城市电网中10kV配电网继电保护的探析
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摘要：城市电网10kV配电系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到党政机关、工矿企业、居民生活用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。本文强调了继电保护的重要性，分析了电力系统对继电保护的要求及继电保护常见故障处理措施。
关键词：10kV配电网；继电保护；故障处理； 重要性
1 继电保护及其重要性
所谓继电保护是指当电力系统中的电力元件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。继电保护装置就是实现这种自动化措施的成套设备的通称，且继电保护装置具有灵敏性、可靠性、快速性、选择性等特点。
10kV 配电网作为城市电网的重要组成部分，其继电保护的正常运行对于城市供电具有十分重要的作用。
首先，继电保护是电力系统安全运行的重要保障。当电力系统元件发生故障时，继电保护装置可以迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并有效保持电力系统的暂态稳定性。
其次，继电保护是电力系统正常运行的保障。继电保护装置能够对电力系统的运行进行监控，当电力系统本身发生故障时，继电保护装置会对电力系统的非正常运行做出提示，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出不同的提示信号，使值班人员及时发现并处理故障。在无值班人员的情况下，继电保护装置会进行自动调整，将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除，从而保证电力系统的正常运行。
210kV继电保护的种类
由于变压器在供电系统中的重要作用，因此在10kV配电网的继电保护中，对变压器的继电保护是不可忽视的。
2. 1 瓦斯保护
瓦斯保护是变压器不可或缺的安全保护，当变压器局部发生击穿或短路故障时，常常是破坏绝缘或变压器油产生气体。监视气体发生的速度，分析气体的各种特征及成分，间接地推测出故障发生部位、原因和严重程度，在变压器出现突发性严重故障时自动报警或切断电源。瓦斯保护分为两种：一是轻瓦斯保护动作于信号，另一种是重瓦斯保护动作于断路器跳闸。发生瓦斯信号后，首先应检查瓦斯继电器动作的原因，如不是上述原因造成的，则应立即收集瓦斯继电器的气体，并根据气体的多少、颜色、是否可燃等判断其故障性质。重瓦斯保护动作时，若判明是内部故障，应向上级汇报并取油样化验，进行色谱分析检查油的闪点。若油的闪点比过去降低5℃以上，则说明变压器内部有故障，必须停下处理，严禁贸然送电。
2. 2 定时限过电流保护
变压器的定时限过电流保护在正常运行时不动作，而在有故障时，则反应电流的增大而动作。它是起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护。当变压器由于定时限过电流保护动作跳闸时，应首先解除音响，然后详细检查有无越级跳闸的可能，检查各出线断路器保护装置的动作情况，查明跳闸原因。如查明是因出线故障引起的越级跳闸，则应拉开该出线断路器，将变压器投入，并恢复向其余各线路送电；若查不出明显故障征象时，则变压器可在空载的情况下试投一次，正常后再逐路恢复送电，若检查发现变压器本体有明显的故障迹象，则在解除故障前严禁合闸送电。
2. 3 电流速断保护
电流速断保护是反应于增大而瞬间动作的一种保护。它的主要特点是简单可靠，动作迅速。当变压器的速断保护动作于跳闸时，如有备用变压器，应首先将备用变压器投入，然后对速断保护范围内各部分进行检查：一方面检查变压器套管是否完整，连接变压器的母线上是否有闪络的痕迹；另一方面检查电缆头是否有损伤，电缆是否有移动的现象。若检查结果没有上述现象，则应查明是否是变压器内部故障，当变压器内部有损伤时，则不允许将变压器合闸送电。
3 10kV配电网继电保护故障处理
3. 1 替换处理
电力系统运行发生故障时，处理综合自动化保护装置内部故障最常用的方法是用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，以此来判断好坏，这样可以快速地缩小故障查找范围，及时对故障进行处理。对于微机保护故障或内部回路复杂的单元继电器故障，可用附近备用或暂时处于检修的插件继电器取代原有设备，如果故障消失，则说明故障在换下来的元件内，否则就必须在其他地方继续查找故障。
3. 2 参照处理
