10kv配網(wǎng)系統(tǒng)的繼電保護(hù)策略

鐘寶華（廣東電網(wǎng)梅州興寧供電局，廣東梅州 514000）

10kv配網(wǎng)系統(tǒng)的繼電保護(hù)策略

鐘寶華
（廣東電網(wǎng)梅州興寧供電局，廣東梅州 514000）

城區(qū)10kV配電網(wǎng)由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不能完全避免的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，為了確保10kV配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，必須正確地設(shè)置繼電保護(hù)裝置并進(jìn)行復(fù)雜的整定計(jì)算。

電力系統(tǒng) 10kV供電系統(tǒng) 繼電保護(hù)裝置

由于10kV配網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域比較大、因各種特殊因素及運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜等，故障時(shí)有發(fā)生。一旦發(fā)生事故，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生重大影響。為了確保配網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確地制定繼電保護(hù)策略。

1　10kV配網(wǎng)幾種常用保護(hù)策略

1.1反時(shí)限過電流保護(hù)

反時(shí)限過電流保護(hù)雖然外部接線比較簡(jiǎn)單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器及集成電路構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。這種保護(hù)方式目前主要應(yīng)用于一般用戶端的進(jìn)線開關(guān)處保護(hù)，不推薦使用在變電站10kV出線開關(guān)處。

1.2定時(shí)限過電流保護(hù)

在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過電流保護(hù)。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱為定時(shí)限過電流保護(hù)。

1.3瞬時(shí)電流速斷保護(hù)

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的原理與定時(shí)限過電流保護(hù)基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時(shí)間繼電器。它一般用在單電源輻射線上，動(dòng)作電流整定最基本的方法是按躲過本線路末端母線故障的最大故障電流整定，以保證相鄰下一級(jí)出線或變壓器故障時(shí)，不至越級(jí)動(dòng)作。又因無時(shí)限，所以稱為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。

2　10kV配電網(wǎng)繼電保護(hù)的問題處理策略

2.1配網(wǎng)中的勵(lì)磁涌流

2.1.1配網(wǎng)中勵(lì)磁涌流對(duì)繼電保護(hù)的影響

10kV配網(wǎng)裝有大量配電變壓器，配網(wǎng)投入時(shí)，這些配電變壓器是掛在線路上的，在合閘瞬間，各變壓器所產(chǎn)生勵(lì)磁涌流在線路上相互迭加、來回反射，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜電磁暫態(tài)過程，系統(tǒng)阻抗較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大涌流，時(shí)間常數(shù)也較大。二段式電流保護(hù)中電流速斷保護(hù)要兼顧靈敏度，動(dòng)作電流值往往取較小，特別長(zhǎng)線路或系統(tǒng)阻抗大時(shí)更明顯。一般的10kV配網(wǎng)主保護(hù)是采用三段式電流保護(hù)，即瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)由于要兼顧保護(hù)的靈敏度，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別在長(zhǎng)先烈或系統(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)。

2.1.2勵(lì)磁涌流現(xiàn)象的策略

勵(lì)磁涌流有一明顯特征，就是它含有大量二次諧波，主變主保護(hù)中就利用這個(gè)特性，來防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，但用10kV配網(wǎng)保護(hù)，必須對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行改造，會(huì)大大增加裝置復(fù)雜性，實(shí)用性很差。勵(lì)磁涌流另一特征就是它大小隨時(shí)間而衰減，一開始涌流很大，一段時(shí)間后涌流衰減為零，流過保護(hù)裝置電流為線路負(fù)荷電流，利用涌流這個(gè)特點(diǎn)，電流速斷保護(hù)加入一短時(shí)間延時(shí)，就可止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)作，這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置（或只作簡(jiǎn)單改造），會(huì)增加故障時(shí)間，但如10kV這些對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小的可以適用。保證可靠的避開勵(lì)磁涌流，保護(hù)裝置中加速回路同樣要加入延時(shí)。

