城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨

雷湘军

摘要：城市电网10kV配电系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成部分。它能否安全、稳定、可靠地运行,不但直接关系到党政机关、工矿企业、居民生活用电的畅通,而且涉及到电力系统能否正常的运行。随着我国的能源不断地开发，用电方面有了许多的突破，从人工发电到太阳能的装置，这些都在不断地进步，但目前我国国内常用的电流保护主要是反时限过电流保护、定时限过电流保护、电流速断保护，对于这些保护进行了系统的分析按照各类保护装置的基本构成、保护范围、动作原理、配合方法、优缺点，给出了详细的整定计算过程，而在电力系统中，种类多样、数量繁多的电气设备是通过电气线路紧密的联系起来，将介绍10kV供电系统中变压器常见的故障，并提出了具体的继电保护措施，供大家参考。
关键词：kV供电系统；继电措施；继电保护
Abstract: urban power grid 10 kV power distribution system is the electric power plant and substation system, transmission and distribution of electricity and five links important constituent. Can it safe, stable and reliable operation, not only directly related to the party and government organs, industrial and mining enterprises, residents living power clear, but also related to the power system can normally. Along with our country's energy continuously develops, power has a lot of breakthrough, from manual power generation to solar devices, these are in constant progress, but at present our country domestic commonly used current protection mainly is the inverse time over current protection, the time limit set over current protection, electric current instantaneous break protection, for the protection of the system analysis of all kinds of protection device according to the basic constitution, the scope of protection, action principle and cooperate with the method, the advantages and disadvantages, gives the detailed setting calculation process, and in the power system, are varied, numerous electrical equipment is through the electrical lines close ties up, will introduce 10 kV power supply system of transformer common fault, and puts forward the specific relay protection measures, for your reference.
Keywords: kV power supply system; The relay measures; Relay protection

中图分类号： U223.6 文献标识码：A 文章编号：
1 10 kv供电的系统模式
在我国科技是第一生产力，装备是科技的载体，推动电力能源是科技的进步，发展先进电力装备，是构建清洁、高效、安全、稳定电力能源体系的需要，是技术进步的体现，是促进电力自动化行业生产力发展的重要举措，随着人们的用电量的提高，可以说，电气系统发生故障是必然的、也是不可避免的，电力系统是一个关联度很高的系统，任何一处发生事故都会对整个系统的顺利运行产生重大影响，在电力系统中，各种类型大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起，在电力系统中任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响，10KV供电系统是电力系统的一部分，它能否安全、稳
定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行，城市电网10kV配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不能完全避免的。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置，为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置，只有采用继电保护装置才是最完美的措施，因此，在10kV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分，当配电变压器容量小于400KVA时：一般采用高压熔断器保护；10KV线路一般均应装设电流保护，当过流保护的时限不大于0．5s～O．7s，并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；根据《建筑照明设计标准}GB50034—2004中的规定，居住建筑每户照明功率密度值(现行值)不宜大于7W／M2，对应的照度值分别为，起居室、厨房、卫生间均为100LX，卧室为75LX，餐厅为150LX；居住建筑照明场所的显色指数Ra不小于80，光源应选用暖色，其相关色温不大于3300K。
2继电保护的保护措施
在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置，我们一般选用节能型日光灯，功率小，亮度大，光效好，采用反时限过流保护时，其瞬动部分应解除；对于负荷等级较低的配电所可不装设保护，利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路，一般均作用于发信号，在部分发达城市因电容电流较大10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式，此时零序电流保护直接作用于跳闸，现代住宅中插座的选型、布置位置、数景和安装高度部直接父系到住户今后的使用效果，我认为：所有住宅规范要求的插座数量为最低标准，实际中根据需要适当增加，并合理布置，住宅电气设计首先应根据各房间功能明确各个房间可能会有哪些家用电器，然后根据建筑平面图，在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响，电力系统发电，变电，输电到配电这些都要严密的进行。随着电力系统容量的不断扩大和电压等级的提高，为了保证系统的安全稳定运行，要求继电保护切除故障的时间愈来愈短，110kV变电站35kV出线开头过流保护整定时间O．5s，这样一来，35kV变电站分段式电磁型元件的定时限过流保护的时限阶梯就很难设置和实施，常常造成越级跳闸事故，目前，一般企业高压供电系统中均为10KV系统，在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置，这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护，不推荐使用在变电站10kV出线开关处，因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态，故障中最常见的危害最大的是各种形式的短路，在电路设计方面，采用光电耦合器作为逻辑耦合器件，以便装置在逻辑功能上具备整体性，电路结构上具有独立性，因而不产生交叉干扰影响，采用稳定可靠的直流电源，并分类独立设置，根据各级保护的状态
作出逻辑分析和判断，确定故障范围并指令相应开关切除故障，可使逻判功能定时限过流保护的△t缩短到只需数毫秒，大大加快了切除
故障的速度。
3继电保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的，在10KV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不问断，在10KV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分，瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流，电流速断保护是由电磁式中间继电器、电磁式电流继电器、电磁式信号继电器构成的。它一般不需要时问继电器。常采用直流操作，须设置直流屏。由于只有当短路电流大于保护装置的动作电流时，保护装置才能动作，所以瞬时电流速断保护不能保护设备的全部，也不能保护线路的全长，而只能保护线路的一部分，对于最大运行方式下的保护范围一般能达到线路全长的50％即认为有良好的保护效果；对于在最小运行方式下的保护范围能保护线路全长的15％一20％，即可装设，为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些，略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护，在变压器差动保护整定时，躲过系统单相接地故障时的最大零序电流，此方案的最大缺点是差动保护的启动值需躲过区外故障最大零序电流，抬高了动作门坎，降低了灵敏度，小电阻接地系统零序保护的零序电流的获取和馈线接地变压器等保护对象的保护配置和整定原则，从故障点看进去的人口零序阻抗变小，导致三序电流都增大，故障点处的零序电压分量降低，流过故障支路和非故障线路保护处的零序电流均减小，此时，流过故障线路保护处的零序电流依然是非故障线路零序电流以及变压器对地零序电流之和也由此减小。
4、电流速断保护
4.1电流速断保护　　电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。 4.2电流速断保护的构成　　电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。 4.3瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围　　瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作。 4.4瞬时电流速断保护的基本原理　　瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。
4.5略带时限的电流速断保护　　瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速，但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护线路的全长，但动作时限太长。因此，它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样，当下一段线路始端发生短路时，保护也会起动。为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。
5结束语
目前，不同的是电网系统及电网输出系统的组合与配置的不同，输送电力的大小也不同，随着电网规模的发展，为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值，确保我国的电网有序合理的进行。
参考文献：
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2.余贻鑫;;新形势下的智能配电网[J];电网与清洁能源;2009年07期
3.徐秀峰;;城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨[J];职业圈;2007年19期