淺談10kV變電所的保護(hù)

張婧

摘 要：在電力系統(tǒng)中，10kV變電所是非常重要的一部分，能否安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。為了確保10kV變電所正常運(yùn)行，必須正確配置繼電保護(hù)裝置。

關(guān)鍵詞：陣地供電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；10kV

1 10kV變電所的重要地位

電力系統(tǒng)是由各級(jí)電壓的電力線路將發(fā)電廠、變配電所和電力用戶聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的整體。電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng)。習(xí)慣上，電網(wǎng)或系統(tǒng)往往以電壓等級(jí)來(lái)區(qū)分。其中，10kV電網(wǎng)是覆蓋最廣的電網(wǎng)。它有10kV變電所和電力線路組成。因此，10kV變電所是電力系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)之一。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到用電的暢通、涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。因此要全面理解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

10kV變電所中包含一次回路和二次回路，一次回路比較簡(jiǎn)單、更為直觀，在設(shè)置上比較容易；而二次回路相對(duì)比較復(fù)雜，并且二次回路包括了大量的保護(hù)裝置、控制裝置、監(jiān)測(cè)裝置和調(diào)節(jié)裝置。為了確保10kV變電所的正常運(yùn)行，必須正確地設(shè)置保護(hù)裝置。所謂保護(hù)裝置就是在10kV變電所中用來(lái)對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的一套專門的自動(dòng)裝置。

2 10kV變電所的幾種運(yùn)行狀況

（1）變電所的正常運(yùn)行

變電所的正常運(yùn)行是指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均處于額定狀態(tài)下工作；各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況。

（2）變電所的故障

變電所的故障是指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了故障，危及到設(shè)備本身或系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況。

（3）變電所的異常運(yùn)行

變電所的異常運(yùn)行是指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障的運(yùn)行狀況。

3 10kV變電所保護(hù)裝置的任務(wù)

10kV變電所保護(hù)裝置的任務(wù)主要包括三方面：

（1）變電所運(yùn)行正常時(shí)，保護(hù)裝置能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)。

（2）變電所中設(shè)備或線路出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置能自動(dòng)地、迅速地、有選擇性的切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。

（3）變電所中出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置能及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或報(bào)警，通知值班人員盡快做出處理。

不難看出，在10kV變電所中裝設(shè)保護(hù)裝置的主要任務(wù)是通過(guò)縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生，達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷的目的。

4 對(duì)保護(hù)裝置的基本要求

對(duì)保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)，即：選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性。

（1）選擇性

當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能有選擇性地將故障部分切除，也就是它應(yīng)首先斷開(kāi)距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其他非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。

10kV變電所中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)。必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。

（2）靈敏性

靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)故障和異常工作狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位置如何、不管短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動(dòng)作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)，又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。靈敏系數(shù)越高，則反映輕微故障的能力越強(qiáng)。

（3）速動(dòng)性

速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障，縮短切除故障的時(shí)間，減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損壞，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，為電氣設(shè)備的自啟動(dòng)創(chuàng)造條件。

故障切除的時(shí)間是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與斷路器的跳閘時(shí)間之和。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時(shí)間就已經(jīng)確定了，目前，我國(guó)生產(chǎn)的斷路器的跳閘時(shí)間均在0.02s以下，所以實(shí)現(xiàn)速動(dòng)性的關(guān)鍵是選用的保護(hù)裝置應(yīng)能快速動(dòng)作。

（4）可靠性

保護(hù)裝置應(yīng)能正確地動(dòng)作，并隨時(shí)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。如不能滿足可靠性的要求，保護(hù)裝置反而會(huì)成為擴(kuò)大事故或直接造成事故的根源。為確保保護(hù)裝置的可靠性，要求對(duì)保護(hù)裝置正確無(wú)誤進(jìn)行整定計(jì)算及安裝調(diào)試；同時(shí)，要求保護(hù)裝置內(nèi)的各元件的質(zhì)量要可靠、運(yùn)行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)化有效、以提高保護(hù)的可靠性。

5 10kV變電所應(yīng)配置的保護(hù)

按照10kV變電所的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在10kV的配電線路、電力變壓器上一般應(yīng)設(shè)置一下保護(hù)裝置。

（1）10kV電力線路應(yīng)配置的保護(hù)

10kV電力線路一般均裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5～0.7s時(shí)，并沒(méi)有保護(hù)配合上的要求時(shí)，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)；重要的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動(dòng)作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)帶有時(shí)限的電流速斷保護(hù)。

（2）10kV電力變壓器應(yīng)配置的保護(hù)

1）當(dāng)電力變壓器容量小于400kVA時(shí)，一般采用高壓熔斷器保護(hù)。

2）當(dāng)電力變壓器容量為400～630kVA時(shí)，高壓側(cè)采用高壓熔斷器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，而當(dāng)過(guò)電流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)于油浸式電力變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。

3）當(dāng)電力變壓器容量為800kVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)過(guò)電流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)于油浸式電力變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。另外設(shè)溫度保護(hù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著電力水平的發(fā)展，10kV變電所的保護(hù)也越來(lái)越重要。能夠?qū)ΡＷo(hù)裝置進(jìn)行正確的配置，是能夠?qū)收线M(jìn)行快速切除、保證變電所可靠運(yùn)行的關(guān)鍵所在。