城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文（精选9篇）

篇1：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

【摘要】文章介绍了城市电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置及城市电网10kV配电系统继电保护的基本类型，着重介绍了几种目前国内常用的电流保护：反时限过电流保护、定时限过电流保护、电流速断保护，并分析了各类保护装置的基本构成、保护范围、动作原理、配合方法、优缺点，给出了详细的整定计算过程。

【关键词】配电系统；继电保护；整定计算

城市电网10kV配电系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到党政机关、工矿企业、居民生活用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。

一、城市电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置

城市电网10kV配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏。为了确保城市电网10kV配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。

二、城市电网10kV配电系统继电保护的基本类型

城市电网10kV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生，来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。

可以想象，在10kV系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此，在10kV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。

在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在城市电网10kV配电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护：有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等，还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护；利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路，一般均作用于发信号，在部分发达城市因电容电流较大10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式，此时零序电流保护直接作用于跳闸。

三、几种常用电流保护的分析

（一）反时限过电流保护

继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护，不推荐使用在变电站10kV出线开关处。

（二）定时限过电流保护

１.定时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。

２.继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。定时限过电流保护简单可靠、完全依靠选择动作时间来获得选择性，上、下级的选择性配合比较容易、时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。这种保护方式一般应用在电力系统中变配电所，作为10kV出线开关的电流保护。

３.定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。

４.动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。为此必须满足以下两个条件：

（1）在正常情况下，出现最大负荷电流时（即电动机的启动和自启动电流，以及用户负荷的突增和线路中出现的尖峰电流等）不应动作。即：

Idz＞Ifh.max

式中Idz：过电流保护继电器的一次动作电流；Ifh.max：最大负荷电流

（2）保护装置在外部故障切除后应能可靠地返回。因为短路电流消失后，保护装置有可能出现最大负荷电流，为保证选择性，已动作的电流继电器在这时应当返回。因此保护装置的一次返回电流If应大于最大负荷电流Ifh.max。即：

If＞Ifh.max

因此，定时限过电流装置电流继电器的动作电流Idz.j为：

Idz.j=（Kk.Kjx/Kf.Nlh）.Ifh.max

式中Kk：可靠系数，考虑到继电器动作电流的误差和计算误差而设。一般取为1.15～1.25

Kjx——由于继电器接入电流互感器二次侧的方式不同而引入的一个系数。电流互感器为三相完全星形接线和不完全星形接线时Kjx=1；如为三角形接线和两相电流差接线时Kjx=√3

Kf：返回系数，一般小于1；

Nlh：电流互感器的变比。

（三）动作时限的整定原则

为使过电流保护具有一定的选择性，各相临元件的过电流保护应具有不同的动作时间。各级保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的。可是，越靠近电源端线路的阻抗越小，短路电流将越大，而保护的动作时间越长。也就是说过电流保护存在着缺陷。这种缺陷就必须由电流速断保护来弥补不可。

（四）过电流保护的保护范围

过流保护可以保护设备的全部，也可以保护线路的全长，还可以作为相临下一级线路穿越性故障的后备保护。

四、电流速断保护

（一）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一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。

（二）电流速断保护的构成电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。

（三）瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围

瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作。

（四）瞬时电流速断保护的基本原理

瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。

（五）略带时限的电流速断保护

瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速，但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护线路的全长，但动作时限太长。因此，它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样，当下一段线路始端发

生短路时，保护也会起动。为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。

五、三（两）段式过电流保护装置

由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护；略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护；定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护（当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护），还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。

目前在实际应用中，为简化保护配置及整定计算，同时对线路进行可靠而有效的保护，常把瞬时电流速断保护和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。

六、结语

在城市电网10kV配电系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。随着电网规模的发展，为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值。

【参考文献】

[1]崔家佩，孟庆，陈永芳，熊炳辉．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M]．水利电力出版社，1993．

[2]方大千．实用继电保护技术[M]．人民邮民出版社，2003．

[3]吴潮辉．城市配电网规划探讨[N]．华南理工大学学报.

篇2：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

摘 要:10kV配电系统广泛地应用在城镇和乡村的用电中，但在继电保护配置及定值计算方面往往不完善，常发生故障时断路器拒动或越级跳闸，影响单位用电和系统安全，因此完善配置10kV配电系统的保护及正确计算定值十分重要。文中主要介绍10kV配电系统的保护配置及定值计算方法。

关键词:10kV配电系统；继电保护配置；整定计算

一、10kV配电系统的保护配置情况

大部分工厂企业及居民小区用电是10kV供电，并设置配电房，一般情况下一个配电房安装一台或二台10kV/400V的配电变压器，用380V/220V电压供用户用电，一次系统接线图，如图1。

