10kV电力系统继电保护装置配置设计研究

保护动作而断开故障 ， 如果是低压侧故障 ， 电流可能达不 短路 到母 联保护或主变后备保 护的启动值 ，使得故障无法及时切 除， 最终烧毁所用变 ， 严重影响变电所 的安全运行 。 （） ２ 解决办法 。解决所用变保 护拒 动问题 ， 应从合理配置
保护人 手 ，其 Ｔ Ａ的选择 要考虑所 用变故 障时饱和 问题 ， 同 时 ，计量用的 Ｔ Ａ一定要跟保护 用的 Ｔ Ａ分开 ，保护用 的 Ｔ Ａ
收稿 日期 ：０ ２ Ｏ — Ｏ ２ １ 一 １ １
（ ）Ａ饱和对保护的影 响。 ０ Ｖ线路出 口处短路 电流一 １ ｒ １ｋ 般都较小 ， 特别是农 网中的变 电所 ， 它们往往远离 电源 ， 系统 阻抗较大 。 于同一线路 ， 口处短路 电流大小会 随着 系统规 对 出 模及运行 方式 不同而不 同。随着系统规模 的不断 扩大 ，０ Ｖ １ｋ
电流 ， 可达 十几 ｋ 低压侧 出 Ｅ短路 电流也较大 。 Ａ， ｌ 人们一直对 所用变保护的可靠性重视不足 ， 这将对 所用 变直至整个 １ｋ ０Ｖ 系统的安全运行造成很大的威胁。
和； 另一方 面 ， 路故障是一个 暂态过程 ， 短 短路 电流 中含大量 非周期分量 ， 又进一步加速 Ｔ Ａ饱和 。 １ｋ 在 ０ Ｖ线路短路时 ， 由
于Ｔ Ａ饱和 ， 感应到二次侧 的电流会很小 或接近于零 ， 使保护 装置拒动 ， 故障要 由母联断路器或主变后备保护来切除 ， 不但
延长了故障时 间 ， 使故 障范同扩大 ， 影响供 电可靠性 ， 而且严
传统的所用变保 护使 用熔 断器保护 ， 其安全可靠性还是
比较高 ， 随着 系统短路容量 的增大 以及综合 自动化的要求 ， 但 这种方式 已逐渐满足不了要求。 现在新建或改造 的变 电所 ， 特
作者简 介 ： 王鹏（９４ ） 男， 东中山人 ， １８一 ， 广 大学本科 ， 主要 从事
电力工程造价及施工管理工作 。
第 ３ 卷 第 ３ 期 ９
王
鹏 ： 于 ｌ Ｖ电 力 系 统继 电保 护 装 置 配 置 设 计 的 几 点 问题 探 讨 关 ０ｋ
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系统短路电流会 随着变大 ，可 以达 到 Ｔ Ａ一次额定 电流 的几 百倍 ，系统 中原有一些能 正常运行 的变 比小 的 Ｔ Ａ就可能饱
负载阻抗大 ， 同样 电流情况下 ， 在 二次 回路感应 电势就大 ， 或 在同样 的负载阻抗下 ， 二次 电流越大 ， 感应 电势就越大 ， 这两 种情况都会使铁 芯中磁通密度 大 ，磁通 密度 大到一定值 时 ，
Ｔ Ａ就饱 和。Ｔ Ａ严重饱和时 ， 一次电流全部变成励磁 电流 ， 二
次侧 感应 电流 为零 ， 流过电流继电器的电流为零 ， 保护装置就
（） ４ 可靠性 ： 保护装置应能 正确 的动作 ， 并随时处 于准备 状态 。 如不能满足可靠性 的要求 ， 保护装置反而成为 了扩大事 故或直接造成故障 的根源。 为确保保护装置动作的可靠性 ， 则 要求保护装 置的设计原理 、 整定计算 、 安装调试 要正确无误 ；
（ ）防止 涌流 引起误动的方 法。励磁涌流有一 明显 的特 ２ 征， 就是 它含有大量 的二次谐波 ， 在主变主保 护中就利用这个 特性 ， 防止励 磁涌流引起保 护误 动作 ， 来 但如果用在 ｌｋ Ｏ Ｖ线 路保护 ，必须对保护装置进行改造 ，会大大增加装置 的复杂
摘 要 ： 电保护装置 为 １ｋ 继 ０ Ｖ供 电系统发 生故障时 ， 电保护机构动作 ， 继 并接通 断路 器脱扣线 圈并给 出报 警信 号， 以达 到 对 系统进 行 保 护 的 目的 。
关键词 ：０Ｖ 电力 系统 ； １ｋ 继电保护 ； 设置设计 中图分类号 ：Ｍ７４ Ｔ ７ 文献标识码 ： Ａ
别是综合 自动化所 ，大多配置所用 变开关柜 ，保护配置也跟
重威胁运行设备 的安全 。 ｆ 避免 Ｔ ２ ） Ａ饱和的方法 。Ｔ Ａ饱 和其 实就 是 Ａ铁芯 中磁 ｒ
通饱和 ， 而磁 通密度 与感应 电势成正 比 ， 因此 ， 如果 Ｔ Ａ二次
