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摘要：目前，电网建设发展日趋迅猛，智能变电站的推广及应用范围越来越广，尤其智能变电站继电保护配置有关技术。基于传统变电站继电保护配置及相关技术的发展，智能变电站继电保护配置有效运用自动化信息技术，对变电站的继电保护达到智能化目的。基于此，本文主要对10kV变电站继电保护配置设计进行分析探讨。
关键词：10kV变电站；继电保护；配置设计
1、前言
变电站作为电力能源变送及分配的枢纽载体，是电力网络系统的主要环节，因而变电设备的安全稳定运行至关重要。继电保护设备对变电站的稳定运行起着重大的作用，是10kV电网中重要的组成部分，继电保护装置如果配置方案选择不当就会出现误动或者拒动都会给开闭所运行带来极大的影响。
2、10kV微机继电保护
由于10kV系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10kV配电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置。
2.1继电保护原理
在变电站发生短路故障时，许多参量比正常时候都了变化，当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。
2.2 10kV变电所继电保护配置
按照变电站10kV配电系统的设计规范要求，在变电站变压器、母线和10kV输电线路上均应设置继电保护装置。
2.2.1变压器继电保护
对于10kV变电站的主变压器，通常应该设置以下保护：（1）过电流保护。在整定计算中，如果过电流保护动作时间大于0.5s～0.7s时，还应装设电流速断保护。（2）瓦斯保护。容量800kVA及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护，作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。（3）电流速断保护。继电保护系统将电流速断保护与瓦斯保护相互配合，可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障，均为变压器的主保护。（4）过电流保护。为了防止变压器外部短路引起的过电流和作为变压器主保护的后备保护而装设的继电保护装置。（5）温度保护。当变压器油温升高或冷却系统工作不良时，继电保护装置动作跳闸，保护变压器及对应运行系统。
2.2.2 10kV输电线路继电保护
10kV线路保护装置的配置虽然较简单，但由于线路的复杂性和负荷的多变性，保护装置根据临桂电网保护配置情况及运行经验，在临桂变电站技改中采用保护配置全面的微机保护。除具备电流速断、过电流及重合闸的基础上，還具备低压（或复压）闭锁、时限速断等功能，以适应线路及负荷变化对保护方式的不同要求。
2.2.3母线继电保护
母线发生故障的几率较线路低，但故障的影响面很大。这是因为母线上通常连有较多的电气元件，母线故障将使这些元件停电，从而造成大面积停电事故，并可能破坏系统的稳定运行，使故障进一步扩大，母线保护清除和缩小故障造成的后果，是十分必要的。
3、10kV微机保护控制回路运行存在的问题
按照继电保护要求，在10kV微机保护控制回路触发后，断路器在操作机构跳、合闸正常情况下，能够安全可靠的跳闸保证配电设备的安全。但在实际运行过程中发现断路器操作机构发生拒分、拒合、辅助开关DL动合动断配合不当等情况，许多变电所在断路器跳、合闸操作过程和保护动作时，发生烧毁继电器线圈、跳（合）闸线圈和越级跳闸等故障，严重影响了变电所供电的安全可靠性。在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些急待解决的问题。经现场分析，大概可以分为以下3种原因。
3.1断路器储能问题
断路器的操作机构可以分为弹簧操作机构和电磁操作机构两种，下面就对断路器操作机构储能问题进行分析：（1）对于弹簧机构，开关在未储能情况下合闸，特别是无入值守站的遥控操作，由于各种综合原因使得断路器弹簧未储能信号没能及时传到中控室，导致操作人员继续操作从而造成合闸线圈烧毁，甚至烧毁保护装置中的某些操作插件。（2）对于电磁机构，合闸能量为通过合闸保险的100A电流。在传统的继电保护二次回路设计中对于合闸保险是否完好，没有设计专门的监视回路，远程监控的中控室操作人员就不能了解合闸保险是否完好。如果在合闸过程中，合闸处于保险熔断状态，或运行人员误操作漏投合闸保险，将会烧毁合闸接触器线圈，严重的烧毁保护装置某些芯片。
3.2接点灵敏度问题
由于接点在设计或生产过程中灵敏度达不到要求，开关合闸后对应的辅助接点联动后不能切换成功，切换不到位，不能完全断开合闸回路，将同样烧毁开关线圈或者保护装置操作插件。
3.3开关操动机构质量问题
由于生产厂家对产品没有严格把关，当在外部回路正常的情况下，如果操动机构内部出现了问题，同样引起开关拒动或者误动，会引起整个继电保护系统不能正常工作，甚至会烧毁系统中的某些保护元件。
4、防范措施研究
经过实践经验和方案比较具体可以有以下防范措施：（1）如果断路器选择的是弹簧操作机构时，在设计过程中应在断路器合闸二次回路中串入合闸机构已储能接点，防止开关在未储能情况下合闸。对于电磁机构无法实施。（2）由于传统的合闸保护回路灵敏度不高常常引起设备故障的扩大，如果在规定时间内解除合闸闭锁，就可以避免故障的扩大，避免设备或元件损坏。
5、改造效果总结
由于我国继电保护生产厂家很多，而且各自都有自己的优缺点，如何使变电站继电保护装置更加安全可靠的运行是变电站继电保护配置的重点。通过对10kV变电站继电保护装置中存在的三类严重的缺陷的改造，将对有利于电力安全生产，防止造成很大的安全隐患。
参考文献：
[1]王同文，谢民，孙月琴，等.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制，2015，（6）.
[2]洪鸣.基于智能变电站的继电保护分析[J].中国电业（技术版），2013，（9）.
[3]张婷，王志刚.500kV智能变电站继电保护配置设计方案分析[J].内蒙古电力技术，2013，（5）.
