10kV电力系统继电保护分析

林清雄

摘 要：虽然近年来我国电力事业进步显著，但各地各级电力系统仍不时出现故障和异常情况，电力系统的安全稳定运行往往会因此受到较为负面影响，基于此，本文简单分析了常见继电保护问题及应对方法，并详细论述了提升10kV电力系统继电保护水平的路径建议，希望由此能够为相关业内人士带来一定程度启发。

关键词：10kV 电力系统 继电保护

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（c）-0048-02

电力系统继电保护需具备可靠性、速动性、灵敏性、选择性等特点，励磁涌流、TA饱和对电力系统安全稳定运行造成的影响也需要同时得到关注，而为了最大化发挥继电保护效用，正是本文围绕10kV电力系统继电保护开展具体研究的原因所在。

1 常见继电保护问题及应对方法

1.1 励磁涌流

由于装有大量配电变压器，且10kV电力系统中各变压器会在合闸瞬间产生大量励磁涌流，这就使得来回反射、相互迭加的励磁涌流最终形成了复杂的电磁暂态过程，二段式电流保护中的电流速断保护很容易因此受到负面影响。较大的涌流与时间常数会导致电流速断保护装置整定值低于励磁涌流值，这种情况在系统阻抗较大、长线路情况中极为常见，而随着10kV电力系统线路中的变压器容量、个数不断增加，10kV线路很容易因此出现无法正常投入问题[1]。

为解决10kV电力系统存在的无法正常投入问题，必须设法防治励磁涌流引起误动，考虑到励磁涌流含有大量二次谐波，可利用该特性进行主变主保护，但这种保护的实现必须建立在改造10kV电力系统的基础上。考虑到随时间衰减属于励磁涌流的主要特征之一，为避免提升10kV电力系统的复杂性，可利用励磁涌流的特征加入短时间延时，由此便能够在不改造保护装置的基础上防治励磁涌流引起误动作。虽然短时间延时的加入可能导致故障时间的增加，但对于10kV电力系统故障带来影响较小的地方，该励磁涌流应对措施具备较高实用性，通过在电流速断保护及加速回加入0.15～0.2s时限，即可有效提升10kV电力系统继电保护水平，电力系统运行的安全性、稳定性均可得到较好保障。

1.2 TA饱和

出口处短路电流较小属于10kV线路的典型特征之一，如农网中的变电所往往阻抗较大且远离电源。电力系统的运行方式和规模均会影响出口处短路电流大小，10kV电力系统的规模提升会直接导致短路电流不断增长，严重时甚至可以达到TA一次额定电流的几百倍，10kV电力系统安全稳定运行自然会因受到较为负面影响。此外，如TA饱和状态下10kV电力线路短路，保护装置很容易出现拒动问题，故障的切除往往需要由主变后备保护或母联断路器负责，由此导致的故障时间延长、供电可靠性降低、故障范围扩大必须得到重视，这些均会直接影响10kV电力系统的正常运行。

之所以TA饱和会对10kV电力系统继电保护造成的负面影响，主要是由于TA严重饱和时，二次侧感应电流会受励磁电流影响降为零，在电流为零的影响下，电流继电器自然会出现拒动问题。因此笔者建议从两方面入手应对TA饱和带来的负面影响，通过合理选择TA变比、减少TA二次负载阻抗，即可有效提升10kV电力系统继电保护有效性。合理选择TA变比需结合10kV电力系统特点，一般需保证TA变比大于300/5。减少TA二次负载阻抗需通过缩短二次电缆截面、加大二次电缆长度实现，TA饱和带来的负面影响可由此得到较好应对。

