10KV配电系统继电保护动作可靠性能分析:供配电系统继电保护基本要求

  摘要:在对10kV配电系统继电保护优选搭配的基本要求进行简单归纳总结后,对10kV配电系统继电保护可靠性的影响因素进行了简单探讨。最后,结合自我多年实践工作经验,对提高10kV配电系统继电保护动作可靠性的方法措施进行了详细分析研究,以期提高继电保护装置动作可靠性,确保l0kV供电系统安全可靠、节能经济的高效稳定运营发展。
  关键词:10kV配电系统 继电保护 动作可靠性
  10kV配电系统是电网系统中的一个非常重要的环节,其运行的安全可靠性和节能经济性,直接影响到需求侧电力用户用电是否安全可靠和节能经济,同时还涉及到电力系统运行的安全稳定。10kV配电系统中二次继电保护系统涉及的因素较多且复杂,包含大量继电保护设备装置、自动控制装置、以及二次信号回路。因此,继电保护设备装置的动作安全可靠性将成为10kV供电系统研究的一个重点和难点。为了确保10kV配电系统能够安全稳定、节能经济的高效稳定运行,必须正确准确地配电继电保护设备装置。
  1、10kV配电系统继电保护优选搭配的基本要求
  1.1 选择性
  当配电系统中保护装置动作时,通过继电保护装置操作控制,将出现故障的电气设备与分支线路,从配电系统中有效切除,进而使停电范围和停电损失尽可能缩小,以确保配电系统中非故障设备和分支线路,仍能安全可靠、节能经济的高效稳定运行。
  1.2 速动性
  当配电系统出现故障后,继电保护装置应尽可能快地快速准确切除短路故障,以确保配电系统的安全。缩短故障切除时间可以有效减轻短路电流对电气设备的冲击破坏程度,进而可以 加快系统电压的恢复速度,这样不仅可以为电气设备的自启动创造良好的条件,同时还可以有效提高配电系统并列运行的安全稳定性。
  1.3 灵敏性
  保护动作是继电保护功能正常发挥的前提,也就是说在保护范围内,无论短路点处于何处、短路类型、以及短路性质如何,整个继电保护装置均不应出现“拒动”、“误动”等情况。继电保护设备装置的灵敏系数,应根据配电系统最不利的运行方式和故障类型进行详细的分析计算。
  1.4 可靠性
  当配电系统出现故障后,继电保护设备装置应该准确按照预定保护动作,不应出现拒动或误动问题。如果继电保护设备装置不能满足配电系统可靠性要求,则可能引起故障的进一步扩大,甚至诱发大面积停电事故。
  2、10kV配电系统继电保护可靠性的影响因素
  2.1 励磁涌流对继电保护装置动作可靠性的影响
  如果在继电保护整定计算过程中,没有充分考虑到配电变压器投入过程中产生的励磁涌流对无时限电流速断保护的影响,可能导致配电变压器投运过程中的励磁涌流的起始值超过无时限速断保护的整定定值,这样就会导致一些变电所的10kV出线线路检修完恢复送电过程中时,开关一合上即马上保护动作跳闸,这样不仅影响到配电系统的运行安全稳定性,同时还可能引起继电保护装置频繁跳闸,影响到供电可靠性。
  2.2 电流互感器饱和对配电系统继电保护动作的影响
  随着供配电系统容量规模的进一步扩大,当10kV配电系统发生短路故障时,其短路电流将会随着变大,有时甚至可以在故障时达到电流互感器一次侧额定电流的几十倍甚至几百倍。在强大的稳态短路电流作用下,电流互感器一次短路电流倍数也会急剧增大,电流互感器变比误差也会增大,最终会导致灵敏度偏低的电流速断保护产生“拒动”问题,影响配电系统动作可靠性。
  2.3 继电保护整定值不匹配引起越级跳闸
  在10kV配电系统中,通常采用微机自动保护装置,其一般动作间整定为:速断保护为0s、过流保护为0.5s,且其速断保护动作出口时间通常设定为40ms。由于各类保护间没有充分考虑距离影响因素,而保护动作时间又是一个固定值,因此,就可能引起继电保护的不匹配越级跳闸。加上在继电保护装置选型过程中,没有充分考虑跳闸极限配合问题,导致继电保护装置很难实现通过时间级差来确保保护装置动作选择性的要求,也就是,一旦10kV配电系统发生出线故障,就有可能诱发进线保护速断和过流发生越级跳闸问题,影响配电系统继电保护动作可靠性。
  3、提高10kV配电系统继电保护动作可靠性的措施
  为了确保10kV配电系统继电保护设备装置具有较高动作安全性和可靠性,就必须结合工程实际情况确保继电保护保护装置的保护原理设计、整定计算、以及安装调试等工作环境的正确无误。另外,要加强各保护装置间的匹配性,确保各保护设备装置具有较高质量性能水平,同时要加强后期设备运行维护措施制度的制定,确保保护动作的安全可靠性。
  3.1 采取有效措施防止励磁涌流过大
  利用配电变压器投运时的涌流的相关特性,通过适当延长电流速断保护动作时间,这样可以有效防止变压器投运过程中的励磁涌流对继电保护装置动作可靠性的影响,避免保护装置出现误动作,这样可以在不对原继电保护装置进行改造的基础上,就可以达到提高继电保护装置动作可靠性的目的。
  3.2 采取有效措施避免电流互感器出现饱和问题
  在继电保护装置匹配选型过程中,要充分考虑配电线路出现短路故障时,各电流互感器间可能存在的饱和问题。要尽可能减小电流互感器的电阻载荷,如:减小电流互感器的电缆长度、增加二次线缆截面等;要根据实际功能需求增加适当保护用电流互感器;要严格按照电流互感器的基本保护和配置原则,尤其当10kV配电系统中存在高压电机负荷时,要根据运行电流倍数的增加幅度,合适整定保护电流和故障电流。
  3.3 对开关保护设备进行优化改进
  在整个10kV配电系统中,如果10kV变配电台区以上部分出现故障,则可以通过变配电台区10kV出线进行动作保护。但在配置继电保护设备装置时,要从技术、经济等方面进行综合考虑,不能一味追求继电保护效果而增大保护系统综合投资。对于配电变压器容量在1250 kVA以下的工程领域,配电变压器的出线柜如采用开关+熔断器电器组合时,需要与用电器的保护性能保持一致匹配,这样才能有效起到继电保护作用。另外,要加强继电保护装置性能的定期试验和检修工程,确保其具有较高安全可靠性。
  4、结语
  随着微机保护技术的进一步完善可靠,10kV配电系统继电保护技术将以计算机技术、网络技术等为核心,结合图形仿真、现代控制等关键技术,像数字化、多功能集成一体化、网络化、智能化、虚拟化等方向快速稳定发展。
  参考文献
  [1]李静.提高10kV配网供电可靠率的措施[J].电力安全技术,2007,2(9):10-12.
  [2]江远共.分析10kV配电系统继电保护存在的问题及解决措施[J].广东科技,2008,(10):149-150.

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