wèn)題進(jìn)行了淺要分析，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：10KV 繼電保護(hù) 問(wèn)題 措施

中圖分類(lèi)號(hào)： TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0071-02

目前，在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，一般都是通過(guò)電氣線路，將各個(gè)的電氣設(shè)備緊密地聯(lián)結(jié)在一起的。由于其運(yùn)行的環(huán)境較為復(fù)雜，覆蓋面積又十分的遼闊，再加上諸多的人為原因，因此，電氣故障時(shí)有發(fā)生。而在電力系統(tǒng)中，發(fā)生任何一項(xiàng)事故，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，都會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。而在電力系統(tǒng)中，10 kV配電系統(tǒng)又是其一個(gè)重要的組成部分，其能否可靠、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，將直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)能否正常的工作。所以，在10 kV配電系統(tǒng)中，針對(duì)其繼電保護(hù)工作中存在的問(wèn)題，并將其完美的解決，就顯得尤為的重要。該文主要是對(duì)本地區(qū)10 kV配電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)工作中存在的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析；并且提出了一些解決辦法，供大家借鑒與參考。

1 在10 kV配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)的概述

繼電保護(hù)，就是在電力系統(tǒng)中，設(shè)置并安裝了一些自動(dòng)化元件，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，自動(dòng)將故障設(shè)備隔離，保護(hù)系統(tǒng)免受破壞；并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的控制、測(cè)量以及監(jiān)視的工作。

在10 kV配電系統(tǒng)中，安裝了繼電保護(hù)設(shè)備以后，不僅可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)配電系統(tǒng)中的電氣元件是否正在正常的運(yùn)行，而且還可以對(duì)異常狀態(tài)或者是出現(xiàn)的故障及時(shí)地做出反映；或是發(fā)出警告信號(hào)，或是自動(dòng)的跳閘斷路，避免發(fā)生損失更加重大，破壞性更強(qiáng)的電氣事故。

實(shí)際上，安裝繼電保護(hù)設(shè)備的目的，就是在配電系統(tǒng)中，將出現(xiàn)異?；蛘呤前l(fā)生故障的電氣元件，及時(shí)地切斷其與配電系統(tǒng)之間的聯(lián)系；及時(shí)、可靠、靈敏的檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的安全性，將故障的破壞性限制在最小的范圍內(nèi)，將其損失降至最低；從而完成避免系統(tǒng)遭受更為嚴(yán)重的破壞，保護(hù)配電系統(tǒng)安全、健康、穩(wěn)定運(yùn)行的工作目標(biāo)。

2 在10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)中存在的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 定值（無(wú)法）配合不當(dāng)

眾所周知，10 kV變電所饋電線路，多采用采用微機(jī)技術(shù)的電流電壓保護(hù)。一般情況下，將其過(guò)流時(shí)間級(jí)差設(shè)置為0.3-0.5 s，其速斷時(shí)間設(shè)置為0 s，將其速斷保護(hù)出口的時(shí)間設(shè)置為40 ms。

筆者所在地配電系統(tǒng)由于地理位置及負(fù)荷密度等因數(shù)，存在多條自變電所10 kv母線，經(jīng)絡(luò)干個(gè)開(kāi)閉所手牽手到變電所另一段母線形成環(huán)型供電網(wǎng)絡(luò)。其典型結(jié)線如圖1。當(dāng)輸配電距離較近的時(shí)候，輸電電纜的長(zhǎng)度很短，導(dǎo)線電阻較小，負(fù)載電流較大，倘若在開(kāi)閉所的內(nèi)部或較短距離的饋線上發(fā)生了故障，由于在速斷保護(hù)沒(méi)有設(shè)置時(shí)間階梯，（饋線電流速斷保護(hù)設(shè)時(shí)限，又將影響與上級(jí)設(shè)備保護(hù)的配合），那么很有可能就會(huì)因?yàn)槔^電保護(hù)器其本身不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)限配合，為迅速的切除故障，從故障點(diǎn)向電源方向相鄰兩級(jí)線路電流速斷保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘，從而造成越級(jí)跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，擴(kuò)大故障影響，造成大量用戶無(wú)辜停電。

