供電系統(tǒng)10KV繼電保護研究

【摘 要】本文介紹了10kV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要地位，為了保證10KV供電系統(tǒng)的正常運行，必須正確地設(shè)置繼電保護裝置，著重介紹了幾種10kV供電系統(tǒng)繼電保護的基本類型，分析了各類保護裝置的原理、特性、保護范圍、優(yōu)缺點等。

【關(guān)鍵詞】10KV供電系統(tǒng)； 繼電保護； 原理特性；

在我國過去這幾年10 kV配電系統(tǒng)的使用過程中，經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，其技術(shù)故障多為諧波、短路。配電系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，很有可能會造成電力設(shè)備及電氣線路的嚴重損壞，進而嚴重影響電力系統(tǒng)的正常運行和使用。國內(nèi)的10 kV配電系統(tǒng)通常都安裝有繼電保護裝置，但因受到管理模式、運行規(guī)范及有關(guān)技術(shù)等多方面因素的制約，其保護作用往往不能得到充分發(fā)揮。因此，在10 kV配電系統(tǒng)的建設(shè)和管理過程中，相關(guān)技術(shù)人員及管理部門要注重繼電保護技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，全面提高配電系統(tǒng)的可控性，進而提高系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性。

1、概述

整個電力系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)分別為發(fā)電、變電、高壓輸電、配電及用電。電力元件包括發(fā)電機、變壓器、輸電線路、母線、電動機等。在整個系統(tǒng)中，各種類型電氣設(shè)備由電氣線路相互聯(lián)結(jié)組成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，具有覆蓋地域廣闊、構(gòu)成龐大、運行環(huán)境復(fù)雜等特點，在各種人力因素及自然因素的影響下，如：各種自然天氣、設(shè)備絕緣老化、鳥獸危害、設(shè)計安裝失誤、檢修質(zhì)量、誤操作等，常會不可避免的發(fā)生各種不可預(yù)計的電氣故障。再加上整個系統(tǒng)的相互統(tǒng)一性，當任何一處發(fā)生電力事故時，將有可能影響整個電力系統(tǒng)的正常運行，甚至對系統(tǒng)的安全性能構(gòu)成威脅。短路是電力系統(tǒng)中最危險也最為常見的故障，包括相與地及相與相之間的短接。10KV供電系統(tǒng)是整個供電系統(tǒng)的重要組成部分，其運行的可靠性、安全性及穩(wěn)定性不僅會直接影響企業(yè)的正常用電，而且關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。10KV供電系統(tǒng)又分為一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)，其中，一次系統(tǒng)的構(gòu)成相對比較直觀、也較簡單，在繼電保護裝置的設(shè)計及設(shè)置上也比較容易，方便在日后對系統(tǒng)的保護和控制；二次系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，包含了大量的二次回路、自動裝置和繼電保護裝置。因此，在供電系統(tǒng)中的繼電保護裝置主要對一次系統(tǒng)起著測量、監(jiān)視、保護和控制作用。

2、基本原理

當電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時，能夠向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備，一般通稱為繼電保護裝置。

繼電保護裝置通常是利用系統(tǒng)中的電力元件發(fā)生異常情況或短路時所產(chǎn)生的電壓、電流、頻率、功率等電氣量的變化成構(gòu)成了繼電保護裝置的保護動作原理；另外也有利用其它物理量的繼電保護裝置，如變壓器油箱發(fā)生故障時，可通過利用產(chǎn)生的油流速度變化、油壓變化或瓦斯?jié)舛鹊淖兓瘉順?gòu)成繼電保護裝置瓦斯保護的動作原理。通常情況下，無論對哪種物理量進行監(jiān)測，繼電保護裝置的構(gòu)成部分都包括監(jiān)測、定值調(diào)整、邏輯運行及動作執(zhí)行。

當電力系統(tǒng)中的某一裝有繼電保護裝置的元件產(chǎn)生故障時，該繼電保護裝置應(yīng)在第一時間向元件與系統(tǒng)之間的且與元件線路距離較近的斷路器產(chǎn)生跳閘指令，及時的使故障元件與電力系統(tǒng)相脫離，從而最大程度上降低故障元件本身及電力系統(tǒng)的損壞，避免對整個電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定供電產(chǎn)生影響，同時滿足系統(tǒng)指定的特殊要求。

