1、配电系统继电保护应用安全分析摘要：文章介绍了配电系统继电保护的特点及继电保护的基本类型，着重分析了配电线路支线智能开关的整定计算、配网系统中继电保护容易出现的问题及其解决方法。 关键词：电力电子；设备配电系统；继电保护 中图分类号：F470.61 文献标识码：A 引言 作为全世界人口大国，中国对于电力的需求量十分巨大。每时每刻，电能通过供电设备由各电厂送入千家万户，如此庞大的配电、供电系统，设备复杂性极高，因此对于继电保护也显得尤为重要。由于电力系统中各线路电压不同，小到适合于城市需要的 10kV，大到 220kV、500kV，整个配电系统的网络结构和运行方式都十分复杂，为了保证广大居民安全用
2、电，合理分配电力负荷，提高电能质量，对于电力系统中继电保护装置的要求与日俱增。因此做好配电系统的继电保护工作是保障电力系统安全运行，实现正常供电的必然要求。 本文对于目前配电系统中继电保护存在的问题进行了阐述和分析，并给出了相应的对策及改进措施。 一、配电系统继电保护概述 配电系统继电保护装置主要包括电源进线以及馈出线路，前者的主要功能是：定时限过流保护，定时限速切保护，过负荷报警及差动保护，温度保护。后者则是：过流保护，电流速断保护，小电流接地报警。其基本原则一是任何电力设备和线路都必须在有继电保护的状态下方能运行，二是在电力设备和线路的运行中，随时都有两套完全独立的继电保护装置来分别控制两
3、台独立的断路器，从而实现保护。 （一） 、可靠性 可靠性是对继电保护性能的最根本要求，它要求继电保护在不需要他动作时可靠不动作，即不发生误动作。可靠性主要取决于保护装置本身的制造质量、保护回路的连接和运行维护的水平。 （二） 、速动性 继电保护的速动性是指尽可能快地切除故障，以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。在高压电网中，维持电力系统的暂态稳定性往往成为继电保护快速性要求的决定因素，故障切除越快，暂态稳定极限越高，越能发挥电网的输电效能。 二、配电线路智能开关保护整定计算 为了提高供电可靠性，目前通常在配电线路上或分支线上装设智
4、能开关，配置相应保护，具备速断、延时速断、过流保护等功能，当分支线上发生故障时由分支线上的保护跳开分支开关，可以减少停电范围，最大限度的保证供电的可靠性。 （一） 、速断保护的整定 速断保护的电流定值要小于变电站出线或上一级速断保护的整定电流，而且应能躲过该智能开关后段线路配变的励磁涌流，时限为 0S；变电站出线速断保护的时限可整定为 0.1S，这样可以确保变电站出线速断保护不会越级跳闸。 （二） 、过流保护的整定 过流保护电流定值取智能开关后段线路 1.2 倍的导线载流量与开关电流互感器一次额定电流值较小者，但应小于变电站出线线路的过流保护定值。时限设置方面：只有一级开关的设置为 0.2S，
5、有两级开关的下级设置为 0.2S，上级为 0.4S，也应小于变电站出线线路过流保护的时限。三、配电系统继电保护问题安全分析 （一） 、缺乏环网供电保护 在我国，环网供电主要采用负荷开关，其间不设断路器，也没有供电保护。之所以不设断路器，是由于断路器的增设会造成环网系统运行方式发生变化，电力负荷发生转移从而影响负荷开关正常工作，导致继电保护的选择性无法协调。 对于小容量的环网供电用户，可以通过设置熔丝来限制故障的影响范围，而当变压器容量较大，无法选择有效的熔丝保护时，环网的全部停电则会造成很大的影响。 （二） 、电流互感器饱和的影响 该问题主要出现在低压配电系统中，当城市的供电系统规模逐渐扩大时
