张恩建
广州地铁集团有限公司 510000
摘要：随着电网的迅速发展，原有的电磁式保护系统已经不能适应电网安全运行的要求，为了提高二次设备的技术水平、保证供电可靠性，我公司陆续实施了五座35kV变电站微机保护综合自动化改造工程。文章针对10kV开关柜微机保护就地改造工作，电缆贯通线路特点的分析，指出高速铁路10kV配电系统的电流保护方法现总结自己的一点经验和体会。
关键词：10kV开关微机保护；改造；技术分析 10kV配电所；继电保护
一、工作过程介绍
原有的10kV保护装置为老式继电器，安装在10kV开关柜保护小屏上，本次改造需将保护小屏拆除，替换成装有微机保护装置的新保护小屏，改造图纸如图1所示：
二、工作过程中发现的问题
以南瑞继保10kV微机保护装置为例，该装置型号为RCS-9611C，其控制回路图如图2所示：
所示开关柜保护小屏安装的断路器跳闸位置指示器（绿灯）的启动接点为跳位监视继电器（TWJ）的一个常开点，断路器合闸位置指示器（红灯）的启动接点为合后位置继电器（KKJ）的一个常开点，这样在手动或遥控操作时断路器位置指示器（红灯和绿灯）的指示是正确的，但在对微机保护装置做保护试验时发现保护跳闸时断路器合闸位置指示器（红灯）仍然亮，此时断路器跳闸位置指示器（绿灯）也亮，手动或遥控合闸后只有断路器合闸位置指示器（红灯）亮。
三、问题分析
经过对控制回路图的认真分析，发现这一问题只能跟合后位置继电器（KKJ）有关，通过重研究合后位置继电器（KKJ）后发现，合后位置继电器（KKJ）在手动或遥控合闸操作时启动，在手动或遥控分闸操作时返回，而在断路器处于合闸位置做保护试验时并不能使合后位置继电器（KKJ）返回，也就导致断路器合闸位置指示器（红灯）的启动接点一直导通，所以断路器位置指示器（红灯和绿灯）会同时亮。原因为：当保护跳闸时控制回路图中保护跳闸继电器（BTJ）启动，接点闭合，11KD9端子带正电，这种情况下由于装置内409和411两点之间的导通二极管（D）的作用，使得411点未带正电，因此不能使合后位置继电器（KKJ）返回，这就是断路器位置指示器（红灯和绿灯）会同时亮的原因。
四、高速铁路10 kV电力供电系统
10kV变配电所以及电力贯通线路是组成高速铁路10kV电力贯通供电系统的主要部分。主要在铁路沿线进行设置，根据电源分布情况和方便检修的原则确定，一般为40~60km；从配电所馈出2条10 kV电力线路，沿铁路敷设给铁路区间负荷点供电，分为一级负荷贯通线和综合负荷贯通线。贯通线两端的铁路变配电所通过贯通线高压开关柜内电压互感器与断路器联锁均能为其供电。
五、几种常见的故障
1.合闸时控制母线熔断器烧毁
在变电所调试微机保护接线完成以后，开始对断路器手动分合闸功能进行调试。在这种情况下，断路器处于分闸位置，盘面上的分闸位置的指示灯显示为绿色，合闸回路准备完成。但是当进行手动合闸的时候，控制母线熔断器马上出现烧毁的状况，合闸接触器也停止工作。初步判断所出现的故障可能是短路所引起的。当进行二次回路检查的时候，合闸接触器线圈其实是被高压柜上一些已经停止使用的旧接线短路，这样的话，手动合闸的时候，控制母线就会出现短路的状况，烧毁熔断器就是必然的。拆除所有不用的已有接线后，再进行调试，分合闸功能都正常。
2.自闭馈出线实际同步，但微机显示不同步
同步检查继电器是自闭馈出线检同期实现的唯一途径，在一直运行的过程中从来没有出现过问题。但是在对微机进行调试和改造的过程中，当出现外隔开关打开、合上断路器现象的时候，微机所显示出来的相位差是比较大的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆保护装置在出厂检验的时候都是合格的，所以，这样的问题就可以归结为二次回路接线有问题。开始检查二次回路，其中就会出现线路测电压互感器二次回路B相和C相接反的情况。对调以后，还是有1800相位差。再检查二次回路，从高压柜二次端子到保护装置接线端子间的接线完全正确。二次回路正确，原来用同步继电器时检同期又是好的，而是在微机保护进行调试之后出现相位差，这种问题是怎么出现的。在这种情况下，互感器接错或者互感器本身存在问题就是出现这种情况的主要源头。停电后仔细检查一次侧，发现电压互感器一次侧接线错误，把A和X端子接反了。改正接线后再调试，微机显示不再有相位差。
