10kV配電網繼電保護與繼電保護常見故障探討

張弛

摘要：隨著經濟社會的不斷發(fā)展，人們對于電力的需求越來越大，同時對供電的可靠性也提出了更高的要求。而配電網作為連接電網與用戶的主要紐帶，對用戶供電可靠性有著最為直接的影響。而合理應用配電網繼電保護措施，能夠更好的確保供電的可靠性，對于電網運行安全有著非常重要的意義。尤其是當配電網有故障情況發(fā)生時，繼電保護迅速的做出反應，能夠大大減少供電事故的發(fā)生范圍，避免造成大的事故損失。配電網通常運行環(huán)境比較復雜，常常會受到很多因素的影響，不僅會引發(fā)配電網不能持續(xù)穩(wěn)定運行，而且對整個電網的持續(xù)供電也有著最為直接的影響。為此，加強10kV配電網繼電保護措施的研究，對提高整個電力系統(tǒng)的供電可靠性，增強電網公司的優(yōu)質服務水平有著非常重要的意義。

關鍵詞：10kV配電網;繼電保護;故障;措施

1 前言

近年來，國家經濟飛速發(fā)展、科學技術不斷提升，無論是在工業(yè)生產中，還是在人們的日常生活中，都對電力系統(tǒng)有著越來越高的要求。其中包括：最好能夠進行不間斷的供電，如果斷電，則要求斷電范圍要小、時間要短。在電網建設中，電力安全更是重中之重，只有保證繼電保護設施的可靠運行，才能保證電力系統(tǒng)的安全性，才能保障人們的生命財產安全。2 10kV配電網繼電保護的重要性

城市電網運行的安全性和穩(wěn)定性是十分重要的，而10kV配電網作為城市電網中的重要內容，其安全性更是重中之重，保證10kV配電網的安全、可靠運行，是城市供電系統(tǒng)需要開展的重要工作。電力系統(tǒng)的正常運行離不開繼電保護，如果配電網發(fā)生故障，繼電保護裝置就能夠向本級斷路器發(fā)出跳閘指令，快速切除故障元件，避免影響整個供電網絡的運行。同時，繼電保護系統(tǒng)還能夠起到監(jiān)測電力系統(tǒng)運行情況的作用，如果電網運行發(fā)生異常，可以向工作人員發(fā)出警告，不同的故障會顯示不同的信號，能夠幫助工作人員分析故障類型、故障點位置等，從而采取有效措施。即使沒有電力工作人員，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護系統(tǒng)也可以自動切除故障元件，保證非故障設備的穩(wěn)定運行。

3 10KV配電網中繼電保護的有效配置

10KV配電系統(tǒng)運行主要有三種狀態(tài)，也就是正常運行（各種設備以及輸配電線路、指示、信號儀表正常運行），異常運行（電力系統(tǒng)正常運行被破壞，但未變成故障運行狀態(tài)）以及發(fā)生故障（設備線路發(fā)生故障危及到電力系統(tǒng)本身，甚至會造成事態(tài)擴大），按照10KV電力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)設計規(guī)范要求，就必須要在其的供電線路、變壓器、母線等相關部位布設保護設施，如下：

3.1 10KV線路過電流保護。一般10KV電路上最好要設置電流速斷保護，她是略帶時限或無時限動作的電流保護，主要有瞬時電流速斷和略帶時限電流速度，能夠在最短時間內迅速切斷短路故障，從而降低故障持續(xù)時間，有效控制事故蔓延，因此電流速斷保護常常被用到配電網中重要變電所引出線路里，如果有選擇性動作保護要求，就可以采取略帶時限的電流保護裝置。

3.2 10KV配電網中變壓器的繼電保護。一般配電網供配電線路出現短路，其電流很高時，也可以采用熔斷器保護，這種保護裝置有一定條件。如果在10KV配電網中，其變壓器容量小于400KVA情況下，就可以采用高壓熔斷器保護裝置，該裝置能夠幾毫秒內切斷電力，如果其變壓器容量在400KVA-630KVA區(qū)域內，且其高壓側采用斷路器的情況下，就要設置過電流保護裝置或者過流保護時限大于0.5秒的電流速斷保護。

