10kV配网系统的继电保护策略探讨

10kV配网系统的继电保护策略探讨

常欣

常欣

（国网河南郑州市供电公司）

摘要：10kV配电网是电力系统重要内容，其覆盖范围比较广，运行效果直接关系到人们生活质量。就10kV配电网来说，其走径复杂度较高，并且设备参差不齐，很容易受环境气候等因素影响，导致在运行过程中出现故障。为提高电网运行稳定性与安全性，就需要重点做好对继电保护工作的研究。基于此，文章对10kV配电网继电保护技术进行研究,明确其所具有的特点,对存在的不足进行分析,确定要点从不同角度进行优化,争取不断提高系统运行效率。

关键词：10kV供电系统；继电保护；可靠性

一、10kV供电系统的常用继电保护技术模式

1、电流速断保护模式

在输电系统的线路结构中出现短路现象的条件下，会对线路供电功能的正常运行造成严重的不良影响，严重时甚至会因为短路结构中蓄积的热效应现象导致线路或者是附属技术构件被烧毁。在安装配置继电保护技术装置的条件下，一旦供电线路中出现短路故障，继电保护装置会在最短的时间内做出技术应答，直接切断存在短路现象输电线路段的电能供应，防止因局部电流过大引致的热效应现象，导致供电线路设备被烧毁。继电保护装置实施的过电流保护技术功能主要有两种表现形式：其一是带时限的电流速断保护；其二是无时限的电流速断保护。在无时限电流强度速断保护模式之下，继电保护技术装置可以在短路故障发生之后迅速完成技术动作的执行，最大限度地维持电路结构的安全稳定运行状态，减少重大技术事故事件的发生概率。然而这种继电保护技术实现模式本身就存在使用时间有效性层次的局限性，且其技术整定值参数本身存在充分的选择性特质，因而这种继电保护技术实施方式往往无法在单独使用条件下发挥自身的最佳技术效能，需要与其他继电保护技术方式进行结合使用。

2、定时限过电流保护模式

定时限过电流保护装置主要由电磁式信号继电器、中间继电器以及中间继电器组成,在实际应用中分别被作为信号元件、出口元件以及时限元件。在研究时需要明确短路电流大小并不会对继电保护动作效率产生不良影响,需要根据时间继电器来正定获得动作时间,并且在一定条件下,时间继电器为连续可调状态。此种保护装置一般选择用直流操作方式,并且设置为直流屏,因为根据动作时间来获得选择性,因此保护动作选择性具有更高程度的保证与灵敏度,经常被用于变配电所的保护。

3、反时限过电流保护模式

反时限过电流保护模式的有效动作时间长短，本身与线路出现短路现象时的电流强度紧密相关，通常短路电流强度越大，动作有效时间就越短，短路电流强度越小，反之。反时限过电流保护继电保护装置主要是由感应型继电器设备构成的，缘于感应型电流继电器本身同时具备启动元件和时间元件的双重定位属性，且触点容量较大，能够实现直接跳闸技术动作，不需要运用中间继电器技术构件，但是这种继电器设备内部本身接不进机械性吊牌信号装置，因此不能引入运用信号继电器工件。这种继电保护装置具备较为简单的外部接线结构以及较为复杂的内部接线结构，能够在满足基本运行技术环境需求的条件下，稳定发挥继电保护功能。

4、低周减载保护

低周减载保护是一种比较常见的应用性输电线路保护技术。低周减载技术装置的保护作用是通过针对输电线路技术网络的运行频率展开动态监测而具体实现的。当输电线路技术网络中的电压参数强度和电流参数强度均大于整定值时，系统实际上会表现出较为强烈的负荷应答状态，直接引致电力能源网络系统的运行频率明显下降，且频率参数的下降速度会明显小于整定值。当频率参数的数值水平与整定值相等时，将会执行“出口”技术动作，直接引致低周减载保护技术装置的压板发生跳转、使电网技术系统实现对部分用电负荷的拋减技术目标，进而保障电力能源网络技术系统始终处于正常运行状态。

