10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護的實現(xiàn)

文/柏勇

在電力系統(tǒng)當中所謂的綜合繼電保護指的就是通過靈活運用各種自動化元件，用以在配電系統(tǒng)出現(xiàn)運行異?；蚴枪收蠁栴}時，可以自動隔離設備故障，對高壓開關柜乃至整個配電系統(tǒng)起到有效保護的作用，避免影響其正常、穩(wěn)定運行。因此探究10kV配電系統(tǒng)綜合保護，對于提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性均具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 10kV配電系統(tǒng)的繼電保護現(xiàn)存問題

1.1 系統(tǒng)電流互感器過度飽和

伴隨著我國電網(wǎng)系統(tǒng)建設規(guī)模的持續(xù)擴大，近些年在我國各地區(qū)的10kV配電系統(tǒng)中，電流短路故障頻發(fā)。而一旦配電站出口位置處出現(xiàn)短路故障，則極有可能產(chǎn)生巨大瞬時短路電流，進而對配電系統(tǒng)高壓開關柜中的電流互感器造成較大沖擊影響，使得原本缺乏較高靈敏度的電流速斷保護器無法正常動作，為配電系統(tǒng)提供相應的保護作用。一般情況下，如果10kV配電系統(tǒng)中存在穩(wěn)態(tài)短路電流，則電流互感器變比誤差受此影響，容易隨著短路電流的持續(xù)增大而越來越大，進而導致二次側電流無法對故障電流進行真實的反映，最終影響定時限電流速斷保護裝置發(fā)揮自身應有效用。

1.2 缺乏無時限電流速斷保護

在現(xiàn)階段10kV配電系統(tǒng)的綜合繼電保護當中，電流速斷保護是其中一項至關重要的保護措施，要求在電路最大負載運行的基礎上，確保可靠系數(shù)至少為1.2。如果輸電線路相對較長，則需要適當減小動作電流值，以此有效完成高精準的配電系統(tǒng)綜合繼電保護工作。但由于部分工作人員在落實10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護工作時，特別是在整定電流的過程中并未考慮無時限電流速斷保護，導致無時限電流速斷保護值遠低于勵磁涌流初始值，從而使得變電所經(jīng)常容易出現(xiàn)檢修10kV輸出線時，配線系統(tǒng)并無異?，F(xiàn)象，而一旦合上開關便容易出現(xiàn)保護動作跳閘等一系列問題，直接影響10kV配電系統(tǒng)的正常運行。

1.3 配電系統(tǒng)定值間配合不足

眼下在我國10kV配電系統(tǒng)中一般使用基于微機技術的電流電壓保護，通常將過留時間級差與速斷時間分別設定為0.3s到0.5s以及0s，將電流電壓保護的速斷保護出口時間設定為40s。但在部分10kV母線設置較多的變電所中，對于短距離輸配電，輸電電纜較短時，導線電阻相對較小，此時會產(chǎn)生較大負載電流。一旦開閉所內(nèi)出現(xiàn)故障問題，因缺乏速斷保護時間階梯設置，因此極易導致綜合繼電保護器缺乏有效時限配合。其在切除故障的過程中，容易產(chǎn)生越級跳閘的情況，嚴重時甚至會導致區(qū)域內(nèi)大范圍停電。

2 10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護策略分析

2.1 科學設置電流電壓互感器

為有效解決10kV配電系統(tǒng)繼電保護中存在的現(xiàn)實問題，盡可能降低配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或停電的可能性，本文認為在10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護中，首先需要工作人員立足配電系統(tǒng)的實際情況，嚴格依照相關規(guī)定要求，合理選用電流與電壓互感器。通常，10kV配電系統(tǒng)所選擇使用的電流互感器變比需至少為300/5。在高壓供電系統(tǒng)運行過程中，電流與電壓互感器可有效幫助工作人員動態(tài)測量系統(tǒng)的電壓與電流值，而在10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護中，工作人員還可以將互感器用作繼電保護與信號裝置電源，以此有效隔離高壓電路與繼電保護裝置，確保電流與電壓互感器具有良好的獨立性，防止出現(xiàn)彼此相互干擾而影響配電系統(tǒng)正常運行的情況。在解決電流互感器過飽和問題時，工作人員一方面需要結合實際盡量避免使用過長的二次側電纜線，另一方面也可以積極運用先進的、集保護功能與測控功能于一身智能電流互感器，從而獲得理想的保護效果。

2.2 運用高壓斷路器隔離開關

本文認為，在10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護過程中，工作人員同樣需要視情況合理選擇使用高壓斷路器與高壓隔離開關。其中前者作為10kV配電系統(tǒng)內(nèi)的重要電氣設備之一，自帶安全可靠的滅弧裝置，可有效將正常負荷電流接通或切斷的同時，對一定時間短路電流下的配電系統(tǒng)起到保護作用，及時將故障電流切斷。而后者主要用于對高壓電源進行隔離，為工作人員檢修10kV配電系統(tǒng)提供安全保障，同時其也可以通斷一定小電流。但因其內(nèi)部并未裝有滅弧裝置，因此無法達到將短路電流切斷的效果，故而需要在配電系統(tǒng)中搭配高壓斷路器使用。同時考慮到配電系統(tǒng)綜合繼電保護比較容易受到勵磁涌流影響而出現(xiàn)誤動情況，因此本文認為工作人員需要在高度重視無時限限流速斷保護的同時，將0.1s至0.5s延時時限加入到無時限電流速斷保護加速回路當中，最大程度避免出現(xiàn)保護裝置誤動作的情況。

2.3 運用高壓熔斷器負荷開關

此外，在10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護當中還需要靈活運用高壓熔斷器與高壓負荷開關。其中高壓熔斷器作為一種重要的保護電器，在配電系統(tǒng)中可當其出現(xiàn)短路、過負荷時進行自動熔斷從而將電路斷開，保護整體配電系統(tǒng)不受短路等故障影響，繼續(xù)實現(xiàn)正常運行。高壓負荷開關則可以對正常負荷或超負荷電流進行通斷操作，有效隔離高壓電源，但由于其內(nèi)部設置的滅弧裝置相對簡單，因此需要配合高壓熔斷器使用才能徹底將短路電流進行中自動切斷。在條件允許的情況下，變電所中還可以通過引入PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)，將其與10kV配電系統(tǒng)綜合繼電保護裝置進行相互連接[3]，一方面在有效幫助工作人員實時監(jiān)控配電系統(tǒng)及其綜合繼電保護裝置運行情況，另一方面也使得工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)中存在的故障問題并對其進行有效排除。

3 結束語

綜上所述，針對當前在10kV配電系統(tǒng)繼電保護當中經(jīng)常存在的電流互感器過于飽和、定值缺乏有效配合以及欠缺對無時限電流速斷保護等問題。需要相關工作人員充分結合10kV配電系統(tǒng)的實際情況，在嚴格遵循國家相關標準要求下，合理使用包括電流與電壓互感器、高壓斷路器與熔斷器等在內(nèi)的各種性能強大的綜合繼電保護裝置，并加強對配電系統(tǒng)運行的全過程嚴密監(jiān)控，從而有效落實10kV配電系統(tǒng)的綜合繼電保護工作，確保系統(tǒng)得以長時間實現(xiàn)安穩(wěn)運行。