陳國超   

摘要：城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不能完全避免的。文章介紹并分析了各類保護裝置的基本構(gòu)成、保護范圍、動作原理、配合方法、優(yōu)缺點，給出了詳細的整定計算過程。
關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；繼電保護；整定計算
Abstract: urban power grid 10 kV power distribution system because of its coverage of the region is vast, running environment is extremely complex and various kinds of man-made factors influence, electrical of failure is cannot avoid completely. This article introduces and analyses the basic structure of of all kinds of protection device; the scope of protection, action principle and cooperate with the method, the advantages and disadvantages, gives the detailed setting calculation process.
Keywords: power distribution system; The relay protection; Setting calculation


中圖分類號：TM7          文獻標(biāo)識碼：A             文章編號：
一．城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)繼電保護的基本類型
在電力系統(tǒng)中利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構(gòu)成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。如在城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的是反映電流變化的電流保護：有定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等，還有既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護；利用故障接地線路的電容電流大于非故障接地線路的電容電流來選擇接地線路，一般均作用于發(fā)信號，在部分發(fā)達城市因電容電流較大10kV配網(wǎng)系統(tǒng)采用中性點直接接地的運行方式，此時零序電流保護直接作用于跳閘。
二．幾種常用電流保護的分析
（一）反時限過電流保護
當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時，感應(yīng)型繼電器KA1或(和)KA2達到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點分流(短路)，而無電流通過,故暫時不會動作。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本身的信號掉牌掉下，給出信號。  在這里應(yīng)予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現(xiàn)下列問題：  1）繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘； 2）繼電器的常閉觸點如先斷開,CT的二次側(cè)帶負荷開路，將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準(zhǔn)以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。
（二）定時限過電流保護
1.定時限過電流保護。繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關(guān)，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。
2.定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構(gòu)成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預(yù)先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
3.動作電流的整定計算。
過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現(xiàn)的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，在最大負荷電流出現(xiàn)時不應(yīng)動作。為此必須滿足以下兩個條件：
（1）在正常情況下，出現(xiàn)最大負荷電流時（即電動機的啟動和自啟動電流，以及用戶負荷的突增和線路中出現(xiàn)的尖峰電流等）不應(yīng)動作。即：Idz>Ifh.max式中Idz：過電流保護繼電器的一次動作電流；Ifh.max：最大負荷電流
（2）保護裝置在外部故障切除后應(yīng)能可靠地返回。因為短路電流消失后，保護裝置有可能出現(xiàn)最大負荷電流，為保證選擇性，已動作的電流繼電器在這時應(yīng)當(dāng)返回。因此保護裝置的一次返回電流If應(yīng)大于最大負荷電流Ifh.max。即：城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)繼電保護的分析探討If>Ifh.max因此，定時限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j為：Idz.j=（Kk.Kjx/Kf.Nlh）.Ifh.max式中Kk：可靠系數(shù)，考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差而設(shè)。一般取為1.15～1.25Kjx———由于繼電器接入電流互感器二次側(cè)的方式不同而引入的一個系數(shù)。電流互感器為三相完全星形接線和不完全星形接線時Kjx=1；如為三角形接線和兩相電流差接線時Kjx=√3Kf：返回系數(shù)，一般小于1；Nlh：電流互感器的變比。
（3）動作時限的整定原則
為使過電流保護具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護應(yīng)具有不同的動作時間。各級保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的�？墒牵�越靠近電源端線路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護的動作時間越長。也就是說過電流保護存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護來彌補不可。
三．電流速斷保護
（一）電流速斷保護
電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時間，防止事故擴大。電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。瞬時電流速斷保護與過電流保護的區(qū)別，在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。當(dāng)在被保護線路外部發(fā)生短路時，它不會動作。
瞬時電流速斷保護最大的優(yōu)點是動作迅速，但只能保護線路的首端。而定時限過電流保護雖能保護線路的全長，但動作時限太長。因此，它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當(dāng)下一段線路始端發(fā)生短路時，保護也會起動。為了保證選擇性的要求，須使其動作時限比下一段線路的瞬時電流速斷保護大一個時限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時電流速斷保護的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。
四．零序電流保護
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜、出線較多、可靠性要求高，采用絕緣監(jiān)察裝置是不能滿足運行要求時，可采用零序電流保護裝置。它是利用接地故障線路零序電流較非接地故障線路零序電流大的特點構(gòu)成的一種保護裝置。  　　零序電流保護一般使用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路上。當(dāng)在電纜出線上安裝零序電流互感器時，其一次側(cè)為被保護電纜的三相導(dǎo)線，鐵心套在電纜外，其二次側(cè)接零序電流繼電器。當(dāng)正常運行或發(fā)生相間短路時，一次側(cè)電流為零。二次側(cè)只有因?qū)Ь�排列不對稱而產(chǎn)生的不平衡電流。當(dāng)發(fā)生一相接地時，零序電流反映到二次側(cè)，并流入零序電流繼電器，使其動作發(fā)出信號。在安裝零序電流保護裝置時，特別注意的一點是：電纜頭的接地線必須穿過零序電流互感器的鐵心。這是由于被保護電纜發(fā)生一相接地時，全靠穿過零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過零序電流起作用的。否則互感器二次側(cè)也就不能感應(yīng)出電流，因而繼電器也就不可能動作
五．三段式過電流保護裝置
 在實際中還常采用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。 對于某地電信的10KV（含35KV）供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護
參考文獻
[1]謝冰.配電系統(tǒng)繼電保護存在的問題及改進措
施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008（36）.
[2]黃海洋.淺談配電系統(tǒng)的電流保護[J].科技創(chuàng)新
導(dǎo)報，2009（11）.
[3]焦玉振.10kV繼電保護裝置可靠性分析[J].中國
電力教育，2008(S3).

---

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/dianlilw/15303.html