謝清宇

（國網(wǎng)重慶市區(qū)供電公司，重慶400000）

我國經(jīng)濟(jì)的快速增長使得各個(gè)行業(yè)均得到了全面的發(fā)展，而行業(yè)發(fā)展也導(dǎo)致整個(gè)社會對用電量的需求出現(xiàn)激增，這意味著變電站在電源輸送能力及相關(guān)設(shè)備的配置上需要進(jìn)行相應(yīng)的升級。10kv 配電網(wǎng)在我國配電網(wǎng)系統(tǒng)中處于中壓配電網(wǎng)這一層次，主要滿足工礦企業(yè)及城市居民的用電需求[1]。為使電力供應(yīng)及施工的質(zhì)量得到保障，做好10kv 變電站的繼電保護(hù)工作就顯得尤為重要。

1 關(guān)于繼電保護(hù)

繼電保護(hù)用于在電力系統(tǒng)故障時(shí)對電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測分析，將電力系統(tǒng)的異常情況及相應(yīng)分析數(shù)據(jù)以警報(bào)信號的方式通知相關(guān)工作人員。一些情況下繼電保護(hù)裝置會采取針對故障位置設(shè)置隔離的方式使設(shè)備免于損壞，以保障其他區(qū)域的平穩(wěn)供電[2]。由于繼電保護(hù)器同時(shí)具備選擇性、靈敏性及可靠性的特征，因此在一定程度上穩(wěn)定了電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

2 10kv 變電站的工作原理

2.1 繼電保護(hù)工作原理

當(dāng)變電站發(fā)生短路或其他故障時(shí)，變電站的許多參量都會與正常情況下有所不同。產(chǎn)生變化的參量與正常情況下的參量可能存在極大差別，也可能出現(xiàn)差別不明顯的情況，而繼電保護(hù)的判斷依據(jù)就是那些變化明顯的參量，并根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)成保護(hù)。保護(hù)內(nèi)容往往根據(jù)電流或電壓呈現(xiàn)出的特點(diǎn)不同而有所不同，在短路電流高于常態(tài)下電流的情況下構(gòu)成電流保護(hù)；而短路時(shí)母線電壓降低則會構(gòu)成低電壓保護(hù)；短路時(shí)線路起始部位阻抗降低一般構(gòu)成距離保護(hù)；電壓與電流之間相位差發(fā)生改變的情況下則會構(gòu)成方向保護(hù)。從以上情況來看，繼電保護(hù)的功能是比較強(qiáng)大的[3]。

2.2 10kv 變電站繼電保護(hù)的配置

10kv 變電站在變壓器、輸電線路及母線上均需要配備繼電保護(hù)裝置，這是由10kv 配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范及要求決定的。以母差保護(hù)為例，其保護(hù)范圍包括全部母線以及連接在母線上的電氣設(shè)備。

3 10kv 變電站繼電保護(hù)問題分析

3.1 繼電保護(hù)的計(jì)算管理

繼電保護(hù)能夠保障電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行，在一定程度上防止事故的發(fā)生，且在事故發(fā)生的情況下能夠有效控制事故涉及范圍的擴(kuò)大，因此繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用[4]。對于繼電保護(hù)計(jì)算及管理而言，其最突出的特點(diǎn)就是具有不確定性，造成這一現(xiàn)象的原因包括以下兩方面內(nèi)容。

一是繼電保護(hù)配置及設(shè)備技術(shù)參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)存在不確定性，尤以保護(hù)裝置定值的不確定性最為明顯。由于不同保護(hù)裝置的型號有所區(qū)別，因此在定值上也存在一定差異，同時(shí)科技的發(fā)展也會創(chuàng)造出越來越多新的保護(hù)裝置，其定值依然不可預(yù)估，這就使數(shù)據(jù)的多樣性及不確定性得到進(jìn)一步強(qiáng)化。

二是保護(hù)裝置的定值計(jì)算會受到一些客觀因素的影響。由于繼電保護(hù)在運(yùn)行過程中需要進(jìn)行一定程度的計(jì)算，而計(jì)算的重要內(nèi)容之一就是對保護(hù)裝置的定值計(jì)算，這對相關(guān)工作人員的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、測量方法、對電網(wǎng)構(gòu)造的了解以及相關(guān)規(guī)定的掌握程度均有一定要求，而由于工作人言對以上內(nèi)容的掌握程度不同，也會導(dǎo)致繼電保護(hù)定值計(jì)算出現(xiàn)不確定性。

3.2 反時(shí)限過流保護(hù)

反時(shí)限過流保護(hù)指繼電保護(hù)反應(yīng)時(shí)間與短路電流大小呈反比例相關(guān)，也就是說短路電流越大反應(yīng)時(shí)間越短，短路電流越小則反應(yīng)時(shí)間越長。10kv 變電站中的反時(shí)限過流保護(hù)主要依靠GL-15（25）型感應(yīng)型繼電器構(gòu)成，該保護(hù)方式在工礦企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。具體表現(xiàn)為感應(yīng)型繼電器在檢測到供電線路短路時(shí)會在達(dá)到設(shè)定的一定時(shí)限之后才開始動(dòng)作。繼電器動(dòng)作時(shí)首先就會使原本打開的開觸點(diǎn)閉合，以切斷通往斷路器中脫扣器的電流，避免脫扣器工作，但在開觸點(diǎn)斷開之后脫扣器將重新獲得電流并開始通電動(dòng)作造成斷路器跳閘，同時(shí)繼電器的信號器則會釋放信號。由于供電系統(tǒng)反時(shí)限過流保護(hù)采用分流跳閘的方式，因此需要注意在反時(shí)限過流繼電保護(hù)裝置中若常閉觸點(diǎn)斷開而常開觸點(diǎn)閉合，會在一定程度上導(dǎo)致跳閘線圈無法實(shí)現(xiàn)通電跳閘，隨即引發(fā)鐵芯發(fā)熱導(dǎo)致絕緣融化燒毀的情況。

