淺析10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方案

李會(huì)軍 張士杰

（1.鄭州潤(rùn)豐園置業(yè)有限公司 2.河南華優(yōu)電力工程設(shè)計(jì)有限公司）

淺析10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方案

李會(huì)軍1張士杰2

（1.鄭州潤(rùn)豐園置業(yè)有限公司 2.河南華優(yōu)電力工程設(shè)計(jì)有限公司）

電力系統(tǒng)主要由五部分組成，即發(fā)電變電輸電配電與用電。在電力系統(tǒng)中各種各樣的電氣設(shè)備通過(guò)線路緊密的連接在一起。電力系統(tǒng)的覆蓋面積較為廣闊并且運(yùn)行環(huán)境十分復(fù)雜，電氣故障時(shí)常發(fā)生。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)且不可缺少。電力系統(tǒng)如果出現(xiàn)任何的問(wèn)題會(huì)給電力穩(wěn)定的正運(yùn)行帶來(lái)巨大的影響，因此應(yīng)該加強(qiáng)供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)措施。

10kV繼電器；繼電保護(hù)；運(yùn)行維護(hù)

1 繼電保護(hù)開(kāi)發(fā)研究概述

繼電保護(hù)主要研究電力系統(tǒng)中的故障機(jī)與運(yùn)行異常的狀況，從而探究事故產(chǎn)生的原因，并研究電力系統(tǒng)的保護(hù)措施。繼電保護(hù)在發(fā)展的過(guò)程中有觸電繼電保護(hù)電力系統(tǒng)，能夠讓電力系統(tǒng)避免遭遇損害。繼電保護(hù)的主要功能是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障而不能夠正常運(yùn)行時(shí)，在發(fā)生故障最短時(shí)間內(nèi)，繼電保護(hù)裝置自動(dòng)的的將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中排出并發(fā)出信號(hào)給維修人員，減輕設(shè)備的損壞，避免供電的不穩(wěn)定。繼電保護(hù)裝置一般具備安全性、可靠性、速動(dòng)性、選擇性與靈敏性。這樣能夠保證繼電保護(hù)裝置能夠在發(fā)生故障時(shí)正常的運(yùn)行，并能夠準(zhǔn)確的判定出故障發(fā)生位置，使得電力系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)不發(fā)生跳閘。

電力系統(tǒng)中的設(shè)備貨收到各種因素的影響，如外界因素、內(nèi)部因素、操作失誤等。出現(xiàn)故障的類型也較多，如線路短路、三地相接等。

在電力系統(tǒng)中安裝繼電保護(hù)裝置主要是在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能夠快速的隔離故障設(shè)備，避免自動(dòng)化設(shè)備在不正常情況下的運(yùn)行。對(duì)于電力系統(tǒng)中存在的危險(xiǎn)事件，繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)的發(fā)出警告，或者跳閘終止異常設(shè)備運(yùn)行。

2 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的作用與任務(wù)

（1）機(jī)電裝置能夠自動(dòng)?？焖俚膶⒐收显O(shè)備從電力系統(tǒng)中隔離開(kāi)來(lái)，使得故障設(shè)備不會(huì)破壞其他正常設(shè)備，避免電力系統(tǒng)大規(guī)模的損壞，保證非故障設(shè)備的正常運(yùn)行。

（2）顯示電氣元件的運(yùn)行狀態(tài)。繼電裝置能夠根據(jù)維護(hù)的條件，并記錄設(shè)備動(dòng)作與信號(hào)，這樣方便值班人員的及時(shí)處理。繼電保護(hù)裝置還能夠自動(dòng)實(shí)行將發(fā)生故障的設(shè)備或者損壞設(shè)備的隔離工作。繼電裝置能夠迅速的實(shí)行保護(hù)措施，并根據(jù)電氣元件損壞程度判斷隔離時(shí)間，從而避免對(duì)其他電氣設(shè)備造成不必要的干擾。

（3）繼電保護(hù)裝置與電力系統(tǒng)中的其它裝置相互結(jié)合，如果條件允許也可以使用預(yù)訂的應(yīng)對(duì)措施，從而減少停電時(shí)間，并快速回復(fù)供電系統(tǒng)，最大程度的提升供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