2.2 電流互感器過(guò)于飽和

由于我國(guó)的電網(wǎng)系統(tǒng)不斷在擴(kuò)大其規(guī)模，因此，在10 KV配電系統(tǒng)中，發(fā)生電流短路的幾率也就隨之增大。倘若，一旦在配電站出口處，發(fā)生了短路故障，那么其短路電流往往會(huì)非常的大，有時(shí)會(huì)超過(guò)平時(shí)電流的好幾百倍，甚至還高于電流互感器的額定電流。

在配電系統(tǒng)中出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，其一次短路電流決定了其電流互感器的變比誤差，即電流互感器變比誤差跟著一次短路電流的增大而增大；這樣便導(dǎo)致了可能會(huì)在靈敏度較低的電流速斷保護(hù)器中，出現(xiàn)拒絕動(dòng)作的現(xiàn)象。

而在10 kV配電系統(tǒng)中，由于電流互感器過(guò)于的飽和，倘若一旦發(fā)生短路現(xiàn)象，那么其二次側(cè)的電流很有可能不能真實(shí)反應(yīng)故障電流，在這種情況下，就導(dǎo)致了定時(shí)限電流速斷保護(hù)裝置不能進(jìn)行正常的工作，進(jìn)而進(jìn)行了拒絕動(dòng)作的反應(yīng)。

倘若，10 kV配電系統(tǒng)在其出線處發(fā)生了短路事故，那么，則需要依靠主變壓器后備保護(hù)或者是母聯(lián)斷路器來(lái)進(jìn)行切除工作，進(jìn)而消除事故更大范圍的發(fā)生。若該事故得不到及時(shí)的排除，則會(huì)使事故的影響范圍不斷地加大，影響時(shí)間不斷地被拉長(zhǎng)，乃至使整個(gè)變電系統(tǒng)都受到損害。

2.3 勵(lì)磁涌流問(wèn)題

電流速斷保護(hù)應(yīng)該是在10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)施中最為重要的一個(gè)保護(hù)措施了。其主要設(shè)計(jì)思路就是按照躲過(guò)線路末端的三相短路電流進(jìn)行整定的，并且依據(jù)其在電路中的最大負(fù)載運(yùn)行，考慮可靠系數(shù)應(yīng)該大于1.2。特別是在輸電線路比較長(zhǎng)，系統(tǒng)的阻抗比較大，配電變壓器的數(shù)目比較多的情況下，其動(dòng)作電流需要取較小的值，才能進(jìn)行更為精確的保護(hù)工作。

因此，在平時(shí)的電流整定過(guò)程中，傳統(tǒng)的方法往往沒(méi)有（無(wú)法）將配電變壓器在投運(yùn)時(shí)的勵(lì)磁涌流對(duì)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的影響考慮進(jìn)去，那么在這種情況下，其勵(lì)磁涌流的初始值往往遠(yuǎn)大于無(wú)時(shí)限電流速斷所設(shè)置的保護(hù)值，導(dǎo)致了存在許多的10 kV輸電線路，在檢修完成后可以正常合上開(kāi)關(guān)時(shí)，則會(huì)在系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，因勵(lì)磁涌流問(wèn)題發(fā)生保護(hù)性動(dòng)作跳閘的現(xiàn)象，影響正常送電。

3 10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的措施分析

3.1 避免短線路快速保護(hù)越級(jí)誤動(dòng)的措施

對(duì)于短距離的輸電線路，在常規(guī)的電流電壓保護(hù)無(wú)法滿足電流速斷上下級(jí)保護(hù)配合時(shí)，可采用線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)做為線路的主保護(hù)，滿足電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)快速性選擇性的要求.在圖1所示網(wǎng)絡(luò)中，我們?cè)贏aBbCc處裝分別設(shè)了北京某公司的csc-213繼電保護(hù)裝置，當(dāng)線路發(fā)生短路故障，本線路的差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘隔離故障，而相鄰線路的（差動(dòng)電流為零）主保護(hù)判斷故障在區(qū)外，不會(huì)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，從而避免了開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。csc-213保護(hù)裝置的閉鎖信號(hào)是用光纖來(lái)傳送的，短距離的線路使用該裝置經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)更突出。電流后備保護(hù)則按時(shí)限階梯逐級(jí)配合。endprint