用电单位的保护配置存在下面几种情况：

1.10kV配电房单台变压器容量小于800kVA时，为了简化和节省费用，10kV侧往往只装环网柜，内配设负荷开关和熔断器，不装设断路器和继电保护装置，所以当发生短路故障时，只能靠熔断器熔断来保护变压器。这种配置的缺点，一是变压器没有过载保护；二是熔断器熔断电流有分散性、时限不稳定，容易发生越级跳闸，造成停电扩大。

2.当变压器单台容量大于800kVA及以上时，10kV侧开关柜内均装设断路器并配置继电保护装置，配置保护的型式有两种：

①装设GL-10系列反时限过电流继电器，构成过电流保护，电流定值可以从端子上做阶梯状调节，缺点是时限调节误差较大，构成上下级保护时限配合难度大。②装设微机保护比较完善，具有过负荷保护信号、过电流保护和速断保护作用跳闸，保护定值和时间调整比较精确和方便，建议推广选用。

3.有些10kV专线工业用户，主要用电负载是高压电动机，如轧钢和穿孔行业，其高压电动机容量较大，有的达2500kW及以上。在生产过程中，经常会连续不断地发生电动机短时（1～2s）的过载，因过载有随机性，所以过电流保护常因定值及时限配合不当使上一级即变电所出线开关(如图1中B1)跳闸，造成整条10kV线路停电。如某钢铁企业一台2500kW轧钢电动机在轧钢过程中，10kV侧瞬间最大尖峰电流高达800A以上，远超过该线路变电所开关处的过流保护定值和时限。电力部门只好根据用户生产的特点，调整保护定值和时限，以保证用户用电的安全可靠。有的用户使用大容量冷冻机，其10kV电动机容量达500～1000kW，起动电流经限流后仍达到3.5倍额定电流。过电流保护的起动电流和时限也要现场试验确定。

所以对于10kV配电系统，应根据不同容量和不同用电负载性质来选配保护装置和进行定值计算。

二、10kV馈电线路保护配置

对10kV馈电线路，在变电所内的出线开关B1处一般装设微机型三阶段式电流相间保护装置，即过电流保护、限时电流速断保护和电流速断保护：

1.过电流保护：动作电流应大于线路上可能出现的最大负载电流，要考虑外部故障切除后电压恢复，电动机自起动及短时过载，电流继电器能可靠返回等因素，其二次动作电流Idz为：

如果不考虑电动机自起动因素，其二次动作电流为：

式中：Kk—可靠系数，1.15～1.25,（一般取1.20）

（根据电动机的容量大小及启动方式一般取1.5～3）Kzd—电动机自起动系数，Kh—电流继电器的返回系数，0.85 KT—电流继电器的变比

Ie MAX—线路最大负荷

电流保护时限取0.6～0.8s，保护范围为整条10kV馈电线路长度并延伸到下一级。当出现有电动机短时过载的情况时，过电流保护定值可参照前式计算。2.限时电流速断保护：应保护线路全长的100%，动作电流取小于该线路末端二相短路电流值，时限比过电流保护小一个△t=0.3s。一般可取0.3～0.5s。二次动作电流

(3/2)5500 Idz..（Z系统小Z线路）KkKtZ.系统小—整个系统在最小运行方式下的阻抗标幺值

Z.线路—10kV馈电线路全长的阻抗标幺值，如架空线路等于0.4Ω/km×Lkm×(100/10.52),如电缆线路等于0.08Ω/km×LKM×(100/10.52)

5500—基准容量100MVA下，10.5kV系统基准线电流。Kk—可靠系数，一般取1.5左右KT—电流互感器的变比3.电流速断保护：动作电流大于下一条线路始端短路时的最大短路电流整定。约保护线路全长的30%～50%，为速动动作。动作时间稍大于避雷器的放电时间，一般可整定于0.1～0.15s。二次动作电流：1.3～1.5—可靠系数5500—100MVA下，10.5kV时的基准线电流Z*系统大—系统在最大运行方式下的阻抗标幺值Z*线路—10kV馈电线路全长的阻抗标幺值，等于，如电缆线路前面用0.08Ω/km（公式里改成km）KT—电流互感器的变比规划设计与施工40中国水能及电气化2009.104.三阶段式电流保护的时间配合：t过电流＞t限时速断＞t速断同时还要满足：tB1过电流＞tB2过电流＞tB3过电流及tB4过电流