3 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置方案

3.1 反映相間故障的保護(hù)

（1）電流繼電器組成相間故障的保護(hù)裝置并接在電流的互感器上。這種類型的繼電保護(hù)裝置都應(yīng)接在同一個(gè)電網(wǎng)中的線路上。保護(hù)裝置可以根據(jù)靈敏度的要求設(shè)置繼電器的數(shù)量，可以是兩個(gè)也可以是一個(gè)。后備保護(hù)與主保護(hù)在繼電保護(hù)裝置中應(yīng)該是相互結(jié)合使用的。10kV線路通常情況下設(shè)置兩段式的繼電保護(hù)，主要分為不限時(shí)的電力保護(hù)與限時(shí)的電流保護(hù)。如果電力系統(tǒng)中的電流時(shí)限保護(hù)在一秒之內(nèi)，并且電力系統(tǒng)中不包含設(shè)備的保護(hù)時(shí)，可以使用過(guò)流保護(hù)。使用電流兩段式的電流保護(hù)設(shè)備是因?yàn)殡娏魉贁啾Ｗo(hù)設(shè)備具備良好的選擇性。斷電器會(huì)受到斷容量的限制，因此對(duì)于帶電抗器的線路不應(yīng)該裝置電流速斷保護(hù)裝置，應(yīng)該使用母線保護(hù)裝置，這樣能夠保證電力系統(tǒng)快速的排出電力系統(tǒng)中的故障設(shè)備。如果電抗器發(fā)生故障，母線的電壓就會(huì)顯著增加，這樣能夠保護(hù)電氣涉筆的正常運(yùn)行。

（2）10kV分段母線裝置的繼電保護(hù)。不同時(shí)運(yùn)行的分段母線，在分段繼電器位置應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的電流速斷保護(hù)裝置，這種裝置能夠在斷路器關(guān)閘的時(shí)候投入使用，并在合閘時(shí)自動(dòng)解除。電力系統(tǒng)中負(fù)荷較低的配電所不必使用保護(hù)裝置。在10kV供電系統(tǒng)中，由于電力系統(tǒng)自身的復(fù)雜性，為了優(yōu)化保護(hù)裝置，可以在發(fā)生故障時(shí)期將網(wǎng)絡(luò)自鎖住，當(dāng)故障解除時(shí)自動(dòng)開(kāi)鎖的方式。對(duì)于母線的線路連接應(yīng)該裝置帶方向與不帶方向的電流保護(hù)裝置。對(duì)于保護(hù)裝置靈活性與選擇性的要求不同時(shí)可以使用不同的方式。①對(duì)于短線路可以使用縱聯(lián)差的方式。②對(duì)于并聯(lián)的電纜線路，可以使用橫聯(lián)的方式做為最主要的保護(hù)裝置，而電流保護(hù)做為最基本的保護(hù)裝置。③對(duì)于并列并且平行的線路，應(yīng)該使用橫聯(lián)的電流實(shí)行保護(hù)裝置，并使用不帶方向的電流最為基礎(chǔ)保護(hù)裝置。

（3）變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)。如果配電器的容量小于400kVA，電力系統(tǒng)中通常使用高壓熔斷形式繼電器保護(hù)裝置。如果變壓器的容量在400～600kVA之間，高壓端可以使用斷路器并設(shè)置電流保護(hù)裝置。如果過(guò)流保護(hù)時(shí)間超過(guò)1s，還應(yīng)該裝置電流速斷保護(hù)裝置。如果變壓器的容量超過(guò)800kVA，應(yīng)該裝置過(guò)流保護(hù)裝置。

3.2 反映接地故障的保護(hù)

