摘要：10kV继电保护装置能否安全、稳定、可靠地运行，直接关系到整个电力系统的正常运行。本文首先论述了10kV继电保护装置的现状和基本原理，然后提出了10kV继电保护装置的基本要求，最后介绍了10kV继电保护装置的运行维护手段和加强10kV继电保护装置的措施。
关键词：10kV继电保护；配置现状；运行维护
1 10kV系统中继电保护的配置现状
目前，一般企业高压供电系统中普遍采用10kV系统。除早期建没的10kV系统中，较多采用直流操作的定时限过电流保护和瞬时电流速断保护外，近年来飞速建设的电网上一般均采用环网或手车高压开关柜，继电保护方式多为交流操作的反时限过电流保护装置。很多重要企业为双路10kV电源、高压母线分段不联络或虽能联络但不能自动投入，在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些有待解决的问题。
2 继电保护装置的基本原理
2.1电力系统故障的特点
电力系统在进行供电、变电、输电、配电和用电的过程中难免会出现一些系统运行上的故障。由于供电系统非常复杂，因此电力系统的故障类型也非常多，但是最常见的故障就是各种不同类型的短路事故。电力系统在运行的过程中一旦发生短路现象，就会使得供电系统的电流急剧增大，电压迅速减小，并且电压和电流之间的相位角也会发生一定的变化，这些就是电力系统故障的主要特点。
2.2继电保护装置的几种类型
对于电力系统中可能会发生的一些故障，会利用一些继电保护装置来进行供电系统的维护。但是对于不同物理量所引起的运行故障的保护装置也是有差异的，这就形成了不同原理和不同类型的继电保护装置。主要有以下几种类型。
1）反应电流变化的电流保护装置：其工作原理就是通过对供电系统电流大小的有效监测，根据电流大小的变化情况对供电系统的运行状况进行有效的判断，一旦发现供电系统的电流大小出现异常情况，就可以及时的对整个供电系统进行有效的保护。该种类型的装置主要是由定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等组成。
2）反应电压变化的电压保护装置：这种形式的继电保护装置主要有过电压保护和低电压保护。其主要的原理就是通过供电系统中电压的变化来进行系统故障的分析，在发现问题时及时地保护供电系统。
3）既反映电流的变化又反应电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护：这些都是利用继电保护装置中对于供电系统在运行过程中的电流、电压以及相位角的变化判定系统的故障，从而实施正确的保护措施。
3 10kV继电保护装置的基本性能要求
3.1保护装置的选择性
在10kV系统供电运行中，如果部分供电线路出现故障，继电保护装置应选择性地自动切断相应的故障线路，以确保非故障区域线路的正常运行。这是继电保护装置的选择性。然而，当故障设备或线路本身的保护装置拒绝运行时，相邻设备将被允许保护系统线路。
3.2继电保护装置的灵敏度
继电保护装置的灵敏度主要是指当供电系统发生故障时，继电保护装置发现和响应供电系统中异常工况的能力。只要在继电保护装置的工作范围内，无论故障的性质如何，都不会发生拒绝。然而，如果它在工作范围之外，就不会产生错误的指令，保护装置的灵敏度越高，对电源系统中的小故障做出响应的能力越强。
3.3继电保护装置的可靠性
保护装置的可靠性主要指其设计原则的准确性、综合计算以及安装和调试的正确性。同时，还要求继电保护装置各部件的质量安全可靠，程序的运行和维护应科学合理，相应的程序应尽可能简化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般来说，继电保护装置可以正确识别电力系统故障发生的区域及时保护线路，这样系统故障不会扩大，故障造成的损失会降到最低。
3.4速动继电保护装置
继电保护装置的快速性主要是指当供电系统运行中出现故障时，能够尽快消除短路故障。尽可能缩短继电保护的故障排除时间，可以减少系统故障时短路电流对整个供电系统的损害。它还可以帮助供电系统尽快恢复电压，从而提高系统运行的稳定性，提高自动化设备的使用效果，并最小化故障传播范围。只有这样，才能保证10kV系统在使用过程中的安全性和稳定性。
4 10kV继电保护装置的运行维护
4.1反时限过流保护
反时限过流保护主要是指，在10kV供电系统运行过程中若发生故障，则继电保护装置会根据线路中的电流反应进行保护。发生短路的电流越大，相应的动作时间就越短，反之，则动作的时间就越长。反时限过流保护是由感应型继电器组成的，其本身是启动原件和时间原件的结合体，并且触点的容量非常大，可以不使用中间继电器而进行直接的跳闸行为。另外，这种反时限过流保护装置还带有机械掉牌信号装置，可以实现更加简便的保护接线。但是在使用时应当注意，继电器在其常闭触点断开时一般为先失电返回，这就使得其触点不能够闭合，所以跳闸线圈就不能正常地通电跳闸。
4.2定时限过流保护
定时限过流保护是和时间有着密切关系的一种继电保护措施，即在规定的时间内进行固定的保护。时间是靠时间继电器进行调整的，在一定范围内有连续可调性，所以对于10kV供电系统中不接地的系统来说，其采用的方式主要是尽量使得被保护的线路躲避电流负荷，只有继电保护装置应当及时地发生保护动作并进行故障排除。在实际运行当中，距离电源越近所用的反应时限就越长，因此就需要与速断电流保护同时应用，从而达到技术上的互相弥补。
4.3电流速断保护
在10kV电力系统的运行过程中，一旦线路中出现短路故障，就会对整个线路的安全运行造成不小的影响，甚至会造成电网烧毁的严重后果。通过设置电流速断保护装置能够在短路故障发生时，将电路进行有效的切断，进而降低短路故障所造成的损失，从而确保电力系统的安全平稳运行。电流速断保护根据其响应时间的不同可以分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种类型，前者的动作电流要大于保护范围外部短路时的最大短路电流，这就能够将速断范围有效的限制在被保护线路的内部，进而减少因切断电路所造成的影响范围，确保电力系统的安全平稳运行。但是该方式在整定值的选择上有着很大的局限性，在实际的应用过程中不宜单独使用，要与其他保护方式进行协同保护。
4.4三段式过流保护装置
瞬时电流速断保护所能保护的线路范围非常有限，一旦出现较大范围的故障则该保护措施就无法提供有效的保护，因此，在实际的工作中，瞬时电流速断保护只能作为一种辅助性的保护。为了给电力系统提供更加系统全面的保护，可以将瞬时电流速断保护和定时限过流保护进行合理的组合，进而形成两段式的电流保护形式。两段式的电流保护形式兼具两种保护方式的优点，因而能够为电力系统提供更加全面的保护。此外，为了进一步提高电力系统运行过程中的稳定性，在实际的保护过程中还会采用三段式的电流保护，即瞬时电流速断+略带时限的电流速断+定时限过流保护的组合形式，这种保护方式可以在相邻的线路保护拒动时启动后备保护，从而使得供电线路的运行更加安全。
5 结束语
继电保护装置在10kV系统中非常重要，对保证整个系统的安全稳定运行具有重要意义。在10kV系统中，各种大型电气设备通过电线紧密连接在一起。为了确保继电保护装置的可靠性、选择性、快速性和灵敏性，必须加强继电保护装置的运行和维护，加强新技术和新设备的应用，更加重视继电保护装置的运行和维护，不断提高其运行和维护水平，确保10kV系统的可靠运行。
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论文作者:管文龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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