继电保护在供电系统中的重要位置及现状配置

钟崇俊 郑飞扬

（重庆市电力公司綦南供电局，重庆 401420）

继电保护在供电系统中的重要位置及现状配置

钟崇俊 郑飞扬

（重庆市电力公司綦南供电局，重庆 401420）

经济的持续发展使得我国电力供应的形势更为严峻，电力系统的安全与可靠尤为重要。电力系统的安全和可靠在很大程度上取决于电力设施，特别是继电保护和安全自动装置的安全和可靠。所以，必须加强继电保护技术监督，实行全过程管理，不断提高对继电保护人员及装置运行的管理水平。

电力系统；继电保护；配置

引言

继电保护装置是电力系统的重要组成部分，它对保证系统安全运行起着非常重要的作用；继电保护装置在电力系统发生故障或处于异常运行状态时能够迅速、正确地做出反应，从而保证电力系统的安全稳定运行中发挥了异常重要的作用。

1 常用电流保护

1.1 反时限过流保护

反时限过流保护：继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就是反时限过流保护。

1.2 定时限过电流保护

定时限过流保护：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。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就是定时限过电流保护。

1.3 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。瞬时电流速断保护与过流保护的区别在于，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。即按躲过被保护线路末端可能产生的三相最大短路电流来接定。从而使速断保护范围被限制在被保护线路的内部，从整定值上保证了选择性，因此可以瞬时跳闸。

1.4 单相接地保护

单相接地保护又称零序电流保护，它利用单相接地所产生的零序电流使保护装置动作，给予信号。当单相接地危机人身和设备安全时，则动作于跳闸，单相接地保护必须通过零序电流互感器将一次电路发生接地时所产生的零序电流反映到其二次侧的电流继电器中去。假设A相发生了接地，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，3个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2h，而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验，有发展为两点或多点接地的可能，应及时出信号，通知值班人员进行处理。

2 继电保护中的重要位置及现状配置

2.1 1OkV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。

2.2 lOkV系统中应配置的继电保护

按照工厂企业lOkV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：

lOkV线路应配置的继电保护。lOkV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。

1O kV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，一般采用高压熔断器保护； (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。

10k V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。

2.3 1OkV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lOkV系统。除早期建设的lOkV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。

3 对10kV系统中继电保护的综合评价

3.1 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、下级保护之问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，反时限过流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。

3.2 1O kV系统中高压设备的配置

lOkV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(-Y-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。

3.3 关于1OkV一相接地保护方式的探讨

10k V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一10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—lO已经比较困难，又由于lOkV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。

结束语

继电保护装置在过负荷时动作，一般只发出报警信号，引起运行值班人员注意，以便及时处理，只有过负荷危及人身或设备安全时才动作与跳闸；而在发生短路故障时，则要求有选择性的动作于跳闸，将故障部分切除，保证了供电系统的稳定性。为了保证供电系统的安全运行，避免过负荷和短路引起的过电流对系统的影响，因此在供电系统中需装有不同类型的继电保护。

[1]邓兴华.基于远动系统的继电保护及故障信息管理系统.重庆大学，2004-04-25.0195.

[2]柳焕章，段献忠，李银红，刘天斌，杨钢.电力系统继电保护数据交换标准的探讨.电力系统自动化，2002-04-15.

[3]许明.继电保护数字仿真建模方法与系统开发.山东大学，2009-10-28.

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