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郑煤集团配电系统继电保护装置改进问题探讨

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  摘要 随着科学技术的飞速发展,特别是微机技术的应用,6kV~10kV的配电系统线路的保护已呈现出一个新的局面。本文就配电系统中常用的保护措施――继电保护,针对6kV~10kV的配电系统保护的常见问题、常用保护措施、发展方向、微机应用等几个方面进行简单探讨及论述,以便寻找出一套科学可行的配电系统继电保护装置及方法,保障配电系统的运行安全。
  关键词 6kV~10kV配电系统;继电保护;微机保护;可靠性
  中图分类号TU2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)49-0089-02
  
  郑煤集团公司是一个以煤炭生产为主,集电力、铁路、电解铝、建材、煤化工和机械制造等多元发展的现代能源企业集团。集团拥有110kV变电站2座,35kV变电站11座,6kV变电所16座,输变电线路230余km。每年供电量达到13亿kW・h,外供电量巨大。随着科学技术的飞速发展,特别是微机技术的广泛运用,对配电系统的要求也朝着机电一体,设备繁杂且精密,管理严谨的方向发展。这就导致郑煤集团的配电系统成为一个复杂且统一的庞大系统。所以,如何做好对配电系统的线路保护,特别是对6kV~10kV的配电系统线路的保护已是一个比较严峻的问题,为电业的工作人员带来一定的挑战。本文就郑煤集团6kV~10kV配电系统保护的几个方面进行简单探讨。
  1 配电系统继电保护常见问题
  日常所用的配电系统继电保护装置的组成包括了电源进线、馈出线路两大线路,其主要作用是通过预报事故,缩小事故范围的发生,以达到提高系统运行的可靠性,并最大限度地保证供电的安全和不间断。到目前为止,配电系统继电保护发展虽已达到一定水平,但在其发展过程中仍有一些问题是无法完全避免的。下面,就对它的几个常见问题进行简单论述。
  1.1电流互感器的饱和问题
  郑煤集团每年供电量达到13亿kWh,外供电量巨大。供电系统规模越大,低压配电系统短路电流也会随之变大,一旦变压器、配电所出口处发生短路,短路电流就有可能达到电流互感器一次侧额定电流的几百倍,易出现以下两大类问题。
  稳态短路:一次短路电流倍数越大,电流互感器变比的误差也越大,灵敏度低的电流速断保护就可能拒绝动作。
  线路短路:由于电流互感器饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,造成定时限过流保护装置拒动如。
  1.2 二次设备、二次回路老化问题
  由于一些配电系统的继电器是较为老式的继电器,其节点氧化、压力不够等问题易造成保护误动。如由于交流回路实验端子的老化引起开路,从而引起的保护误动或拒动;直流线路的失电或系统严重低电压导致的越级跳闸等。
  1.3 环网供电无保护及保护校验不完善
  由于我国环状配电网基本采用负荷开关为主,一般不设断路器保护,其运行方式也是开口运行,并且绝大部分网络是用人工操作,既不安全也不可靠。而即便有装设断路器的配电系统,也会由于运行方式、负荷等因素致使继电保护无法协调共进。一旦发生故障,就易出现环网局部停电或全部断电的情况。
  除了环网供电的问题,很多的配电系统保护校验装置、图纸也不完善,如由仪器仪表保护装置校验质量不高而导致的保护校验质量问题,或继电保护的图纸资料不齐备;变电站,图纸破损、丢失或不全;变电站图实不符现象,有点甚至没有竣工图等问题。这些问题若是对其不闻不问,任其发展,极易留下了事故隐患。
  2 6kV~10kV配电系统继电保护装置的常用保护措施
  配电系统的继电保护需有以下四个特性:能选择性地作用故障点,用于区别电力系统正常部分和故障部分;能快速作用于断路器跳闸的继电保护装置,降低故障对系统损害;继电保护装置迅速灵敏地反应,发生在保护区内的故障状态;继电保护装置结构良好、正确且可靠。
  在此,除去与动作时间和短路电流大小有关的反时限过流保护不说,目前我国6kV~10kV配电系统大都采用电流速断保护、定时过电流速断保护相结合的两(三)段式电流保护装置。
  2.1电流速断保护
  电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的电流保护,作用动作快,分为瞬时电流速断保护和略带时限电流速断保护两种。它是靠电流定值来快速切除短路故障,从而阻止事故的扩大的。其保护区至少占全线路长的50%,最小范围不低于全线路长的10%。但由于瞬时电流速断保护只能作用于线路的首端,不能保护全线路,必须利用略带时限的电流速断保护来解决这一保护的“死角”。
  2.2 定时限过电流保护
  定时电流速断保护与动作时间和短路电流无关,其恒定时间是靠时间继电器的整定获得。它一般是采用直流电操作,且一次返回的电流大于最大负荷电流。
  定时过电流保护虽然简单,选择性强,易操作,既能保护设备和全线路,后可作为下一级线路穿越性故障的后备保护。但是,若越靠近电源端线路的阻抗越小,短路电流越大,定时限过流保护时间就会变长,从而导致不能及时切断故障源,进而影响电力系统的正常运行。
  (三)两(三)段式电流保护
  由上可见,单一的一种保护是不能满足要求,为保证电力系统安全可靠地运行,通常采用“两(三)段式”,其中,包括一段为辅助作用的瞬时电流速断保护,二段为主保护的略带时限的电流速断保护,三段为后备保护的定时限过流保护。
  3 6kV~10kV配电系统继电保护装置的改进方向
  虽然,两(三)段式电流保护具有一定的优越性,但其仍存在无自断功能、定值整定和修改不便、准确度低、体积大等缺点,对于现如今科学技术不断发展的社会来说,它已不能满足6kV~10kV配电系统。6kV~10kV配电系统保护装置仍需要改进。所以,人们在不断开发新型的保护措施,特别是与微机技术的相结合的技术与装置。
  除此之外,对于配电系统的继电保护的改进,我们还应注意对继电保护与自动智能化系统的结合使用,及继电保护装置性能的定时检修与排查,并及时淘汰旧设备,更换最新设备,对矿井接地不合格等现象。坚决按照河南省煤碳工业管理局的要求和集团公司《关于开展煤矿井上下供电专项整治活动的通知》〔郑煤集团机电[2007]19号〕文件精神,积极认真的整改或处理。
  最后,笔者相信,在电力从业人员掌握相关继电保护装置的安装要求,及充分了解继电保护各项知识后,6kV~10kV配电系统继电保护装置一定会有突破性地发展,在保证了配电系统安全可靠运行的同时,进而取得最大的社会经济效益。
  
  参考文献
  [1]胡晓宾.浅析6kV供配电系统的继电保护[J].中华民居:学术刊,2010(10).
  [2]刘瑞庭.分析10kV配电系统继电保护的有关问题[J].广东科技,2010(2).

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