對(duì)于出現(xiàn)不多的供電系統(tǒng)，可以使用絕緣監(jiān)察保護(hù)裝置，如果出現(xiàn)接地情況是，可以使用開(kāi)口的兩端時(shí)電壓實(shí)行監(jiān)察工作。絕緣監(jiān)察裝置由三部相電壓表與一部線電壓表組成，在安裝時(shí)應(yīng)該滿足國(guó)家對(duì)于保護(hù)裝置的要求與規(guī)范。這種保護(hù)裝置十分簡(jiǎn)單，但是無(wú)論裝置中的哪條線路出現(xiàn)故障，電氣設(shè)備管理人員為了快速的找到線路出現(xiàn)故障的位置都應(yīng)該制定相應(yīng)的順序進(jìn)行排查，并配合使用接地的方式，然后找到接地點(diǎn)。這種保護(hù)裝置在供電系統(tǒng)保護(hù)裝置應(yīng)用中不是特別的廣泛。如果線路出現(xiàn)的問(wèn)題較多，應(yīng)該使用零序電流保護(hù)裝置。零序電流保護(hù)通常是在架空線路上或者互感器的電纜線路上。如果電纜出現(xiàn)上安裝靈虛電流互感器，此時(shí)就會(huì)保護(hù)電纜的導(dǎo)線，如果鐵心套安裝在電纜外部就能夠保護(hù)電纜的電流繼電器。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，一次側(cè)的電流會(huì)變成零，并且二次側(cè)會(huì)受到通知映射出零序電流與設(shè)備運(yùn)行情況。在安裝零序電流保護(hù)裝置時(shí)要注意電纜的接地線應(yīng)該穿過(guò)互感器的中心。因?yàn)楸槐Ｗo(hù)的電纜在接地時(shí)會(huì)穿過(guò)電纜接地線而產(chǎn)生保護(hù)作用，不然互感器得不到相應(yīng)的感應(yīng)電流，就不會(huì)達(dá)到保護(hù)供電系統(tǒng)的作用。

4 提升繼電保護(hù)可靠性的措施

（1）加強(qiáng)管理力度。加強(qiáng)管理制度的建設(shè)并逐漸的優(yōu)化管理網(wǎng)絡(luò)，把供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性作為管理工作的主要內(nèi)容。電力企業(yè)應(yīng)該設(shè)定相應(yīng)的管理體系，并建立可靠的小組管理電力系統(tǒng)。與此同時(shí)，還應(yīng)該定期舉行分析會(huì)議，分析可靠性工作，并制定合理的可靠性管理工作的計(jì)劃，從而最大程度保證電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

（2）認(rèn)真落實(shí)電力企業(yè)的相應(yīng)制度。電力企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，并做好評(píng)價(jià)與統(tǒng)計(jì)與可靠性分析工作，分析電力系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)性、故障停電等情況，然后根據(jù)這些故障找到根本原因，從而采取科學(xué)的方法制定出相應(yīng)的解決措施。

（3）重視基礎(chǔ)資料完善工作，這樣能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行、檢修與生產(chǎn)提供一定的依據(jù)，還能夠提升電力系統(tǒng)的可靠性。保證供電的穩(wěn)定性需要各個(gè)部門(mén)之間的相互合作，因此可靠性的管理應(yīng)該涉及到各個(gè)部門(mén)之中，并分配到配電管理、審核停電等各項(xiàng)工作中去。

（4）重視技術(shù)的進(jìn)步。提升供電系統(tǒng)中的設(shè)備水平是保證電力系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。電力部門(mén)應(yīng)該根據(jù)新技術(shù)而制定出相應(yīng)的項(xiàng)目，并合理的在電力系統(tǒng)中使用自動(dòng)化技術(shù)，從而為供電可靠性提供技術(shù)支持。在重視技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)該不斷的改進(jìn)電網(wǎng)，并改善電網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)，這樣才能夠?qū)⑿录夹g(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)之中，更好的實(shí)現(xiàn)供電的穩(wěn)定性與安全性。

5 總結(jié)

我國(guó)居民生活水平的提升，使得居民用電量顯著增加，人們對(duì)于電力系統(tǒng)的要求不僅僅是提供充分的電力，更對(duì)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性提出了新要求。為了保證供電的持續(xù)性，應(yīng)該做好供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)措施，這樣才能夠最大限度的保證電力的安全，也將會(huì)給電力企業(yè)帶來(lái)大量的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]郭德志.淺析供電系統(tǒng)中存在的問(wèn)題.中國(guó)電力，2015：45～46.

[2]嚴(yán)倩倩.供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用.中國(guó)科技，2015：100～102.

[3]郭德偉.10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方案.中國(guó)建筑，2015：54～56.

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1004-7344（2016）20-0089-02

2016-6-27