3.2 避免電流互感器過(guò)于飽和的措施

首先，在面對(duì)這個(gè)問(wèn)題時(shí)，有關(guān)人員需要選擇合適的電流互感器變比，最好在10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)措施中，選取的電流互感器變比最好大于300/5，不要太小。

其次，相關(guān)的技術(shù)人員還要盡量的減少電流互感器的二次負(fù)載，盡量使用獨(dú)立的電流互感器，使計(jì)量裝置與繼電保護(hù)裝置獨(dú)自運(yùn)行，互不干擾；為了不增加二次側(cè)電纜橫截面面積，應(yīng)控制其二次側(cè)電纜的長(zhǎng)度。同時(shí)，還要更多地利用一些保護(hù)與測(cè)控合為一體的電流互感器，防止電流互感器的電流過(guò)于的飽和。

3.3 避免涌流引起誤差的措施

勵(lì)磁涌流具有很強(qiáng)的規(guī)律性，其隨著時(shí)間的變化而不斷衰減的。在一開(kāi)始，任何的勵(lì)磁涌流量都是比較大的，而在一些小型的變壓器中，經(jīng)歷了十多個(gè)工頻周波后，其勵(lì)磁涌流的大小都會(huì)明顯的減小，甚至可以衰減到忽略不計(jì)。因此，可以利用勵(lì)磁涌流的這一特性，去防止涌流過(guò)大現(xiàn)象的發(fā)生。具體的，可以通過(guò)增加一定的時(shí)間，去避免勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作。為了保證10 kV配電系統(tǒng)可以有效的避免勵(lì)磁涌流現(xiàn)象的影響，可以在其保護(hù)設(shè)備的回路中，適當(dāng)?shù)匮訒r(shí)一下時(shí)間。通?？梢栽谄浼铀倩芈分幸约盁o(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)中，增加0.1～0.5 s的延時(shí)時(shí)限。通過(guò)這種策略，來(lái)避免涌流引起誤動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于，不需要對(duì)其保護(hù)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的改造，就可以減少其影響，可以降低其成本的投入。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)10 kV配電系統(tǒng)能否正常、安全、順利、穩(wěn)定、健康的運(yùn)行，其繼電保護(hù)裝置起著十分重要的作用。因此，在選擇其繼電保護(hù)設(shè)備，采取繼電保護(hù)措施時(shí)，不僅要考慮到它們的可靠性、靈敏性，而且還要選擇那些速動(dòng)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置，確保其繼電保護(hù)工作的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖義祥.關(guān)于10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的思考[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2010（23）：26-27.

[2] 魏建峰，李?lèi)?ài)玲.配電系統(tǒng)繼電保護(hù)若干技術(shù)問(wèn)題的探討[J].太原大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（4）：135-137.

[3] 李桂楊.配電系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（19）：110-111.

[4] 劉瑞庭.分析10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的有關(guān)問(wèn)題[J].廣東科技，2010（22）： 88-91.endprint

3.2 避免電流互感器過(guò)于飽和的措施

首先，在面對(duì)這個(gè)問(wèn)題時(shí)，有關(guān)人員需要選擇合適的電流互感器變比，最好在10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)措施中，選取的電流互感器變比最好大于300/5，不要太小。

其次，相關(guān)的技術(shù)人員還要盡量的減少電流互感器的二次負(fù)載，盡量使用獨(dú)立的電流互感器，使計(jì)量裝置與繼電保護(hù)裝置獨(dú)自運(yùn)行，互不干擾；為了不增加二次側(cè)電纜橫截面面積，應(yīng)控制其二次側(cè)電纜的長(zhǎng)度。同時(shí)，還要更多地利用一些保護(hù)與測(cè)控合為一體的電流互感器，防止電流互感器的電流過(guò)于的飽和。