１ｋ ０ Ｖ线路 相似 ，而人们往往 忽视 了保护用 的 Ｔ Ａ饱和 问题 。 由于所用变容量小 ， 一次额定 电流很小 ， 同时往往保护计量共 用 Ｔ 为确保计量的准确性 ， Ａ， 设计时 Ｔ Ａ变 比会选得很小 ， 有 的地方甚至选择 １／。 ０５ 这样一来 ， 当所用变故障时 ，Ａ将严重 Ｔ 饱和 ，感应到二次回路电流几 乎为零 ，使所用变保护装置拒 动。 如果是 高压侧故 障 ， 短路电流足以使母联保护或主变后备
ｌｋ Ｏ Ｖ供 电系统是 电力系统的一部分。 它能否安全 、 稳定 、
３ 所用 变保 护
（） １所用变 保护存在 的问题 。所用变是一 比较特殊 的设
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 。因此要全 面地理解和执行地 区电业
备， 容量较小但 可靠性要求非 常高 ， 而且安装位 置也很特殊 ，
文章编号 ：０ ７ ８ ２ （０ ２ ０ — ２ ０ ０ １０ — ３ ０ ２ １ ）３ ０６ － ２
Ｄｉｃ ｓｉ ｎ ｏ ｈ Ｏ Ｖ ｏ ｒ ｓ ｓｅ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｅ ｉ ｅ ｃ ｎ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｄ ｓｇ ｓ ｕ ｓｏ ｎ ｔ ｅ ｌ ｋ ｐ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｄ ｖ ｃ ｏ ｆｇ ｒ ｔｏ ｅ ｉ ｎ ａ ｆ ｗ ｉ ｔ ｅ ｐｏｎ ｓ
很多时候变 电所增容后 出现 １ｋ Ｏ Ｖ线路 由于涌流 而无 法正常
投入 的问题。
正常运行 。 中的继 电保护装置能满足上述要求 的， 系统 就称为
有选择性 ； 否则就称为没有选择性。 （） ２ 灵敏性 ： 灵敏性系指继 电保护装置对故 障和异 常工作
状况 的反映能力。继电保护装置对于保护范围 内发生的故障 和不正常工作状态 ，其装置 中保护机构的动作灵敏度称 为灵 敏性 。灵敏性 以灵敏系数来表述 。 （） ３ 速动性 ： 速动性是指保护装置应能尽快地切 除短路故 障。当系统 内发生故障时 ， 保护装置快速切除故 障， 使短路点 附近 的母线电压降低的时间缩短 ， 以减少对用电设备 的影响 。 如果故 障能在 ０ ｓ ． 内切除 ， ２ 则一般 电动机就不会停转 。速动 性还可减少故障 回路电气设 备遭受损坏 的程度 ，缩小故 障影 响的范 围， 提高 电力 系统运行 的稳定性。
２２ Ａ饱和问题 ． Ｔ
同时要求组成保护装置 的各元件的质 量要 可靠 、运行维护要
得 当、 系统应尽 可能 的简化有效 ， 以提 高保护 的可靠性。
２ １ｋ ０ Ｖ继电保护装置设计过程中的常见问题
２１线路 中励磁 涌流问题 ．
（） 中励磁涌流对继 电保护装置 的影 响。１ｋ １线路 ０Ｖ线路
ｌ ⅣＧ ｎ Ｐｅ ｇ
ｍ ｅＬ ｎ ｒｈｅ ｃ ｉ ｌｉ ｔ ｌ ｉ ｏｋ ｏ 砬，Ｚ ｏｇｈ ｎ ｎｎ ｄｎ ｏｇＭａｃ ｌ ｔｃ ｓ ｌ ｔ ｎｗ ｒｓＣ ． ｅ ｒａ ｎ ａａｏ ， ｈ ｎｓａ，Ｇ ｇｏｇ ａ

０ ，ｈｎ） Ｄ Ｃ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｒ ｔｃ ｉｎ ｄ ｖｃ ｓ ｆｒ ｔ ｅ ０ Ｖ ｐ ｗ ｒ ｓ ｐ ｌ ｙ ｔｍ ａｌｒ ｃ ｕ ｆ ｈ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｇ ｎ ｙ ａ ｔ ｎ ｎ ｓ ｒ ｃ ：Ｐ ｏｅ ｔ ｅ ｉ ｅ ｏ ｈ １ ｋ ｏ ｅ ｕ ｐ ｙ ｓ ｓ ｏ ｅ ｆｉ ｅ ｏ ｃ ｒ ，ｔ ｒ ｔ ｃｉ ａ ｅ ｃ ｃ ｏ ，ａ ｄ ｕ ｌ ｏ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｔ ｈ ｉ ｕ ｔｂ ｅ ｋ ｒｔ ｐ ｃ ｉ ａ ｄ ｓｖ ｎ ａａ ｍ ｎ ｏｄ ｒｔ ｃ ｉ ｖ ｈ ｕ ｐ ｓ ｆｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｏ ｎ ｃ ｅ ｏ ｔ ｅ ｃｒ ｉ ｒ ａ ｅ ｉ ｏｌ ｎ ｉｅ ａ ｌｒ ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｅ ｏ ｒ ｔｃ ｏ ． ｃ ｒ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：１ ｋ ｏ ｒｓ ｓ ｍ；ｒ ｌｙ ｅ ｅ ｉｎ ｙ ｒ ｓ ０ Ｖ ｐ ｗｅ ｙ ｔ ｅ ｅ ａ ；ｓ ｔｄ ｓ ｇ
１ 继 电保 护装 置 的设 计的 基本要 点
（） １选择性 ： 当供电系统 中发生故 障时 ， 继电保护装置应 能有选择性地将故 障部分切 除。也就是它应该首先 断开距离 故障点最近的断路器 ，以保证系统 中其它非故障部 分能 继续
装有 大量 的配 电变压器 ， 在线路投入时 ， 这些配 电变压器是 挂
会 拒动。 避免 Ａ饱 和主要从 两个方 面人手 ，一是在选择 Ａ时 ， ｒ ｒ 变 比不能选得太小 ，要考虑线路短路 时 Ｔ Ａ饱 和问题 ，一般 １ｋ ０ Ｖ线路 保护 Ｔ Ａ变 比最好大 于 ３０５ ０ ／。另一方 面要尽量减 少 Ｔ Ａ二次负载阻抗 ， 尽量 避免保护和计量 共用 Ｔ 缩短 Ｔ Ａ， Ａ
装在高压侧 ， 以保证对所用变 的保护 ， 计量用 Ｔ Ａ装 在所用变 的低压侧 ， 以提高计量精度 。在定值整定方面 ， 电流速断保护 可按所用变低压出 口短路 进行 整定 ，过 负荷保护按所用变容
量整定 。
二次电缆长度及加大二次 电缆截面 ； 于综合 自动化变 电所 ， 对 １ｋ ０ Ｖ线路尽可能选用保护测控合一的产品 ， 在控制屏上就 并 地安装 ， 这样能有效减小二次 回路 阻抗 ， 防止 Ｔ Ａ饱和 。
在线路上 ， 在合闸瞬间 ， 各变压器所产生 的励磁涌流在线路上 相互迭加 、 回反射 ， 来 产生了一个复杂 的电磁暂态 过程 ， 在系 统阻抗较小时 ， 会出现较大 的涌流 ， 时间常数也较大 。二段式 电流保护中的电流速断保护 由于要兼顾灵敏度 ， 动作电流值 往往取得较小 ， 特别在长线路或系统阻抗大时更明显。励磁 涌流值可能会大于装置整定值 ，使保护误动 。这种情况在线 路变压器个数少 、 容量小以及 系统阻抗大时并不突出 ， 因此容 易被忽视 ， 但当线路变压器个数及 容量增大后 ， 就可能 出现 。
性， 因此实用性很差 。 励磁涌流的另一特征就是它 的大小 随时
间而衰减 ， 一开始涌流很 大 ， 一段时 间后 涌流衰减为零 ， 流过 保护装置 的电流为线路负荷 电流 ， 利用涌流这个特点 ， 电流 在 速断保护加入一短时间延 时 ，就可以防止励磁 涌流 引起 的误 动作， 这种方法最大优点是不用改造保护装置（ 或只作简单改 造） ， 虽然会增加故障时间， 于象 ｌｋ 但对 ＯＶ这些对系统稳定运 行影 响较小的地方还是适用 。 为了保证可靠 的躲过励磁涌流 ， 保护装置 中加速 回路 同样要 加入 延时。在 １ｋ ０ Ｖ线路 电流速 断保护及加速 回路 中加入了 ０１— ． 的时限 ， ． ０ｓ ５ ２ 能很好地避免 由于线路 中励磁涌流造成保护装置误动作。
第 ３ ９卷 第 ３期 ・ 术 掌
ＶｏＩ Ｍ ａｒ３ ． ３９ ．
湖
南
．
农
．
机
２０１２ 年 ３ 月
Ｍ ａｒ２ ． ０１ ２
Ｈ Ｎｇ ＧＲＣｔ ＬＩ Ｕ Ｎ Ａ Ｉ ｌ＇ ＇ ＵＲＡＬ ＭＡＣＨＩ ＮＥＲＹ
ｌｋ Ｏ Ｖ电力系统继电保护装置配置设计研究
王 鹏
（ 中山市 长征 电力 安装 工程有 限公 司 ， 东 中山 广 ５ ８０） ２ ４ ０
一
部门的有关标准和规程 以及相 应的 国家标准和规范，做好继
电保护装 置设计 。
般 就接在 １ｋ ０ Ｖ母 线上 ，其高压侧短路 电流等于 系统 短路
（ 上接第 ２ ９页）环境里茁壮成长 。 ５
顶芽受 到伤 害就无法继续 向上生长 ，所 以一定要保护好油松 的顶 芽 ， 针对不 同的树种采取不同的措施 。