此方法主要用于查找认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。通过对正常设备技术参数与非正常设备技术参数的比对，从参数的不同处找出不正常设备的故障点，在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时，可参照同类设备接线在继电器定值校验时，如发现某一只继电器测试值与其整定值相差甚远，此时不可轻易判断此继电器特性好与不好，可马上去调整继电器上的刻度值，或用同只表计去测量其他相同回路的同类继电器进行比较。
3. 3 短接处理
此方法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路切换、继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否良好。具体操作是将回路某一段或一部分用短接线接入为短接，以此来判断故障是存在短接线范围内还是其他地方，从而缩小故障范围。
3. 4 直观处理
此方法用于一些无法用仪器逐点测试，或某一插件故障一时无备品更换，而又想将故障排除的情况。使用直观处理10kV 开关拒分或拒合故障，在操作命令下发后，如直接观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，故障存在机构内部。如在现场直接观察到继电器内部明显发黄，或哪个元器件发出浓烈的焦味等即可迅速确认故障所在，只需更换损坏的元件。
3. 5 分段逐项拆除处理
此方法主要用于查找直流接地、交流电源熔丝放不上等故障。当故障发生时，可将并联在一起的二次回路分段，进行顺序脱开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在于此路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。对于直流接地故障通过拉路法查找排除故障；对电压互感器二次熔丝熔断，回路存在短路故障，或二次交流电压互串等，可分支路依次排查，从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时故障消除然后逐个恢复，直至故障出现，再分支路进行依次排查；对整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上，则可通过各块插件的拔插排查，并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。
4 加强10kV继电保护的措施
4. 1 加强继电保护管理，完善制度建设
加强对10kV 配电网继电保护的管理，定期进行保护安全检查，注意基础资料与数据的积累和完善。为编制运行方式、检修计划和制定相关生产管理措施提供详实、准确的数据作为决策依据，同时也为电网可靠性评估提供计算依据。加强管理组织制度建设，完善管理网络，是供电可靠性管理工作的重中之重。加强继电保护，不断加大可靠性管理力度，建立健全供电可靠性管理体系，是供电系统安全可靠运行的重要保证。
4. 2 与时俱进，积极引进和使用新技术
随着社会与经济的发展，科学技术也在不断进步。电力系统的继电保护技术已由晶体管保护、集成电路保护等发展到今天的计算机保护、电磁保护等。继电保护的计算机化、网络化发展，使电力系统的保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化迈向新的进程，为我国电力系统继电保护提供了先进的技术支持。
4. 3 总结经验，加强交流与推广
在电力系统运行中，操作干扰、冲击负荷干扰、变压器励磁涌流干扰、直流回路接地干扰、系统和设备故障干扰等故障非常普遍，而这些现象都是在实际工作中遇到到的，只有做好继电保护的数据积累，对故障现象与处理方法加以总结和分析才能比较深入的了解。由于环境、气候等的不同，不同的供电系统所遇到的故障也会有所不同，因此必须加强供电系统之间的交流，并对好的经验进行推广，才能在遇到问题时快速并有效地采取抗干扰措施，及时解决系统运行故障。
4. 4 充分考虑继电保护配合条件，选择恰当的配合
继电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。在10kV 配电网中，如上下级保护之间的配合条件考虑不周或选配不当，则会造成继电保护的非选择性动作，使断路器越级跳闸。定时限过电流保护的配合问题相较于电流配合较易解决，由于定时限过电流保护的时限极差为0.5s，选择电网保护的动作时限，一般是从据电源端最远的一级保护装置开始整定的。
5 结语
继电保护在电力系统生产运行中有着十分重要的地位，在城市电网10kv 配电网中，大量的、不同类型的电气设备均通过电气线路紧密联结，因此它的正常运行直接影响着电力生产的安全和效益。为了确保电力系统的健康稳定运行，我们必须做好继电保护的日常检修工作，及时发现问题、解决问题，尽量做到预防继电装置事故的发生。对于已经发生的事故，要做到正确处理事故、快速排除故障，将已发生的事故危害降到最低，从而维护我们的正常生产生活。