3.3 避免涌流引起誤差的措施

勵(lì)磁涌流具有很強(qiáng)的規(guī)律性，其隨著時(shí)間的變化而不斷衰減的。在一開(kāi)始，任何的勵(lì)磁涌流量都是比較大的，而在一些小型的變壓器中，經(jīng)歷了十多個(gè)工頻周波后，其勵(lì)磁涌流的大小都會(huì)明顯的減小，甚至可以衰減到忽略不計(jì)。因此，可以利用勵(lì)磁涌流的這一特性，去防止涌流過(guò)大現(xiàn)象的發(fā)生。具體的，可以通過(guò)增加一定的時(shí)間，去避免勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作。為了保證10 kV配電系統(tǒng)可以有效的避免勵(lì)磁涌流現(xiàn)象的影響，可以在其保護(hù)設(shè)備的回路中，適當(dāng)?shù)匮訒r(shí)一下時(shí)間。通?？梢栽谄浼铀倩芈分幸约盁o(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)中，增加0.1～0.5 s的延時(shí)時(shí)限。通過(guò)這種策略，來(lái)避免涌流引起誤動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于，不需要對(duì)其保護(hù)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的改造，就可以減少其影響，可以降低其成本的投入。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)10 kV配電系統(tǒng)能否正常、安全、順利、穩(wěn)定、健康的運(yùn)行，其繼電保護(hù)裝置起著十分重要的作用。因此，在選擇其繼電保護(hù)設(shè)備，采取繼電保護(hù)措施時(shí)，不僅要考慮到它們的可靠性、靈敏性，而且還要選擇那些速動(dòng)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置，確保其繼電保護(hù)工作的正常運(yùn)行。

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[2] 魏建峰，李?lèi)?ài)玲.配電系統(tǒng)繼電保護(hù)若干技術(shù)問(wèn)題的探討[J].太原大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（4）：135-137.

[3] 李桂楊.配電系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（19）：110-111.

[4] 劉瑞庭.分析10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的有關(guān)問(wèn)題[J].廣東科技，2010（22）： 88-91.endprint

3.2 避免電流互感器過(guò)于飽和的措施

首先，在面對(duì)這個(gè)問(wèn)題時(shí)，有關(guān)人員需要選擇合適的電流互感器變比，最好在10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)措施中，選取的電流互感器變比最好大于300/5，不要太小。

其次，相關(guān)的技術(shù)人員還要盡量的減少電流互感器的二次負(fù)載，盡量使用獨(dú)立的電流互感器，使計(jì)量裝置與繼電保護(hù)裝置獨(dú)自運(yùn)行，互不干擾；為了不增加二次側(cè)電纜橫截面面積，應(yīng)控制其二次側(cè)電纜的長(zhǎng)度。同時(shí)，還要更多地利用一些保護(hù)與測(cè)控合為一體的電流互感器，防止電流互感器的電流過(guò)于的飽和。

3.3 避免涌流引起誤差的措施

勵(lì)磁涌流具有很強(qiáng)的規(guī)律性，其隨著時(shí)間的變化而不斷衰減的。在一開(kāi)始，任何的勵(lì)磁涌流量都是比較大的，而在一些小型的變壓器中，經(jīng)歷了十多個(gè)工頻周波后，其勵(lì)磁涌流的大小都會(huì)明顯的減小，甚至可以衰減到忽略不計(jì)。因此，可以利用勵(lì)磁涌流的這一特性，去防止涌流過(guò)大現(xiàn)象的發(fā)生。具體的，可以通過(guò)增加一定的時(shí)間，去避免勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作。為了保證10 kV配電系統(tǒng)可以有效的避免勵(lì)磁涌流現(xiàn)象的影響，可以在其保護(hù)設(shè)備的回路中，適當(dāng)?shù)匮訒r(shí)一下時(shí)間。通?？梢栽谄浼铀倩芈分幸约盁o(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)中，增加0.1～0.5 s的延時(shí)時(shí)限。通過(guò)這種策略，來(lái)避免涌流引起誤動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于，不需要對(duì)其保護(hù)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的改造，就可以減少其影響，可以降低其成本的投入。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)10 kV配電系統(tǒng)能否正常、安全、順利、穩(wěn)定、健康的運(yùn)行，其繼電保護(hù)裝置起著十分重要的作用。因此，在選擇其繼電保護(hù)設(shè)備，采取繼電保護(hù)措施時(shí)，不僅要考慮到它們的可靠性、靈敏性，而且還要選擇那些速動(dòng)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置，確保其繼電保護(hù)工作的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[4] 劉瑞庭.分析10 kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的有關(guān)問(wèn)題[J].廣東科技，2010（22）： 88-91.endprint