[4]杨锐.智能变电站中继电保护配置现状及分析[J].河南科技，2014，（10）.
（作者单位：天津六〇九电缆有限公司）
关键词：10kV变电站；继电保护；配置设计
1、前言
变电站作为电力能源变送及分配的枢纽载体，是电力网络系统的主要环节，因而变电设备的安全稳定运行至关重要。继电保护设备对变电站的稳定运行起着重大的作用，是10kV电网中重要的组成部分，继电保护装置如果配置方案选择不当就会出现误动或者拒动都会给开闭所运行带来极大的影响。
2、10kV微机继电保护
由于10kV系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10kV配电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置。
2.1继电保护原理
在变电站发生短路故障时，许多参量比正常时候都了变化，当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。
2.2 10kV变电所继电保护配置
按照变电站10kV配电系统的设计规范要求，在变电站变压器、母线和10kV输电线路上均应设置继电保护装置。
2.2.1变压器继电保护
对于10kV变电站的主变压器，通常应该设置以下保护：（1）过电流保护。在整定计算中，如果过电流保护动作时间大于0.5s～0.7s时，还应装设电流速断保护。（2）瓦斯保护。容量800kVA及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护，作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。（3）电流速断保护。继电保护系统将电流速断保护与瓦斯保护相互配合，可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障，均为变压器的主保护。（4）过电流保护。为了防止变压器外部短路引起的过电流和作为变压器主保护的后备保护而装设的继电保护装置。（5）温度保护。当变压器油温升高或冷却系统工作不良时，继电保护装置动作跳闸，保护变压器及对应运行系统。
2.2.2 10kV输电线路继电保护
10kV线路保护装置的配置虽然较简单，但由于线路的复杂性和负荷的多变性，保护装置根据临桂电网保护配置情况及运行经验，在临桂变电站技改中采用保护配置全面的微机保护。除具备电流速断、过电流及重合闸的基础上，還具备低压（或复压）闭锁、时限速断等功能，以适应线路及负荷变化对保护方式的不同要求。
2.2.3母线继电保护
母线发生故障的几率较线路低，但故障的影响面很大。这是因为母线上通常连有较多的电气元件，母线故障将使这些元件停电，从而造成大面积停电事故，并可能破坏系统的稳定运行，使故障进一步扩大，母线保护清除和缩小故障造成的后果，是十分必要的。
3、10kV微机保护控制回路运行存在的问题
按照继电保护要求，在10kV微机保护控制回路触发后，断路器在操作机构跳、合闸正常情况下，能够安全可靠的跳闸保证配电设备的安全。但在实际运行过程中发现断路器操作机构发生拒分、拒合、辅助开关DL动合动断配合不当等情况，许多变电所在断路器跳、合闸操作过程和保护动作时，发生烧毁继电器线圈、跳（合）闸线圈和越级跳闸等故障，严重影响了变电所供电的安全可靠性。在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些急待解决的问题。经现场分析，大概可以分为以下3种原因。
3.1断路器储能问题
断路器的操作机构可以分为弹簧操作机构和电磁操作机构两种，下面就对断路器操作机构储能问题进行分析：（1）对于弹簧机构，开关在未储能情况下合闸，特别是无入值守站的遥控操作，由于各种综合原因使得断路器弹簧未储能信号没能及时传到中控室，导致操作人员继续操作从而造成合闸线圈烧毁，甚至烧毁保护装置中的某些操作插件。（2）对于电磁机构，合闸能量为通过合闸保险的100A电流。在传统的继电保护二次回路设计中对于合闸保险是否完好，没有设计专门的监视回路，远程监控的中控室操作人员就不能了解合闸保险是否完好。如果在合闸过程中，合闸处于保险熔断状态，或运行人员误操作漏投合闸保险，将会烧毁合闸接触器线圈，严重的烧毁保护装置某些芯片。
3.2接点灵敏度问题
由于接点在设计或生产过程中灵敏度达不到要求，开关合闸后对应的辅助接点联动后不能切换成功，切换不到位，不能完全断开合闸回路，将同样烧毁开关线圈或者保护装置操作插件。
3.3开关操动机构质量问题
由于生产厂家对产品没有严格把关，当在外部回路正常的情况下，如果操动机构内部出现了问题，同样引起开关拒动或者误动，会引起整个继电保护系统不能正常工作，甚至会烧毁系统中的某些保护元件。
4、防范措施研究
经过实践经验和方案比较具体可以有以下防范措施：（1）如果断路器选择的是弹簧操作机构时，在设计过程中应在断路器合闸二次回路中串入合闸机构已储能接点，防止开关在未储能情况下合闸。对于电磁机构无法实施。（2）由于传统的合闸保护回路灵敏度不高常常引起设备故障的扩大，如果在规定时间内解除合闸闭锁，就可以避免故障的扩大，避免设备或元件损坏。
5、改造效果总结
由于我国继电保护生产厂家很多，而且各自都有自己的优缺点，如何使变电站继电保护装置更加安全可靠的运行是变电站继电保护配置的重点。通过对10kV变电站继电保护装置中存在的三类严重的缺陷的改造，将对有利于电力安全生产，防止造成很大的安全隐患。
参考文献：
[1]王同文，谢民，孙月琴，等.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制，2015，（6）.
[2]洪鸣.基于智能变电站的继电保护分析[J].中国电业（技术版），2013，（9）.
[3]张婷，王志刚.500kV智能变电站继电保护配置设计方案分析[J].内蒙古电力技术，2013，（5）.
[4]杨锐.智能变电站中继电保护配置现状及分析[J].河南科技，2014，（10）.
（作者单位：天津六〇九电缆有限公司）