浅谈10 KV供电系统的继电保护
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摘要：本文介绍了10 kv供电系统在电力系统中的重要地位，为了保证10 KV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10 KV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：10 KV供电系统；继电保护；原理特性；
中图分类号：U223.6 文献标识码：A文章编号：
一、10KV供电系统的重要地位
10 KV供电系统是电力系统的一部分，它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到机关院校、工矿企业、居民生活用电的畅通，而且涉及电力系统能否正常的运行。为了确保10 KV供电系统的正常运行，必须正确设置继电保护装置。
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的，包含发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等。电力系统覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、实时平衡、缺一不可，一旦电力系统中的任何一处发生故障，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。
二、继电保护装置组成及基本要求
电力系统对继电保护装置的基本要求有四点:即可靠性、选择性、灵敏性和速动性。对于上述四个性能，继电保护装置必须同时具备，缺一不可，但是对于一套具体的保护装置，四个性能之间是矛盾的。如为了提高保护装置的灵敏度，降低保护装置的整定值(对于反应故障时参数上升的保护装置)，则在正常运行时，保护可能误动作，降低可靠性;快速性和选择性也是矛盾的，为了满足选择性要求，往往要用降低快速性要求来达到。我们必须从实际出发，处理好这些矛盾，满足系统运行对保护提出的要求。
继电保护装置是在供电系统中用来对系统进行监视、测量、控制和保护一套专门的自动装置。由于电力系统的特殊性，电气故障的发生是不可避免的，一旦发生局部故障，而得不到有效控制，就会造成对电网稳定的破坏和大面积停电事故，因而现代化电网对继电保护的依赖性更强，对其动作正确率的要求更高。
三、10 KV供电系统常用继电保护
在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别来构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在10KV供电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护有:定时限过电流保护、电流速断保护、反时限过电流保护;还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护;l OKV供电系统中发生接地故障时采用零序电流保护。
4.1 电流速断保护
电流速断保护是一种无时限或带时限动作的电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护分为无时限电流速断保护和带时限电流速断保护两种。
无时限电流速断保护最大的优点是动作迅速，它与过电流保护的区别在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是按躲过被保护线路末端的最大短路电流来整定，从而使保护范围被限制在被保护线路内，从整定值上保证了选择性，因此可以瞬时跳闸。无时限电流速断保护不能保护线路的全长，只能保护线路一部分，故不能单独使用。
4.2 定时限过电流保护
定时限过电流保护指的是继电保护的动作时限是固定的，而与短路电流的大小无关的一种保护装置。这个动作时限是靠时间继电器的整定来获得的。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。过流保护动作电流的整定原则是按躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑。整定动作电流时必须考虑2种情况:①在正常情况下电动机的启动和自启动电流不应动作；②保护装置在外部故障切除后应能可靠地返回。过流保护的灵敏性好，它不仅可以保护本线路的全长，还可以保护相邻下一级线路全长，可作为本线路近后备保护和下一段线路的远后备保护。定时限过电流保护的选择性是依靠动作时限来实现的，按阶梯原则整定，即越靠近电源，动作时限越长。这种保护缺陷是动作时限长，这种缺陷就可由电流速断保护来弥补。
4.3仅时限过甩流保护
反时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短;短路电流越小，动作时间越长。反时限过电流保护主要是由感应型继电器组成的，由于感应型电流继电器本身既是起动元件，又是时间元件，且触点容量大，可实现直接跳闸，不必用中间继电器，加之继电器还带有机械掉牌信号装置，故可不用信号继电器，因此，保护接线简单。虽然外部接线简单，但内部结构复杂，调试比较困难;在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护。
4. 4三段式电流保护
基于以上各种电流保护各自的特点，从而形成了由无时限电流速断按保护(I段)、带时限电流速断保护(11段)和定时限过电流保护(IQ段)相配合的一整套保护，即三段式电流保护。供电系统并不一定都要装设三段式电流保护，可根据实际情况之装设其中两段。例如线路一变压器组接线，可不装设Ⅱ段，又如在很短的线路上，只需装设Ⅱ段和III段，在电网末端线路上，只需装设III段，越靠近电源侧，保护应该越完整，一般需装设三段式电流保护。
4. 5零序电流保护
电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式，有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10kV系统采用的是中性点不接地的运行方式。假设A相发生了一相金属性接地时，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2h，而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验、有发展为两点或多点接地的可能。应及时发出信号，通知值班人员进行处理。
四、10KV供电系统继电保护装置的设置要求
按照10 KV供电系统的设计规范要求，在10 KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置:
3.1分段母线应配置的继电保护
对于不并列运行的分段母线，应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投人，合闸后自动解除;另外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时，其瞬动部分应解除;对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。
3. 2 配电变压器应配置的继电保护
①当配电变压器容量小于630KVA时:一般采用高压熔断器保护;
②当配电变压器容量为630-800kVA，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0. Ss时，还应装设电流速断保护;对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护;
③当配电变压器容量为800kVA及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0. Ss时，还应装设电流速断保护;对于油浸式配电变压器还应装设气体保护:另外尚应装设温度保护。
3.3 10 KV线路应配置的继电保护
10 KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5一0.7s，并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设无时限电流速断保护。当无时限电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设带时限的电流速断保护。
五、结束语
本文对10kV电力系统中继电保护的现状进行了探讨，对10kV系统中应配置的继电保护的原理、特性等进行阐述。为了确保l OKV供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值。
参考文献
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[2许建安陕春玲主编电力系统继电保护黄河水利出版社.2008
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