3.3 定時(shí)限過流保護(hù)

定時(shí)限過流保護(hù)與反時(shí)限過流保護(hù)不同的地方在于其繼電保護(hù)動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間是固定的，且與短路電流的大小沒有關(guān)系，在出現(xiàn)短路的情況下，反應(yīng)時(shí)間往往依靠繼電器整定獲得，而且這段時(shí)間可以在一定范圍內(nèi)做出調(diào)整。不同于反時(shí)限過流保護(hù)采用的設(shè)備，定時(shí)限過流保護(hù)采用的設(shè)備包括電磁式信號繼電器、電磁式時(shí)間繼電器、電磁式電流繼電器以及電磁式中間繼電器。由于定時(shí)限過流保護(hù)常采用直流操作因而往往需要設(shè)置直流屏。定時(shí)限過流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)在于其形式簡單，可靠性高，獲取保護(hù)的方式基本完全依靠設(shè)定好的時(shí)間，除此之外還具有上下級選擇性配合相對容易的特點(diǎn)（相對其他繼電保護(hù)方式而言）。定時(shí)限過流保護(hù)在確定時(shí)間之后也能保證靈敏性滿足相應(yīng)要求，因此這種繼電保護(hù)方式在10kv 變電站中得到了非常廣泛的應(yīng)用。對于10kv 變電站而言，如果處于所需保護(hù)線路僅擁有一套保護(hù)設(shè)備，且繼電器擁有足夠大容量的情況下，電磁式時(shí)間繼電器能夠保證通電直接接通跳閘回路，這樣就能省出出口中間的繼電器。當(dāng)10kv 變電站運(yùn)用定時(shí)限過流保護(hù)時(shí)往往按照被保護(hù)電路能夠負(fù)荷的最大電流進(jìn)行設(shè)計(jì)，這就意味著在被保護(hù)電路出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時(shí)并不能激發(fā)定時(shí)限過流保護(hù)，僅僅在出現(xiàn)短路故障時(shí)才會激活該保護(hù)措施。

3.4 電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是指無反應(yīng)時(shí)間或以極少反應(yīng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)保護(hù)目的的繼電保護(hù)方式，該保護(hù)方式的工作方法是在極短的時(shí)間內(nèi)直接切斷短路電流，從而使故障存續(xù)的時(shí)刻得到最大程度的壓縮，能夠有效控制故障影響的擴(kuò)大。根據(jù)反應(yīng)時(shí)間的不同，電流速斷保護(hù)分為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)及略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與一般電流保護(hù)的區(qū)別，在于前者的保護(hù)往往針對范圍內(nèi)短路時(shí)的最大短路電流進(jìn)行，這就造成電流速斷保護(hù)的作用僅僅在線路的內(nèi)部有效，范圍外的線路出現(xiàn)短路時(shí)往往不會采取動(dòng)作，因此這一電路保護(hù)方式主要負(fù)責(zé)處理范圍內(nèi)的短路及短路造成的故障，這就使得這一保護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)也很明顯：最快的反應(yīng)速度與嚴(yán)重受限的保護(hù)范圍。略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)能為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的功能提供一定程度的補(bǔ)充，幫助其解決部分問題（主要是瞬時(shí)電流速斷保護(hù)負(fù)責(zé)范圍外的短路保護(hù)）。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)負(fù)責(zé)范圍外的電流短路會激活略帶時(shí)限的速斷電流保護(hù)，兩者時(shí)間差的存在是為保證選擇性上的需求，而略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)某種程度上可看作是10kv 變電站的主要繼電保護(hù)。

3.5 微機(jī)繼電保護(hù)

微機(jī)繼電保護(hù)是在繼電保護(hù)過程中融合信息化技術(shù)產(chǎn)生的新繼電保護(hù)方式，其優(yōu)勢在于這種保護(hù)方式具有強(qiáng)大的邏輯能力、記憶能力、自我檢測能力，同時(shí)還能對復(fù)雜數(shù)值進(jìn)行高精確度的計(jì)算，此外還具有較強(qiáng)的數(shù)字通信能力，這些能力均是因?yàn)橛?jì)算機(jī)本身具備高速運(yùn)算及精準(zhǔn)長效存儲能力的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。微機(jī)繼電保護(hù)除了能夠提升機(jī)電保護(hù)的工作性能，也使得保護(hù)反應(yīng)的準(zhǔn)確率得到大幅提升，此外還具有靈活方便的特點(diǎn)，依靠其通信能力還能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)控探測，為繼電保護(hù)提供更多便利。

結(jié)束語

繼電保護(hù)能夠?qū)╇娋€路短路的故障作出可靠的保障，因此在我國10kv 的變電站中得到了廣泛應(yīng)用。由于電力是關(guān)系到國計(jì)民生的重要能源，對電力系統(tǒng)的保護(hù)才會得到相應(yīng)的重視，也就給了繼電保護(hù)充分的發(fā)展空間，使之能夠推動(dòng)整個(gè)社會的前進(jìn)。