供电系统的继电保护探讨

李贵军

摘要:各种类型的、大量的电气设备在电力系统中,通过电气线路紧密地联结在一起。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可避免的。

关键词:电力系统;发电变电;输电配电

中图分类号:TM427文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)29-0178-01

一、继电保护中的重要位置及现状配置

(一)10kV供电系统在电力系统中的重要位

电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。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可避免的。由于电力系统的特殊性,上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可,又几乎是在同一时间内完成的。

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。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。

(二)10kV系统中应配置的继电保护

按照工厂企业10kV供电系统的设计规范要求,在10kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置:

1.110kV线路应配置的继电保护。10kV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5S～0.7S,并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护;最重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。

2.10kV配电变压器应配置的继电保护:(1)当配电变压器容量小于400kVA时;一般采用高压熔保护;(2)当配电变压器容量为400～630kVA,高压侧采用断路器时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5S时,还应装设电流速断保护;对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护;(3)当配电变压器容量为800kVA及以上时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5S时,还应装设电流速断保护;对于油浸式配电变压器还应装设气体保护;另外尚应装设温度保护。

3.10kV分段母线应配置的继电保护。对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除;对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。

(三)10kV系统中继电保护的配置现状

目前,一般企业高压供电系统中均为10kV系统。除早期建设的10kV系统中,较多采用的是直流操作的定时限过电流保护和瞬时电流速断保护外,近些年来飞速操作的反时限过电流保护装置。很多重要企业为双路10kV电源、高压母线分段但不联络或虽能联络但不能自动投入。在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些亟待解决的问题。

二、对10kV系统中继电保护的综合评价

(一)定时限过电流保护与反时限过电流保护的配置

10kV系统中的上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全,考虑不周或选配不当,则会造成保护的非选择性动作,使断路器越级跳闸。保护的选择性配合主要包括上、下级保护之间的电流和时限的配合两个方面。

因此整定反时限过电流保护时,所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。还有感应型继电器惯性较大,存在一定的误差,它的特性不尽相同,新、旧型的特性也不相同。所以,在实际运行整定时,就不能单凭特性曲线作为整定的依据,还应该作必要的实测与调试,比较费力、费事。因此,反时限过保护时限特性的整定和配合就比定时限过电流保护装置复杂得多。

(二)10kV系统中高压设备的配置

10kV系统中高压开关柜的配置主要有两大类:即固定式高压开关柜和手车式高压开关柜。关于固定式高压开关柜是我国解放初期自苏联引进的老产品,柜型高大、有足够的安全距离、但防护等级低、元器件陈旧、防电击水平较低;而手车式高压开关柜是近年来引进国外技术,消化吸收研制的换代产品,体积缩小、防护等级大大提高、元器件的选用比较先进、防电击水平较高。其主要特点可归纳为:它有四室(手车室、电缆室、母线室和继电仪表室)、七车(断路器手车、隔离手车、接地手车、所用变压器手车、电压互感器手车、电压互感器和避雷器手车、避雷器和电容器手车)、三个位置(工作位置、试验位置和拖出柜外检修位置)和两个锁定(工作位置的锁定和试验位置的锁定)。它用高压一次隔离触头替代了高压隔离开关、用接地开关替代了临时接地线等。对于系统的运行安全提供了很好的条件。

(三)关于10kV一相接地保护方式的探讨

10kV中性点不接地系统中发生一相接地时,按照传统方式是采用三相五铁心柱状晶的JSJW—10型电压互感器作为绝缘监视。但是,当我们先用了手车式高压开关柜后,再继续安装JSJW—10已经比较困难,又由于10kV系统中一次方案有了变化、原有的绝缘监视方案又存在着缺陷,因此较为可取的办法是采用零序电流保护装置。

参考文献

[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术.

[2]杨奇逊.微型机继电保护基础.

[3]吴斌,刘沛,陈德树.继电保护中的人工智能及其应用[J].电力系统自动化.