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摘 要：10kV供电系统在运行中，由于线路老化、设备故障、外力破坏等，会导致电力系统的正常运行受到影响，继电保护装置的作用是控制断路器跳闸，将故障设备从电力系统中隔离，从而避免故障的扩大化。本文首先介绍了10kV供电系统中的继电保护装置，随后就继电保护策略和安装继电保护装置中需要注意的一些技术问题进行了简要分析。
关键词：10kV供电系统；继电保护装置；后备保护；速动性
引言:供电系统在运行中出现故障问题是在所难免的，由于电网覆盖面积广以及故障发生的随机性，人工处理故障难度较大，且缺乏时效性。在供电系统中安装继电保护装置，则能够实现对电路及设备运行情况的动态监测，一旦监测到异常信息，继电保护装置一方面自动切断电源，另一方面又能够报告故障位置，为故障的处理提供了参考。继电保护装置已经广泛应用于10kV供电系统中，包括变压器、分段母线等。掌握继电保护装置安装方法和熟悉继电保护原理，对确保供电系统运行安全也有积极帮助。
1 10kV供电系统中的继电保护装置
在10kV供电系统的设计与施工中，应当按照标准的规范要求，做好继电保护装置的安装工作。通常来说，需要重点布设继电保护装置的部位有：
1.1 线路继电保护
在主要线路上安装过电流保护，设定电流整定值，如果电路实际运行电流超出整定值，则自动切断电路，避免大电流对线路、以及线路连接的电器元件造成破坏。
1.2 变压器继电保护
根据变压器容量的不同，如果容量不超过400 kVA，安装高压熔断器可以满足继电保护需要；容量大于400 kVA但是不超过800 kVA，配合使用熔断器和电流速断保护；容量超过800 kVA的，搭配使用过电流保护与电流速断保护[1]。
2 10kV供电系统的继电保护配置情况
2.1 故障信号监视装置
结合继电保护装置的运行原理可知，主要是根据线路中各项参数（如电流、电压等）的变化情况，确定电力系统运行是否正常。继电保护装置除了能够动态的获取、对比电力系统各项参数外，对于检测到的异常信息，还会及时发出报警信号，以便于技术人员及时采取故障处理措施。由于10kV供电系统的电器元件数量多，且分布范围广，继电保护装置还能够较为准确的提供故障源的位置，这也为技术人员判断故障、处理问题提供了帮助，通过缩短故障处理时间，将故障损失控制到最低。
2.2 过负荷保护装置
在10kV供电系统覆盖面积不断扩大的同时，接入电网的电力用户也逐渐增多。一方面是由于局域电网用电负荷增加，另一方面则是配电网面积增加，维护工作开展难度大，在用电高峰期容易因为负荷过大而出现电网故障，对局域电网的正常用电造成破坏。针对这一情况，就需要在10kV供电系统中安装过负荷保护装置。当电网系统中实际电流超出了线路最大负荷后，过负荷保护装置会自动感应并发出报警信号。控制单元会发出指令信号，断路器从闭合状态转为断开，线路停止通电，避免过负荷对电力系统其它部分造成影响。
2.3 电流保护装置
10kV供电系统的各类运行故障中，相间短路是一种常见的问题。但是普通的继电保护装置，只能完成过电流保护，即当电力系统中电流明显超过额定电流时，才会触发保护动作。但是对于低压供电系统来说，相间短路产生的瞬时电流不大，有可能达不到触发电流保护动作的最低标准，表现为继电保护装置无反应，也就失去了保护作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在低压供电系统中安装电流保护装置，需要提供两段式电源保护：其一是正常的过电流保护，其二是速断保护。这样就能够提供双重保护，提高了供电系统运行安全。
3 10kV供电系统继电保护策略
3.1 加装方向元件
