供电系统10KV继电保护研究

【摘 要】本文介绍了10kV供电系统在电力系统中的重要地位，为了保证10KV供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置，着重介绍了几种10kV供电系统继电保护的基本类型，分析了各类保护装置的原理、特性、保护范围、优缺点等。

【关键词】10KV供电系统； 继电保护； 原理特性；

在我国过去这几年10 kV配电系统的使用过程中，经统计发现，其技术故障多为谐波、短路。配电系统一旦发生故障，很有可能会造成电力设备及电气线路的严重损坏，进而严重影响电力系统的正常运行和使用。国内的10 kV配电系统通常都安装有继电保护装置，但因受到管理模式、运行规范及有关技术等多方面因素的制约，其保护作用往往不能得到充分发挥。因此，在10 kV配电系统的建设和管理过程中，相关技术人员及管理部门要注重继电保护技术的应用和研发，全面提高配电系统的可控性，进而提高系统的安全性及稳定性。

1、概述

整个电力系统的组成环节分别为发电、变电、高压输电、配电及用电。电力元件包括发电机、变压器、输电线路、母线、电动机等。在整个系统中，各种类型电气设备由电气线路相互联结组成一个庞大的网络，具有覆盖地域广阔、构成庞大、运行环境复杂等特点，在各种人力因素及自然因素的影响下，如：各种自然天气、设备绝缘老化、鸟兽危害、设计安装失误、检修质量、误操作等，常会不可避免的发生各种不可预计的电气故障。再加上整个系统的相互统一性，当任何一处发生电力事故时，将有可能影响整个电力系统的正常运行，甚至对系统的安全性能构成威胁。短路是电力系统中最危险也最为常见的故障，包括相与地及相与相之间的短接。10KV供电系统是整个供电系统的重要组成部分，其运行的可靠性、安全性及稳定性不仅会直接影响企业的正常用电，而且关系到整个电力系统的运行稳定性。10KV供电系统又分为一次系统、二次系统，其中，一次系统的构成相对比较直观、也较简单，在继电保护装置的设计及设置上也比较容易，方便在日后对系统的保护和控制；二次系统的构成比较复杂，包含了大量的二次回路、自动装置和继电保护装置。因此，在供电系统中的继电保护装置主要对一次系统起着测量、监视、保护和控制作用。

2、基本原理

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。

继电保护装置通常是利用系统中的电力元件发生异常情况或短路时所产生的电压、电流、频率、功率等电气量的变化成构成了继电保护装置的保护动作原理；另外也有利用其它物理量的继电保护装置，如变压器油箱发生故障时，可通过利用产生的油流速度变化、油压变化或瓦斯浓度的变化来构成继电保护装置瓦斯保护的动作原理。通常情况下，无论对哪种物理量进行监测，继电保护装置的构成部分都包括监测、定值调整、逻辑运行及动作执行。

当电力系统中的某一装有继电保护装置的元件产生故障时，该继电保护装置应在第一时间向元件与系统之间的且与元件线路距离较近的断路器产生跳闸指令，及时的使故障元件与电力系统相脱离，从而最大程度上降低故障元件本身及电力系统的损坏，避免对整个电力系统的安全、稳定供电产生影响，同时满足系统指定的特殊要求。

继电保护装置还可对电气设备的异常工作情况作出反映，并根据不同的电气设备的运行维护条件及异常工作状态发出信号，由保护装置自动进行调整或通知技术工作人员进行操作处理，必要时可将那些继续工作可能引发事故的故障设备切除。反应异常工作状态的继电保护装置可以设置合理的动作延时。

3、10 kV 配电系统继电保护的改进措施

近些年，随着我国国民经济的快速发展，国内城乡电网配变线路电压的配制等级主要为10kV，但在实际配电系统的使用过程中，10kV配变线路普遍存在一定的弊端，主要为其结构设置的一致性效差。目前，10 kV配电系统采用的继电保护装置的构成部分主要为三相一次重合闸、过流、电流速断等，通常系统在使用过程中出现一般故障时，继电保护能够快速做出反应，然而系统在突发事件的应对方面的稳定性与灵敏度较其它发达国家还有很大差距，因此，为提高我国电力系统的安全性及稳定性，这一技术问题必须首先得到及时解决。

3.1提高电流速断保护装置的技术水平。当前，我国10kV配电系统所采用的继电保护装置短路故障的脱离时间通常为5～10s，实际因保护装置有较短的动作延时，因此短路故障的脱离时间通常会有3～5s的延迟，而仅仅这几秒钟将很大程度上增加故障持续时间，从而使事故影响范围扩大，系统的安全性能大大降低。所以，在今后研发、设计10kV配电系统的继电保护装置时，应提高电流速断保护装置的技术水平，可以略带时限及瞬时的电流速断保护技术为基础进行开发，在，从而开发出一种新型的技术上实现上述两种保护装置互补的继电保护装置，并实现保护范围广、动作电流值大等技术特点。

3.2加强继电保护的网络化和智能化建设。在今后的10kV配电系统的运行过程中，继电保护技术必将越来越趋向于网络化和智能化。智能化的继电保护系统一方面可有效减少配电系统管理上的人力及物力资源浪费，另一方面也为配电系统应用其他各项技术提供了广阔的技术平台。近些年，随着计算机技术如模糊逻辑、进化规划、遗传算法、神经网络等在各个领域的大力推广与应用，也逐渐开始渗透到电力系统继电保护领域。

4、结语

10kV配电系统作为电力系统的重要组成部分之一，其安全性、稳定性及可靠性不仅直接关系到各个用电企业的顺利运作，并且还会影响整个电力系统的安全性和稳定性。当电力系统中的某一装有继电保护装置的元件产生故障时，继电保护装置可及时的使故障元件与电力系统相脱离，从而最大程度上降低故障元件本身及电力系统的损坏。然而系统在突发事件的应对方面的稳定性与灵敏度较其它发达国家还有很大差距，因此，应提高我国电流速断保护装置的技术水平，加快继电保护的网络化和智能化建设，以确保我国10kV供电系统的稳定、安全运行。

参考文献：

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