基于10kV变电站继电保护问题的研究

基于10kV变电站继电保护问题的研究

发表时间：2018-06-04T10:39:00.763Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：蒋晓艺

[导读] 摘要：近年来，我国的社会经济快速发展，人民生活水平的迅速提高，社会对电量的需求也提高迅速。

（国家新闻出版广电总局 100866）

摘要：近年来，我国的社会经济快速发展，人民生活水平的迅速提高，社会对电量的需求也提高迅速。其中对10kV变电站的电力能源配备和输送也明显在提高。所以，10kV变电站的电力施工变得十分重要。本文针对10kV变电所的设计、继电保护、继电保护的选择、防雷设计、接地设计等一些相关问题进行分析和讨论。

关键词：10kV变电站；继电保护；研究

1、10kV变电站现行运作的工作原理

1.1关于10kV微机继电的保护工作

由于10kV系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。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。在电磁型继电保护装置中，继电器线圈通电后，通过衔铁带动触点接通或断开回路来起动保护；而晶体管保护装置则是采用电流电抗变压器通电后，在其二次形成的电位变化使晶体管导通或截止来起动保护的。

1.2继电保护的工作原理

在变电站发生短路故障时，许多参量比正常时候都有了变化。当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护。利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护。利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。

1.3关于10kV变电站继电保护的配置

按照变电站10kV配电系统的设计规范要求，在变电站变压器、母线和10kV输电线路上均应设置继电保护装置。母差保护的保护范围为母线各段所有出线断路器的母差保护用电流互感器之间的一次电气部分，即全部母线和连接在母线上的所有电气设备。

2、10kV变电站继电保护问题

2.1过电压保护问题

在这个问题上我们平常所接触比较多的就是真空断路器，真空断路器其实就是触头在高真空的泡内分合的断路器，他的特点便是能够迅速的切断负荷电流及故障电流。我们都清楚，真空断路器相对少油断路器的动作快很多，从而就会产生过电压。而电路一般都是感性的，由于在分合闸过程当中电流变化过于频繁和快速，产生的过电压为U=Ldi／dt，di／dt变化率非常大，此时感应的电压U也就很大，这对电气设备绝缘耐压产生很大的威胁，所以有必要加装避雷器，从而保护整个配电装置的安全。在实践运行中，不装避雷器的，经常发生原件出毛病的问题，表现出来的现象就是绝缘垫片被击穿而导致短路，击穿了刀闸瓷脚。其实究其根源是真空断路器操作过程中产生的过电压所导致的。我们知道断路器本身的耐压是没有什么问题的，可是如果配置的元件没有这个耐压水平也不行，当然我们在安装高压柜时一定要耐压水平，这样在供电安全方面才有保障。与此同时我们在施工安装过程中的每个环节的安全距离，耐压水平都要考虑到位，只要任何一个地方发生疏忽，击穿事故就有可能发生。

2.2定时限过流保护问题

定时限过流保护主要是指继电保护动作响应时间是恒定的，而与短路电流的大小没有任何关系，一旦出现短路，响应时间有继电器整定获得，这一时间在一定的范围之内整定是可以调整的。与反时限过流保护不同，定时限过流采用的是电磁式时间继电器、电磁式中间继电器、电磁式电流继电器以及电磁式信号继电器构成的定时限过流保护一般都是采用直流操作，因此需要设置直流屏。这种保护方式简单、可靠，基本丧完全依据选择设定的动作相应时间来获取保护。相较于其他的继电保护方式，这种方式的上下级的选择性配合也相对较为容易，时间确定之后，相应的灵敏性也能够满足要求，调试整定非常的方便而准确，在10kV变配电所中的应用非常的广泛。在10kV变电所，如果保护线路只有一套保护设备，而且继电器的容量足够大，采用时间继电器的触电能够直接接通跳闸回路，而能够节省出口中间的继电器。定时限过流保护在10kV变电所中的运用时按照躲过被保护电路可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是说，只有在被保护线路出现故障的时候才会启动，而在最大负荷电流出现时不应出现响应动作。

2.3电流速断保护问题

继电保护技术在电网中的优势也逐渐被体现出来，微机继电保护的优势不仅有强大的逻辑能力、自我检测能力、较强的记忆能力及复杂的数值计算能力，并且数字通信能力也非常强，而以往的电磁继电器和晶体管继电器都无法与其相比。微机保护的优势与传统的常规保护相比，它最主要的优势还是利用了计算的两大优势即计算机技术的高速运算能力和完备的存贮记忆能力，并且采用MD模数变换、抗干措施、数字滤波等技术，这都大大胜过了常规保护模式，微机保护的特点很多，它不仅可以提高继电保护的工作性能，也大大改善动作的正确率，使其他辅助功能得到扩充；它灵活方便且工艺过程简单，结构条件优越：使可靠性能快速得到提高；不仅如此，界面清晰良好，可以进行远距离监控探测。微机继电保护的特点归纳起主要是各种类型比较齐全，满足变配电站的各种保护要求，且保护性能也相对较好，除保护性能外抗干扰性能也良好，通过键盘与液晶显示屏可方便进行现场观察以及方便各种保护方式及参数的设定。另外微机继电保护装置具有轻小型高集成单机和一体化结构，采用了大量高科技精心设计的超轻小型结构，使得整机极其小巧轻便。所谓的电流速断保护，其实质是一种无时限或者略带时限动作的一种继电保护，这种保护方式能够在最短的时间内迅速的将短路电路切断，最大限度的较少故障存续的时间，防止故障印象的扩大。电流速断保护又可以分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护。速断保护与一般的继电保护相比较而言，其最大的区别在于，前者的动作电流值不是躲过最大的负荷电流，而是要保护其负责范围内的短路时最大短路电流。

2.4继电保护的选择

对高压侧范围在6kV～10kV的变电所的主变压器，一般都会装设过电流保护装置；如果过电流保护的动作时间超过0.5s，还应加装流速断保护装置。按规定容量在400kV以上的车间内油浸式变压器和800kV•A及以上的油浸式变压器，应装设气体继护。单台并作为其它负荷或多台并列运行的备用电源时且容量在400kV•A及以上的变压器，这个时候应根据地实际情况可能产生的过负荷装设过负护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时，一般作于跳闸。根据要求装设计瓦斯、电流保护和电流速断保护。针