3.3 10KV分段母線的繼電保護。10KV的分段母線也要運行電流速度保護，因為斷路器合閘瞬間，其電流速斷保護就發(fā)揮其應有作用，斷路器合閘后，電力速斷保護就會解除保護作用，主要為了防止合閘瞬間電流過大損壞電力設備和線路。此外，10KV分段母線也要設置過電流保護裝置，要解除其瞬間動作（反時限過電流保護中）。

4 10kV配電網繼電保護常見故障

4.1 設備老化嚴重

現階段我國配電系統(tǒng)中使用的繼電保護設備大部分比較老舊，自動化程度不高，導致繼電保護裝置不能充分發(fā)揮其作用。比如很多老式繼電保護裝置的節(jié)點處多出現氧化塵，這樣會使壓力降低，導致繼電保護裝置的敏感性和準確性下降，很容易出現當電力系統(tǒng)出現故障時繼電保護拒絕啟動應急處理方案或者當異動問題較輕不會對電子系統(tǒng)構成威脅時啟動了應急處理方案，把電器元件與整個電力系統(tǒng)進行了分離，甚至是越級跳閘問題的頻出。

4.2 短路電流造成電流互感器瞬間飽和配電系統(tǒng)中的供應電流一般都很大，當變、配電所出口處發(fā)生短路時，短路電流甚至可以達到電流互感器一次側額定電流的幾十甚至幾百倍，使電流互感器變比的誤差加大，電流速斷保護可能停止工作。短路造成電流互感器飽和，定時限過流保護裝置拒動，從而擴大了故障影響的范圍，嚴重時可能導致整個配電系統(tǒng)癱瘓。

4.3 勵磁涌流的影響

電流速斷保護中沒有將配電變壓器正常運轉時產生的勵磁涌流這一影響因素給予足夠的重視和充分的考慮，會導致這時的勵磁涌流初始值遠遠大于無時限電流速斷保護值，這就造成一些變電所的輸出線在檢修問題時能正常工作運行，而當合上電器開關時反倒容易啟動跳閘這一保護處理機制，更有甚者會在電力系統(tǒng)運行過程中多次出現跳閘問題。

5 應對措施

5.1 加大資金投入，更新老化設備

隨著社會的進步和科技的發(fā)展，配電系統(tǒng)繼電保護裝置和技術得到了很大改善。為了提高繼電保護的效用和性能，需要與時俱進地更新已經老化或者頻出故障的繼電保護設備，同時加大對繼電保護工作的資金投入，以用來購買先進的繼電保護設備，學習先進的繼電保護技術，加強和發(fā)達國家的技術交流與互動，了解相關領域的最新動向和研究成果，使繼電保護系統(tǒng)更好地發(fā)揮其作用，保障配電系統(tǒng)的正常運轉。

5.2 防止勵磁涌流引起誤動

勵磁涌流的衰減情況與時間之間有著密切的聯系。根據現有的研究成果顯示，10 個工頻周波后，衰減后的涌流基本無法通過非實驗室的方法檢測?；谏鲜銮闆r，在保證裝置流暢執(zhí)行輸出元件速動性的基礎上，應根據實際情況延長發(fā)出動作指令的時間，從而有效解決上述問題。結合筆者的工作經驗和國內一些研究成果，筆者認為，延時0.1～0.5s即可有效地降低勵磁涌流對繼電器的負面影響。

5.3 避免電流互感器飽和

在實際工作中，可通過提升電流互感器變比的方式滿足其載荷需求。通常情況下，在常見的常規(guī)用電需求中，配比采用300/5即可，而對于一些工業(yè)用電用戶，可根據實際使用需求進一步提升其比例。除此之外，針對飽和問題，還可通過進一步降低二次負荷量的方式解決：將繼電保護裝置與測量電器的電流互感器分開、縮短二次側電路和增加二次側電路電纜橫截面積等。

6 結語

在電力系統(tǒng)正常運行的過程中，繼電保護是非常重要的。10kV配電網繼電保護的系統(tǒng)性和綜合性比較強，需要在實際工作中科學進行10kV配電網繼電保護設備的安裝、檢測和保護工作等，以提高其靈敏性和可靠性，保證電力系統(tǒng)能夠正常、安全、穩(wěn)定的開展工作。

參考文獻

[1]朱海英.10kV電力線路故障繼電保護與自動裝置動作分析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2016，（21）：91-92.

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