6、，系统电流随之增大，因此，当有短路现象发生时，会造成瞬间电流极大，甚至可以达到电流互感器额定电流的几百倍，如此大的电流有可能造成电流互感器灵敏度降低，对于电流的判断误差变大，从而有可能导致在一段时间以后，电流互感器拒绝保护，这将对电器设备造成严重损害。 而当 10kV 的线路短路时，电流互感器处于饱和状态，所感应到得二次侧的电流趋近于零，此时保护装置感知不到电流，则会产生拒动，从而不对短路做出反应。当出线位置发生故障时，往往需要靠母联断路器或主变压器后备保护来切除，这将导致故障时间延长，同时故障所造成的影响范围不断扩大。 （三） 、各设备之间配合问题 在配电系统的设备选择时，会面临多种匹配问题
7、，以 10kV 的配电系统为例。在该配电系统中，使用较多的是中性点经电阻接地的供电方式，该配置的接地电流为 1000A，按照继电保护和安全自动装置技术规程的相关规定，配电系统电源侧主变压器的零序电流保护必须保证在单相接地故障时有 2 倍的灵敏度，因此主变压器零序电流保护不应该大于500A，此时，出线保护的电流定值整定必须与之配合，这就造成了与下级熔丝保护之间的配合无法得到保证。 （四） 、开闭所保护存在问题 在变电站 10kV 出线保护整定时间为：速断保护 0s，过流保护0.5s，其速断保护（微机保护）出口时间一般为 40ms。在 10kV 开闭所配置的进线保护动作时间整定为：速断 0s，过流
8、 0.3s；开闭所出线保护的动作时间整定为：速断 0s，过流 0.15s。 四、配电系统继电保护安全控制措施 （一） 、避免电流互感器饱和 针对这一问题，主要应注意以下三个方面： 1、尽量减少电流互感器二次负载阻抗。要尽量减少 TA 二次负载阻抗，尽量避免保护和计量共用 TA，缩短 TA 二次电缆长度及加大二次电缆截面；对于综合自动化变电站，10kV 线路尽可能选用保护测控合一的产品，并在控制屏上就地安装，这样能有效减小二次回路阻抗，防止 TA 饱和。 2、选择合适的电流互感器变比。电流互感器的变比不能选的太小，要考虑线路短路时电流互感器饱和问题，一般 10kV 线路保护 TA 变比最好大于
9、300/5。 3、遵守速断保护原则。对于高压电动机，起动电流可按 1.21.3 倍可靠系数确定，超过该值则认定为故障，实施断电保护，时限整定为0s。从而保证当电流过大时，可以无选择的进行速断保护，不会对其它元器件造成损害。 （二） 、增加投入，更新设备 由于继电保护与电网安全、稳定的运行息息相关，因此对于继电保护装置的维护与更新，应该及时得到保障，淘汰落后设备，完善电网建设，增加保护装置的可靠性。 （三） 、完善环网结构建设 目前，电缆网络中主要采用的均为环网结构。然而，尚未发展处理想的继电保护装置可以在环网结构中迅速隔离故障，自动恢复供电。因此，在未来环网结构建设中，需考虑继电保护与自动化系
10、统相结合，采用智能方式对环网系统进行继电保护。 （四） 、调整变电站出线、开闭所进线速断保护时限 将开闭所进线速断保护时间整定为 0.1s，变电站出线速断保护整定为 0.2s。如果变电站出线到开闭所之间的线路没有接负荷，可以把开闭所进线速断保护退出，只投入一段过流保护作为开闭所出线的后备保护。这样变电站出线速断保护时间可以整定为 0.1s。 结束语 在配电系统日益复杂的今天，继电保护装置正发挥着越来越大的作用，如何使其正常工作，需要不断为之探索。通过本文对目前基地保护装置存在问题的描述可见，针对于不同电压的配电系统，继电保护也略有不同。操作时应根据实际情况合理选取所需设备，同时尽量完善电网系统建设，采用多学科耦合的方法对继电保护装置进行进一步的研究，保证投入，淘汰落后的设备，维持继电保护装置的可靠性，以此来保证电力系统安全、平稳运行。 参考文献 1 魏建峰，李爱玲.配电系统继电保护若干技术问题的讨论J.太原大学学报，2011，12:19-21. 2 陈家瑂，包晓晖.供配电系统及其电气设备M.北京:中国水利水电出版社，2004. 3 电力系统继电保护技术应用研究Z.