六、10kV配电所的保护设置
1.零序电流速断及过电流保护
单芯电缆是10kV高速铁路所采用的贯通线路，在很多时候，单相接地是其中比较常见的故障。在贯通线路供电系统中，如果某一条线路出现接地故障的时候，上百安培的接地短路电流就会出现在故障线路上，这样的话，零序电流保护定值就有了更多的选择机会。针对零序电流速断保护，当线路出现单相接地故障的时候，其反应速度一定要极为敏捷，将故障线路及时断开。所以，虽然零序电流的保护整定值有很大的选择空间，但是它的定值必须与单相接地故障灵敏度的要求相互符合。
零序速断保护装置主要就是针对单相直接接地短路故障线路而发挥作用的，可以及时将其断开。但是直接接地并不是所有线路接地故障的类型，而在有的时候也是过渡电阻接地的。这个过渡电阻的大小在判断的时候就会有一定的难度。通常情况下将过渡电阻的适应裕度进行增加，使线路末端保护的灵敏度有一定的保障，零序过流保护值要尽量取小，通常在30-80 A不等。
2.低电压与定时限低电压保护
低电压保护一般用于贯通馈线回路，作为电流保护的后备保护。由于贯通馈线距离较长，负荷容量也随铁路运营情况和环境温度而变化。根据实际经验，一般其二次侧整定值取25 V，动作时限为0s。
定时限低电压保护的整定方法同低电压一致，只是在取Umin时可能有一些差别。在铁路10 kV配电所中，电源进线回路一般设定时限低电压保护，Umin一般取0.7倍的额定电压。由于配电所设的电压互感器的二次额定电压为100 V，所以其整定值一般为70 V，动作时间一般整定为1s。
3.电流速断及过电流保护
电力系统的输电线路、发电机、变压器等元件发生故障时，系统中会通过短路电流，且故障点距离越靠近电源，短路电流就越大。针对这个特点，利用电流继电器可以很方便地构成过电流保护和电流速断保护，当电流超过保护装置的整定值时，保护动作，使断路器跳闸。
过流保护可分为定时限过流保护和反时限过流保护，一般是按躲开最大负荷来整定的。为了使上、下级过流速断保护则是按被保护设备的短路电流来整定的，因此，一般它没有时限。两者常常配合使用，分别作为设备的主保护和相邻设备的后备保护。
因为多个断路器保护的多级线路，按照公式计算出的电流速断整定值是比较大的，通常情况下，线路的全场并不能全部进行保护；而10kV铁路贯通线路的运行都是具有相对独立性的，在这种情况下减小整定值就是最好的方式，可以使电流速断保护的范围和灵敏度得到很大的提升，为了避免误动作，通常将电流速断整定值取为过电流整定值的4~5倍。
结束语
通过对高10 kV配电所供电系统的研究，分析得出针对10 kV配电所电缆贯通线路特点的电流保护方案。新的电流保护能够保护线路的全长，并且具有一定的耐过渡电阻特性，在电抗器补偿的情况下，新的电流保护将会有更高的灵敏度和耐过渡电阻性。
参考文献：
[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理（第三版）北京：中国电力出版社. 2008.25
[2]王维俭.电力系统继电保护基本原理北京：清华大学出版社.2005.24
[3]毕锋.微机型馈线保护监控装置的研究仪器仪表用户.2012.23
[4]张刚毅.郑西客运专线变配电所综合自动化系统研究价值工程. 2013.5
论文作者:张恩建
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/27
标签：电流论文; 断路器论文; 微机论文; 回路论文; 位置论文; 线路论文; 继电器论文; 《防护工程》2018年第10期论文;