2.2配網(wǎng)中的電流互感器飽和

2.2.1配網(wǎng)中的電流互感器飽和問題對(duì)繼電保護(hù)的影響

10kV配網(wǎng)出口處短路電流一般都較小，特別是農(nóng)網(wǎng)中變電所，它們往往遠(yuǎn)離電源，系統(tǒng)阻抗較大。同一線路，出口處短路電流大小會(huì)系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式不同而不同。系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，10kV系統(tǒng)短路電流會(huì)變大，可以達(dá)到電流互感器一次額定電流的幾百倍，系統(tǒng)中原有一些能正常運(yùn)行的電流互感器就可能飽和；另外，短路故障是一個(gè)暫態(tài)過程，短路電流中含大量的非周期分量，這又進(jìn)一步加速了電流互感器的飽和現(xiàn)象。

2.2.2電流互感器飽和防控策略

電流互感器飽和其實(shí)就是電流互感器鐵芯中的磁通飽和，而磁通密度與感應(yīng)電勢(shì)成正比，電流互感器二次負(fù)載阻抗越大，在同樣電流的情況下，二次回路感應(yīng)電勢(shì)就越大?；蛟谕瑯迂?fù)載阻抗下，二次電流越大，感應(yīng)電勢(shì)就越大，這兩種情況都會(huì)使鐵芯中的磁通密度變大，磁通密度大到一定值時(shí)，電流互感器就會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。電流互感器嚴(yán)重飽和時(shí)，一次電流全部變成勵(lì)磁電流，二次側(cè)感應(yīng)電流為零，流過電流繼電器的電流為零，保護(hù)裝置就會(huì)拒動(dòng)。

2.3配網(wǎng)中所用變保護(hù)問題

2.3.1配網(wǎng)中所用變保護(hù)問題對(duì)繼電保護(hù)的影響

所用變是一比較特殊設(shè)備，容量較小但可靠性要求非常高，安裝位置也很特殊，一般就接10kV母線上，其高壓側(cè)短路電流等于系統(tǒng)短路電流，可達(dá)十幾千安，低壓側(cè)出口短路電流也較大。

現(xiàn)新建或改造的變電所，特別是綜合自動(dòng)化所，大多配置所用變開關(guān)柜，保護(hù)配置也跟10kV配電線路相似，而人們往往忽視了保護(hù)用電流互感器的飽和問題。所用變?nèi)萘啃。淮晤~定電流很小，同時(shí)往往保護(hù)計(jì)量共用電流互感器，為確保計(jì)量準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)時(shí)電流互感器變比會(huì)選則較小值。如果是高壓側(cè)故障，短路電流足以使母聯(lián)保護(hù)或主變后備保護(hù)動(dòng)作而斷開故障，如果是低壓側(cè)故障，短路電流可能達(dá)不到母聯(lián)保護(hù)或主變后備保護(hù)啟動(dòng)值，使故障無法及時(shí)切除，嚴(yán)重影響變電所安全運(yùn)行。

2.3.2所用變保護(hù)問題的應(yīng)對(duì)策略

解決所用變保護(hù)拒動(dòng)問題，應(yīng)從合理配置保護(hù)入手，其電流互感器的選擇要考慮所用變故障時(shí)的飽和問題，同時(shí)，計(jì)量用電流互感器一定要跟保護(hù)用電流互感器分開，保護(hù)用電流互感器要安裝高壓側(cè)，以保證對(duì)所用變保護(hù)，計(jì)量用電流互感器要安裝所用變低壓側(cè)，以提高計(jì)量精度。在定值整定方面，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>

3　結(jié)語(yǔ)

在電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。隨著電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展，為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確地設(shè)置繼電保護(hù)裝置，制定合理的保護(hù)策略。

［1］楊子龍.淺議繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景［J］.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011（10）.

［2］艾恒.繼電保護(hù)裝置初析［J］.中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011 （07）.