繼電保護裝置還可對電氣設(shè)備的異常工作情況作出反映，并根據(jù)不同的電氣設(shè)備的運行維護條件及異常工作狀態(tài)發(fā)出信號，由保護裝置自動進行調(diào)整或通知技術(shù)工作人員進行操作處理，必要時可將那些繼續(xù)工作可能引發(fā)事故的故障設(shè)備切除。反應(yīng)異常工作狀態(tài)的繼電保護裝置可以設(shè)置合理的動作延時。

3、10 kV 配電系統(tǒng)繼電保護的改進措施

近些年，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內(nèi)城鄉(xiāng)電網(wǎng)配變線路電壓的配制等級主要為10kV，但在實際配電系統(tǒng)的使用過程中，10kV配變線路普遍存在一定的弊端，主要為其結(jié)構(gòu)設(shè)置的一致性效差。目前，10 kV配電系統(tǒng)采用的繼電保護裝置的構(gòu)成部分主要為三相一次重合閘、過流、電流速斷等，通常系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)一般故障時，繼電保護能夠快速做出反應(yīng)，然而系統(tǒng)在突發(fā)事件的應(yīng)對方面的穩(wěn)定性與靈敏度較其它發(fā)達國家還有很大差距，因此，為提高我國電力系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性，這一技術(shù)問題必須首先得到及時解決。

3.1提高電流速斷保護裝置的技術(shù)水平。當前，我國10kV配電系統(tǒng)所采用的繼電保護裝置短路故障的脫離時間通常為5～10s，實際因保護裝置有較短的動作延時，因此短路故障的脫離時間通常會有3～5s的延遲，而僅僅這幾秒鐘將很大程度上增加故障持續(xù)時間，從而使事故影響范圍擴大，系統(tǒng)的安全性能大大降低。所以，在今后研發(fā)、設(shè)計10kV配電系統(tǒng)的繼電保護裝置時，應(yīng)提高電流速斷保護裝置的技術(shù)水平，可以略帶時限及瞬時的電流速斷保護技術(shù)為基礎(chǔ)進行開發(fā)，在，從而開發(fā)出一種新型的技術(shù)上實現(xiàn)上述兩種保護裝置互補的繼電保護裝置，并實現(xiàn)保護范圍廣、動作電流值大等技術(shù)特點。

3.2加強繼電保護的網(wǎng)絡(luò)化和智能化建設(shè)。在今后的10kV配電系統(tǒng)的運行過程中，繼電保護技術(shù)必將越來越趨向于網(wǎng)絡(luò)化和智能化。智能化的繼電保護系統(tǒng)一方面可有效減少配電系統(tǒng)管理上的人力及物力資源浪費，另一方面也為配電系統(tǒng)應(yīng)用其他各項技術(shù)提供了廣闊的技術(shù)平臺。近些年，隨著計算機技術(shù)如模糊邏輯、進化規(guī)劃、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等在各個領(lǐng)域的大力推廣與應(yīng)用，也逐漸開始滲透到電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域。

4、結(jié)語

10kV配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其安全性、穩(wěn)定性及可靠性不僅直接關(guān)系到各個用電企業(yè)的順利運作，并且還會影響整個電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。當電力系統(tǒng)中的某一裝有繼電保護裝置的元件產(chǎn)生故障時，繼電保護裝置可及時的使故障元件與電力系統(tǒng)相脫離，從而最大程度上降低故障元件本身及電力系統(tǒng)的損壞。然而系統(tǒng)在突發(fā)事件的應(yīng)對方面的穩(wěn)定性與靈敏度較其它發(fā)達國家還有很大差距，因此，應(yīng)提高我國電流速斷保護裝置的技術(shù)水平，加快繼電保護的網(wǎng)絡(luò)化和智能化建設(shè)，以確保我國10kV供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行。

參考文獻：

[1]李秀紅. 10KV供電系統(tǒng)的繼電保護[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟. 2011（01）

[2]苑世光. 淺談10KV供電系統(tǒng)的定時限過電流保護[J]. 黑龍江科技信息. 2008（21）

[3]王永青. 10kV配網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護[J]. 科技風. 2010（23）

[4]夏文斌，夏文君. 淺論10kV供電系統(tǒng)的繼電保護[J]. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟. 2005（18）