低壓配網(wǎng)中繼電保護(hù)的探討

摘 要：在電力系統(tǒng)中，電氣線路把各種電氣設(shè)備緊密的聯(lián)系在一起。通常，電氣故障的發(fā)生一般是因為它的運行環(huán)境復(fù)雜、覆蓋范圍大或者因為人工操作失誤，這些故障時不可避免的。因此，在低壓配網(wǎng)中，要仔細(xì)烤爐上下級之間的繼電保護(hù)的配合條件。當(dāng)發(fā)生非選擇性動作的時候，一般是因為選配不當(dāng)，這會出現(xiàn)斷路器發(fā)生越級跳閘的情況。

因為生產(chǎn)低壓配網(wǎng)繼電保護(hù)的自動裝置的廠家很多，還有許多不同型號的自動裝置，所以，驗收過程中要依照規(guī)范嚴(yán)格進(jìn)行，通過對繼電保護(hù)自動裝置的電源可靠性、性能及二次回路檢查來保證配電網(wǎng)絡(luò)安全可靠的運行。

關(guān)鍵詞：低壓配網(wǎng)；保護(hù)拒動；繼電保護(hù)；定值整定

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0054-02

1 線路中勵磁涌流問題

1.1 線路中勵磁涌流對繼電保護(hù)裝置的設(shè)置

（1）勵磁涌流屬于變壓器特有的（如圖1）。變壓器空投的時候，其中的磁通無法突變，這樣會使非周期分量磁通出現(xiàn)，從而導(dǎo)致其中的鐵芯飽和，而勵磁電流則會快速變大。勵磁涌流的最大值能夠高達(dá)其6～8倍的額定電流，同時這也和它的容量有著密切關(guān)系，當(dāng)變壓器的容量越大時，勵磁涌流的倍數(shù)就越小。非周期分量存在于勵磁涌流中，它是照一定的時間系數(shù)來衰減，其時間常數(shù)一般受變壓器容量的影響，它們的關(guān)系是容量大，時間常數(shù)越大，涌流所存在的時間也越長。

（2）線路中安裝著許多配電變壓器，當(dāng)在這些線路投入的時候，該配電變壓器應(yīng)該掛在線路上，在合閘的時候，由變壓器產(chǎn)生的勵磁涌流反復(fù)反射、疊加在線路上，由此出現(xiàn)一個電磁暫態(tài)的復(fù)雜過程，當(dāng)阻抗比較小的時候，涌流可能會比較大，而時間常數(shù)也會比較大。

在二段式的電流保護(hù)中，因為要同時考慮靈敏度，就要開啟電流速斷保護(hù)，通常動作電流值會比較小，這個現(xiàn)象在阻抗大或者長線路上會尤其明顯。如果裝置的整定值小于勵磁涌流的值，那么就會啟動保護(hù)誤動。當(dāng)阻抗大、變壓器容量小、數(shù)量少的時候這種情況并不會很突出，因此很容易忽視，但是只要容量增大或者個數(shù)增多的時候就會被發(fā)現(xiàn)。

1.2 防止涌流引起的誤動的方法

具有許多二次諧波是勵磁涌流的一個很明顯的特征，利用這個特征，主變主保護(hù)利用這個來阻止因為勵磁涌流而引起的誤動作，若想把這個使用在10kV的線路保護(hù)時，需要改造保護(hù)裝置，裝置的復(fù)雜性會大大增加，它的實用性也會因此而降低。勵磁涌流會隨時間的延長而逐漸減少，開始的時候涌流很大，經(jīng)過一段時間以后，會衰減為零，電流流過保護(hù)裝置的被稱為線路負(fù)荷電流，根據(jù)這個特征，把短時間延時加入到電流速斷保護(hù)中，可以避免因為勵磁涌流而產(chǎn)生的誤動作，這個方法的優(yōu)點在于可以不對保護(hù)裝置進(jìn)行改造或者只是簡單改造，即使這樣會增大發(fā)生故障的幾率，對故障時間來說也會增加，但是對于一些類似10kV的系統(tǒng)來說，他們對于穩(wěn)定運行的影響會比較小，所以可以適用。為了能夠可靠的避開勵磁涌流，也需要把延時加入到保護(hù)裝置內(nèi)的加速回路中去。根據(jù)多組數(shù)據(jù)的分析，一般可以在10kV的線路中加入0.15～0.2s的時限，這些數(shù)據(jù)表明，這種運行方式比較安全，同時還能較好的避開因勵磁涌流而產(chǎn)生的誤動作。

2 TA飽和問題

2.1 TA飽和與保護(hù)的關(guān)系

10kV線路的出口處，短路電流比較小，尤其是位于農(nóng)網(wǎng)內(nèi)的變電所，因為它們離電源很遠(yuǎn)，所以它們的阻抗比較大。在同一條線路中，短路電流的大小會因為系統(tǒng)的運行方式和規(guī)模的不同而有差異。若系統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)大，則短路電流也會變大，有時會達(dá)到幾百倍的TA額定電流，線路中原有的一些能夠正常使用的裝置可能會達(dá)到飽和；若發(fā)生短路故障，這個故障是暫態(tài)過程，其中的短路電流內(nèi)有許多非周期分量，這又促進(jìn)了TA的飽和。當(dāng)線路發(fā)生短路的時候，因為TA已經(jīng)飽和，這會使被第二次感應(yīng)到的電流變得很小或者趨近于零，引發(fā)保護(hù)裝置的拒動，該故障需要用主變后備保護(hù)同母聯(lián)斷路器來切斷，這會使故障時間被延長，擴(kuò)大故障發(fā)生的范圍，降低供電的可靠性，然后威脅設(shè)備的可靠運行。