2 提升10kV电力系统继电保护水平的路径建议

2.1 合理开展继电保护检修

除上文涉及的改造层面内容外，10kV电力系统继电保护水平的提升还需要得到状态检修工作的支持，这种状态检修不同于定期检修，这种不同源于绝缘检测、逆变电源、固化程序3个方面。绝缘检测需运用智能设备收集的数据，利用相关算法、模型进行分析发现异常，即可将异常情况直接传递至检修人员，检修的效率、质量可由此实现长足提升；逆变电源指的是10kV电力系统继电保护状态检修利用自检报警方式，相较于传统的万用表检测，状态检修可大幅提升检修效率、降低人力消耗；固化程序指的是状态检修采用智能检测方式在线调取信息，相较于传统检修常开展的掉电实验，状态检修更具灵活性[2]。

2.2 提升继电保护质量

为最大化发挥继电保护检修效用，必须设法提升继电保护质量，这种提升可基于状态检修队伍建设、专业技术培训、部门间联系加强实现。状态检修队伍建设需结合实际分析10kV电力系统继电保护存在的问题，并以此制定针对性较强的继电保护计划，配合状态检修制度及方案，即可大幅提升10kV电力线路运行的可靠性；专业技术培训是为了不断提升检修人员的专业素质，因此各单位必须定期开展专业技能培训，并配合实施针对性较高的绩效考核，同时还需要关注停电协调、检修方案、反复性停电等异常状况的研究，状态检修由此即可更好服务于10kV电力系统继电保护水平提升；部门间联系加强是为了提高彼此间生产计划方面的默契，通过严格落实停电工作，即可有效发挥状态检修技术优势、提高继电保护综合水平[3]。

2.3 加强对设备更新重视

为提升10kV电力系统继电保护水平，设备更新必须得到重点关注，这种更新需重点提高电网设施水准，MIS系统、电力调度自动化需成为受关注的重点。通过选择先进的设备和技术，并开展配电、变电、输电的统一检修，即可保证电力检修更好服务于10kV电力系统继电保护。值得注意的是，带电检修探索的开展也能够较好服务于10kV电力系统继电保护水平提升，因此各单位必须提供相应带电检修设備，并同时落实带电检修制度，以此减少线路停电时间、提高继电保护有效性。

2.4 合理运用故障指示器

在10kV电力系统继电保护中，故障指示器所发挥的积极作用必须得到重视，这是由于故障指示器能够在故障发生后快速准确的确定故障位置，10kV电力系统继电保护可由此获得重要补充。复位时间较长、日常管理与维护不科学、供电模式不合理均可能影响故障指示器的效用发挥，因此故障指示器的应用必须合理选择供电模式与复位模式、安装大电流信号隔离电路，布局与安装的合理性、日常管理与维护对故障指示器效用发挥带来的影响同样需要得到重视。具体来说，各地供电局需结合当地实际进行保障故障指示器的布局合理，线路断路器前一基杆塔、长线路中段、主干线2～5km间隔处、变电站出口均属于常见的故障指示器安装位置，同时需保证故障指示器在安装后垂直地面且不存在倾斜，将其安装于杆塔的电源侧可更好地发挥故障指示器效用。此外，故障指示器还需要采取分段安装方式，运行环境的优良性控制、维护周期的合理设置、状态检修技术的应用同样需要得到重视，这些都能够保证故障指示器较好地为10kV电力系统继电保护提供支持。

3 结语

综上所述，10kV电力系统继电保护具备较高现实意义，在此基础上，本文涉及的励磁涌流、TA饱和、合理开展继电保护检修、加强对设备更新重视、合理运用故障指示器等内容，则提供了可行性较高的10kV电力系统继电保护路径，而为了进一步提高继电保护有效性，反时限保护、速断电流保护的应用同样需要得到重点关注。

参考文献

[1] 邢晓擘.浅谈10kV电力系统中的继电保护技术[J].现代工业经济和信息化，2015，5（20）：26-27.

[2] 王鹏.10kV电力系统继电保护装置配置设计研究[J].湖南农机，2012，39（3）：260-261.

[3] 雷勇.10kV线路故障查找及处理方法研究[J].经贸实践，2015（14）：342.