二、配电系统机电保护的常见问题

1、励磁涌流造成误动

在10kV系统继电保护设施中存在着一个关键的保护措施，即电流速断保护。其设计思路是根据其在电路中运行的最大荷载量，依据最大运行方式下的线路末端三相短路电流进行整定。电流灵敏度不得低于1.2，因此动作电流值通常来说不会太大，配电变压器较多，线路也比较长，所以电流值反而会更小。一般在整定电流时，不会考虑到投运过程中配电变压器的励磁涌流现象对无时限电流速断保护的影响。因而可能会出现励磁涌流的初始值大于无时限电流速断所设置的保护值的情况，以至于一些变电所的10KV出现在检修过后恢复送电时因为励磁涌流问题而跳闸，不能够正常地送电。

2、电流互感器过度饱和

在系统规模不断加大的情况下，10kV系统短路电流也会随之变大。当变、配电所出口产生短路时，短路的电流有时可能会比平时的电流高出几百倍，出现急剧加大的情况，同时可能会超于电流互感器的限定电流。如果是稳态短路，灵敏度不高的电流速断保护可能会发生不运作的故障，其主要原因是电流互感器变比出现误差，伴随着短路电流倍数的加大而增大导致的。由于电流互感器的过度饱和，发生10kV线路短路时，电流互感器几乎感应不到二次侧电流的故障，出现不正常工作的问题。如果在配电所方面发生过流保护拒动而导致配电所发生进线保护动作，那么就需要全面停止整个配电所的工作。如果只是10kV配电系统在发生短路的现象，那么仅仅需要通过主变压器或是母联断路器的后备保护进行切除，避免故障范围继续扩大，降低故障造成的影响并减少故障持续的时间。

三、配电系统继电保护的应对措施

1、防止涌流引起误动

励磁涌流的大小是随着时间的增长而不断减弱的。最初，励磁涌流的数值都比较大，对于小型变压器来说，在完成了七至十个工频周波后，涌流的大小基本就能够减弱到可以忽略不计的情况。因而，我们可以依据涌流的这个特点采取措施防止涌流过大。一般说来，可以给电流速断保护增加一定的空间延时，这就能够在最大程度上避免由于励磁涌流产生的误动作。这种措施最大的优点就是不用改造保护装置，应用起来较为简便。虽然这种措施可能会增加一定的故障时间，然而对于10kV的配电系统来说，这些影响是可以忽略不计的。为了保证系统在实际运行过程中能够最大程度降低励磁涌流的影响，在保护装置系统的回路中也应该加入延时时间。通常来说，我们可以在无时限的电流速断保护及加速回路中增加0.1-0.5s的延时时限。

2、避免电流互感器过度饱和

对于有效避免电流互感器过度饱和的问题，可以从以下两个角度着手考虑：一是要正确地选择与实际情况相符合的电流互感变压器，注意不要过小，通常在10kV的配电系统中选用的电流互感器变比尽量大于300/5；二是在最大程度上降低电流互感器的二次负载，尽量保证机电保护装置及计量装置分开使用各自的电流互感器，尽量使用长度较短的电流互感器二次侧电缆，此外还要增大二次侧电缆的横截面的面积。对于10kV的线路来说，应该尽可能应用既能够测控又能够保护配电系统的电流互感器，有效地防止电流饱和。

结束语

总而言之，在当今的城市电网中，10kV的配电系统是否能够正常的、有序的、安全稳定的工作，直接影响着整个城市电网的供电质量。在配电系统中安装继电保护装置时，必须要经过严密的筛选并与供电实际相结合，选择灵敏性、可靠性比较高的、选择能力和速动性能较为良好的继电保护装置。此外，还要应用一些保护措施以保证继电保护装置能够完成日常的防护工作，保障电力系统安全、可靠、稳定的运行，以有效地促进我国10kV配电系统继电保护的事业能够持续稳定的发展。

参考文献

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[2]李振江.10kV配电系统继电保护现场调试中的若干问题分析[J].时代经贸.

[3]解江胜.城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨[J].电子世界,2013(24):69~69.