2.2 避免TA飽和的辦法

（1）TA飽和的意義就是TA鐵芯內(nèi)的磁通發(fā)生飽和，且磁通密度正比于感應(yīng)電勢，所以，當(dāng)TA的二次負(fù)載的阻抗比較大的時候，電流相同的情況下，感應(yīng)電勢就會增大，又或者在負(fù)載阻抗相同的情況下，二次電流就會增大，它的感應(yīng)電勢就會增大，在這兩種情況下，鐵芯內(nèi)的磁通密度就會增大，當(dāng)它增大到某一數(shù)值的時候，TA就達(dá)到飽和。在TA過度飽和的時候，一次電流全部轉(zhuǎn)化成勵磁電流，而二次側(cè)感應(yīng)電流就會變成零，導(dǎo)致流經(jīng)繼電器的電流變成零，引發(fā)保護(hù)裝置的拒動。

（2）在避免TA的飽和時有兩個方法可以進(jìn)行，一個是在對TA進(jìn)行選擇的時候，變比不可以選擇得過小，必須要考慮在線路短路的時候TA能否飽和的問題，通常，10kV的線路保護(hù)變比盡量選擇大于300/5。在另一個方法，對于TA的二次負(fù)載阻抗最好要減少一點，最好能夠避開同計量和保護(hù)共同使用TA，對二次電纜的截面要加大同時還要縮短電纜長度；至于自動化變電所，10kV線路要盡量選擇集測控保護(hù)于一身的產(chǎn)品，同時要于控制屏上安裝，只有這樣才能最大程地降低二次回路阻抗，阻止TA的飽和。

3 所用變保護(hù)

3.1 所用變保護(hù)存在的問題

（1）所用變是一類較為特殊的裝備，它具有較高的可靠性，較小的容量，同時還有很特殊的安裝位置，大多數(shù)情況下它都安裝在10kV的母線上，短路電流基本和它的高壓側(cè)短路電流一樣，甚至可以達(dá)到十多個千安，在低壓側(cè)出口的短路電流也會比較大。以前，大家一般不會對變保護(hù)的可靠性有較高的重視，但是這會對整個系統(tǒng)的運行安全產(chǎn)生較大的威脅。

（2）在以前的使用中，變保護(hù)多使用熔斷器保護(hù)，雖然它的安全性和可靠性比較高，但是隨著容量的增大和所要求的綜合自動化，這種做法現(xiàn)在已經(jīng)不能再滿足使用要求。目前正在改造或者新建的變電所或者綜合自動化所，大多數(shù)已經(jīng)配置了變開關(guān)柜，這種保護(hù)裝置和10kV的線路比較相似，但是人們經(jīng)常會忽視具有保護(hù)作用的TA的飽和問題。因為所用變?nèi)萘勘容^小，它的一次額定電流較小，但是為了保護(hù)計量所以會共用TA，為了保證它的準(zhǔn)確性，在設(shè)計的時候會選擇比較小的TA變比，甚至有些地方會使用10/5。但是如果按照上述做法，在所用變發(fā)生故障的時候，TA會過度飽和，二次回路電流接近為零，會讓所用變的保護(hù)裝置拒動。若高壓側(cè)發(fā)生故障，它的短路電流已經(jīng)足夠使主變后備保護(hù)或者母聯(lián)保護(hù)動作而把故障斷開；若故障發(fā)生在低壓側(cè)，它的短路電流可能不會達(dá)到主變后備保護(hù)或者母聯(lián)保護(hù)啟動所需要達(dá)到的數(shù)值，因此不能及時把故障切除，最終會使變電所的正常運行遭到破壞。

3.2 解決方法

想要把所用變保護(hù)拒動問題解決，就要配置合理的保護(hù)人手，通過對所用變在發(fā)生故障時的飽和問題的考慮來選擇TA的型號，當(dāng)然，用來保護(hù)的TA一定要和計量用的TA分開，高壓側(cè)上安裝保護(hù)用的TA，來對所用變進(jìn)行保護(hù)，低壓側(cè)上安裝計量用的TA，來增大計量精度。定制整定上，根據(jù)所用變低壓出口短路對電流速斷保護(hù)進(jìn)行整定，而過負(fù)荷保護(hù)需要根據(jù)所用變的容量來整定。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)安全運行，服務(wù)于配電網(wǎng)，若配電網(wǎng)不能安全運行，定然會對正常的用戶供電造成影響，目前配電網(wǎng)的設(shè)備都比較先進(jìn)，利用有效的手段進(jìn)行監(jiān)測，使用合理的方法進(jìn)行檢查，用安全可靠的技術(shù)來支持，只有保證配電網(wǎng)的繼電保護(hù)的自動裝置具有良好的完好性，才能為正常輸電提供良好的保證。

參考文獻(xiàn)

[1]郭 麗.繼電保護(hù)自動裝置運行故障的原因分析[J].科技風(fēng)，2013（1）.

[2]國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（試行）.繼電保護(hù)專業(yè)重點實施要求國家電力調(diào)度通信中心.2005.

[3]韓 婷，馮 毅.探討繼電保護(hù)自動裝置狀態(tài)檢修的可靠性研究[J].中國科技投資，2012（33）.

[4]齊曉平.電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動裝置的實驗研究[J].科技與企業(yè)，2012（23）.

[5]國家電網(wǎng)公司輸變電工程施工工藝示范手冊.變電工程分冊電氣部分.2006.

收稿日期：2018-3-21