继电保护在农村10kV电网线路的应用
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作者: 田泉
摘要：继电保护技术随着电力系统的发展而不断发展，它为电力系统运行提供了安全保障，是提高供电质量、减少事故损失最直接有效的手段。目前我国农村电网发展现状不容乐观，继电保护技术的引入为农村电网发展注入了新的活力。文中主要分析了继电保护技术在农村10kV电网线路中的应用及其应注意的问题等，以促进我国农村电网健康的发展。
关键词：继电保护；农村电网；10kV
随着我国经济的快速发展，对电力的需求持续增加，造成电力供应十分紧张，由供电不稳定而出现的大面积停电现象十分严重，给经济发展带来了巨大的损失。而继电保护为电力系统安全运行提供了一定的保障，它是提高供电质量、减少事故损失的最直接、最有效的手段。
1、继电保护简析
继电保护是指通过对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。继电保护共经历了4个发展阶段，从机电式继电保护到晶体管式继电保护、到集成电路继电保护、再到微机继电保护。随着电子技术的发展，继电保护装置及其构成装置的元件、材料等也随之不断发展和改进。
继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理。当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，继电保护装置能够向值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止事件发展。它的主要任务在于监视各种设备的运行状况，反映电气设备的不正常工作情况，提示值班人员尽快做出处理，当供电系统中发生故障时，它能自动迅速地、有选择性地切除故障部分，从而不影响其他部分继续运行。
2、我国农村电网发展现状
根据党的十七大精神，国家电网公司提出“新农村、新电力、新服务”的农电发展战略，指出必须进一步推进农电标准化建设，建立一个完善的农村电网，实现能源资源的高效优化配置。目前我国农村电网发展现状不容乐观。农村电网线路电压等级一般在10-35 kV范围内，线路串接级数多，分支线多，且配电变压器数量多，励磁涌流大，造成负荷率低，负荷变化大，随机性强，功率因数低，此外线路设备质量相对较差，因而故障率相对较高。农村电网保护配置也存在不少问题。随着农村电网的改造，环形网、双回路网的增加，使得现有保护配置难以适应运行方式的要求；与微机继电保护相比，所采用的机电型、晶体管型、集成电路型继电保护可靠性能比较差；由于系统运行方式变化大，一些简单的电流、电压型保护措施有时很难同时满足快速性、选择性和灵敏性的要求，再加上线路长度的缩短，电流速断保护范围相应缩短，短线路一般处于无保护范围状态，也大大影响了快速性和灵敏性的要求。
3、继电保护在农村10kV电网线路的应用
3.110kV电网线路应配置的继电保护
3.1.1电流速断整定。10 kV线路一般属于单电源辐射性网架，一条线路常常所带分支较多。农村电网的改造使电网的保护水平得到了很大提高，减轻了变电所10kV出线保护对该级电网的远后备的负担。在10 kV线路中，T接线路多且短，线路首端与末端短路中的电流值差别不大，若采用瞬时电流速断保护，它的保护范围可能为零，保护整定计算很难满足选择性要求，因此只需配置二段式电流型相间保护。
3.1.2过电流保护配置。过电流保护中的起动电流一般按躲过最大负荷电流来整定。10kV线路中，负荷变化很大，若过流定值整定大，灵敏度则不够；若过电流定值整定小，则容易误动。因此可以加装低电压起动元件来提高过电流保护灵敏度，保证系统正常运行。不管负荷电流多大，母线上的电压都很高，低电压继电器不会动作，即使过电流继电器动作，保护装置也不会动作。在计算电流元件的起动电流时，可以只躲过正常工作电流，不需躲过最大负荷电流，用电气设备的额定电流In来计算即可，这样一来，不仅降低了保护装置的起动电流，而且提高了灵敏度。
3.1.3反时限配置。10 kV配电网大量采用反时限特性的保护元件，且为了整体配合的完整性，采用反时限配置。反时限过电流保护一般按照时限的阶梯原则来整定，时限级差一般为0.7s，其动作时限的选择与动作电流的大小相关。另外感应型继电器具有惯性大，存在一定误差的特点，而且新、旧型的特性也不相同。所以在实际运行整定时，不能单凭特性曲线作为整定的依据，还应作必要的实测与调试。反时限过电流保护时限特性的整定和配合相对来说比较复杂，因此需根据实际情况灵活处理。
3.210 kV线路继电保护中应注意的问题
3.2.1 在农网的变电所，10 kV线路出口处短路电流一般较小，它们处于电网末端，远离电源，系统阻抗较大。对于同一线路，系统规模及运行方式的变化也会相应的改变出口处短路电流的大小。当系统规模不断扩大时， 10 kV系统短路电流随之变大，常常达到TA一次额定电流的几百倍，导致系统中能正常运行的变比小的TA出现饱和现象，而且短路电流中大量非周期分量也会加速TA饱和。TA的饱和使10kv线路中所感应到二次侧的电流会很小或接近于零，保护装置就会出现拒动，供电的可靠性能受到影响，运行设备的安全也随之受到威胁。为了避免TA饱和，在选择TA时，要考虑线路短路时TA的饱和问题，变比不能太小，TA变比最好大于300/S，此外要尽量避免计量共用TA，减少TA的二次负载阻抗，缩短TA的二次电缆长度及加大二次电缆截面等，防止TA饱和现象的出现。
3.2.2通常在10kV线路中装有大量的配电变压器，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加，产生了一个复杂的电磁暂态过程。在系统阻抗较小时，会出现较大的涌流，时间常数也较大。而二段式电流保护中的电流速断保护由于要兼顾灵敏度，动作电流值往往取得较小，此时励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。这种情况在变压器个数少、容量小及系统阻抗大时并不突出，往往被忽视掉，但当线路变压器个数及容量增大后，就可能出现。我们可以利用励磁涌流的特征，即它含有大量的二次谐波和它的大小随时间而衰减的特征，在电流速断保护加入一短时间延时，一般为0.15-0. 2s，能很好地避免励磁涌流所引起的误动，虽然这样会增加故障时间，但对于如10kV这些对系统稳定运行影响较小的地方还是很实用。
4、结语
农村10kV电网线路能否安全、稳定、可靠的运行，不仅关系到农业生产的正常用电，而且还涉及到电力系统的稳定运行。继电保护技术的应用为农村电网健康发展提供了有利地保障，满足了供电需求，减少事故损失。随着电子技术、计算机与通信技术的飞速发展，继电保护技术也将不断改进与向前发展，为电力系统提供一批批具备优良性能、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
参考文献：
[1]严兴畴.继电保护技术及其应用[J].科技资讯,2007(27).
[2]夏文斌,夏文君.浅论10kv供电系统的继电保护[J].科技情报开发与经济,2005（18）.
[3] 韩立民.关于10kV系统的继电保护的分析[J].广东科技,2009(04).
[4]张冰,蒋玉杰.10kV配电系统继电保护的分析探讨[J].中小企业管理与科技,2009(05).
[5] 颜萍.对农村10kV电网继电保护的整定计算[J].科技创新导报,2009（32）.
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