方向电流保护也是供电系统中继电保护的一种常见形式。在一些重要的电器元件中，在进线侧和出线侧分别安装断路器。以功率的方向为正，当电流与功率方向一致时，方向元件无工作；当供电系统发生故障后，电流与功率的方向相反，此时方向元件会接收到逆向冲击电流。受到方向元件自身结构特性的影响，逆向电流不能顺利通过方向元件，从而达到了切除线路故障的目的。在安装方向元件时，技术人员必须要明确装设方向，才能保证方向电流保护能够正常发挥作用。
3.2 定时限与反时限过流保护
在继电保护装置运行中，根据故障电流与保护动作延时之间的关系，可以将其分为定时限与反时限两种形式。其中，定时限过流保护，只要系统判定供电系统中出现故障电流，则继电保护装置动作，切断电源，达到保护目的；反时限过流保护，则是先判断故障电流的大小，电流越大，则继电保护的延时越短。随着10kV供电系统覆盖范围的扩大，以及与日常生活的紧密联系，优先考虑使用反时限过流保护。这样一来，当区域供电系统中同时出现了2种及以上的过流问题时，反时限保护会自动进行故障电流的判断，优先处理较大的故障电流，从而提高了继电保护效果，在维护10kV供电系统运行安全方面发挥了更加理想的作用。
3.3 横纵联差动
差动保护是继电保护的一种主要形式，通过计算同一电气设备流进、流出电流的差值，判定该设备及线路是否正常运行，如果差动电流为0，或是在安全范围之内，则系统正常运行；反之，如果差动电流超出整定值，则继电保护装置动作，断路器断开。在差动保护中，根据继电保护装置安装位置的不同，可以分为纵联差动保护和横联差动保护两种形式[2]。其中，10kV供电系统中的变压器等重要电气元件，常用纵联差动，而该系统中的连接线路等，则常用横联差动。
4 10kV供电系统继电保护的注意事项
4.1 主保护与后备保护
在10kV供电系统正常运行中，主保护发挥继电保护功能。但是随着10kV供电系统中各类电气设备的不断增加，对继电保护的要求也在逐渐提高。在这种情况下，就需要提供后备保护，在主保护功能失效时，自动投切到后备保护系统，继续完成供电系统的保护工作。同时，自动发出报警，以便于技术人员进行主保护装置的故障排查，在解决问题后重新将保护系统切换回主保护。需要注意的是，后备保护与主保护同等重要，在继电保护装置的安装、维护等工作上，也要保持与主保护一致。
4.2 速动性
为了进一步提高故障的应急响应速度，对继电保护装置的灵敏性提出了较高的要求。理想状态下，10kV供电系统中只要发生短路、过载等异常工况，继电保护装置都会正常动作，灵敏、准确的完成电力系统保护。判定继电保护装置速动性的主要指标是“故障切除时间”，从继电保护装置检测到供电系统中发生故障或异常信号，再到断路器跳闸完成保护，中间会有一个时间差，即为故障切除时间。目前在10kV供电系统中，故障切除时间一般要求控制在0.05s之内[3]。
5 结论
10kV供电系统的安全和稳定运行，与我们的日常生活息息相关。作为整个电力系统的重要组成，也必须通过安装继电保护装置，实现对整个供电系统运行情况的监控和保护，并且能够对常见的过载等电路故障进行自动控制。在对10kV输电线路进行继电保护时，首先应保证相关装置的完好以及运行的正常，使其在做出反映时能够给迅速准确地给出判断，并进一步发出故障预警及预判动作，从而提升整个系统的安全性，也保证10kV供电系统的正常运转。
参考文献:
[1]张会文.220kV及以上电压输电线路的继电保护可靠性及状态检修[J].科学技术与工程,2018,18(17):56.
[2]张学锋.电力客户10kV配电设备继电保护安装调试的常见问题及解决对策[J].通讯世界,2017(23):191-192.
[3]李勇,钱均珊,于梦瑶,等.10kV欧式箱变用微机继电保护装置的设计[J].电器与能效管理技术,2017(20):38-43.
论文作者:王尚高
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第02期
论文发表时间:2019/6/17
标签：供电系统论文; 电流论文; 保护装置论文; 故障论文; 继电论文; 继电保护论文; 线路论文; 《当代电力文化》2019年第02期论文;