三、用户10kV配电变压器保护配置一般用户单台配电变压器在10kV侧开关B3（B4同）处装设保护为：1.过负荷保护：二次动作电流Idz应躲开变压器的最大负荷电流Ie MAX。时限选择应大于瞬时过载时间，避免短时过载时发信号。Kk—可靠系数1.05Kh—返回系数0.85t＝５～９s，发告警信号Ie MAX应根据变压器过载原则确定的最大负荷电流2.过电流保护：防御低压侧（400V侧）发生相间短路引起变压器的过电流。一般避开最大负荷电流就可以了。二次动作电流Kk=1.25—可靠系数保护时限t=0.5s，保护动作时断开变压器两端电源开关，保护范围为变压器高低压线圈，400V系统大部分，如果负载有出现象上述轧钢电动机短时过载那样的情况，应把定值和时限适当放大，避免正常运行时发生跳闸。3.电流速断保护：作为变压器内部故障的主保护，整定值应大于400V出线母线短路电流，仅保护变压器的内部大部分，和变压器瓦斯保护配合。二次动作电流保护时限t=0s，断开配变二端电源开关Kk=1.3～1.5—可靠系数5500A—100MVA下10.5kV时的基准线电流。Z*系统大由电力部门提供Z*线路=Zo×L×（100/U 2e）Z*配变=UK/SeZo—每公里电抗数当10kV架空线路时为0.4Ω/km当电缆线路时为0.08Ω/kmL—长度（公里）Ue—额定线电压（kV）Se—配变额定容量（MVA）KT—电流互感器的变比4.瓦斯保护：是变压器内部故障的主保护。一般800kVA及以上的充油变压器都装设瓦斯保护，干式变压器没有瓦斯保护。瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，分重瓦斯保护和轻瓦斯保护。重瓦斯保护：当变压器内部发生线卷短路及单相接地时产生电弧及大量气体，使油流速增大情况下继电器动作，作用于跳闸。轻瓦斯保护：由于变压器油内积存空气，及发生轻微故障产生气体时，轻瓦斯保护动作，作用于报警。

四、用户10kV配电房保护配置及整定计算案例某用户的10kV配电房一次系统接线图，如图2。1.已知参数1#变压器(SG-10)：1600kVA，10kV/400V，Uu%=6.09%。2#变压器未安装。在10kV进线控制柜H1和主变控制柜H4均装设SEPAM S20综合微机保护装置。H1柜CT变比300/5，H4柜CT变比150/5。10kV进线电缆YJV-223×240，1km。经计算系统至变电所10kV母线处阻抗为：Z*系大=0.37418，Z*系小=0.4258。变电所出线馈电线路过电流保护时限0.8s。2.变压器控制柜H4（H3同）保护计算：(1)过流保护：（1600kVA一次电流Ie=92.4A）41图 12k0V系统接线图取T=0.2～0.3s如果考虑电动机自起动因素或短时过载，其动作电流还需乘以电动机自起动系数Kzq(一般Kzq取1.5～3)Kk—可靠系数1.25Kh—返回系数0.85KT—电流互感器的变比150/5=30(2）速断保护：主变阻抗：电缆长度：1km，YJV-22 3×240电缆阻抗：（下转第52页）规划设计与施工52中国水能及电气化2009.10片进行铜铝过渡搭接，铝排50℃持续工作环境长期允许载流量为：Ixu=K2×K0×I=1.13×0.66635×2613=1967.5A两台水轮机组额定负荷、额定电压、额定功率因数并列运行时候的电流：Ig=2×Ie=2×916.4=1832.8A根据以上计算得出：Ixu＞Ig铝排在机组带额定负荷、额定功率因数下的允许最高温升：Ig=K0×I即1832.8=0.149×（70－T）1/2×2613T=47.87℃根据以上计算结果，结合巨型铝母线长期允许工作温度＋70℃，集肤效应系数小、散热条件好，排除铝排因温升变化引起的风动效应而产生的杂音。因大电流母线的周围空间存在着强大的交变磁场，对于其中的钢铁结构母线桥架、吊架、绝缘子的金具、支持母线结构的钢梁、防护罩、混凝土中的钢筋及接地网，由于涡流和滞损耗而发热；同时在铁出线母线桥构成闭合磁路，感应产生环流而加剧发热，使得母线桥架的损耗和发热随着出线母线工作电流的增加而急剧增大，现场表现为母线桥架外表的温度和电流杂音随负荷电流的增加而加大，根据这些特征判定出线母线桥架出现的现象为环流引起的现象。

篇3：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

在我国科技是第一生产力, 装备是科技的载体, 推动电力能源是科技的进步, 发展先进电力装备, 是构建清洁、高效、安全、稳定电力能源体系的需要, 是技术进步的体现, 是促进电力自动化行业生产力发展的重要举措, 随着人们的用电量的提高, 可以说, 电气系统发生故障是必然的, 也是不可避免的, 电力系统是一个关联度很高的系统, 任何一处发生事故都会对整个系统的顺利运行产生重大影响, 在电力系统中, 各种类型大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起, 在电力系统中任何一处发生事故, 都有可能对电力系统的运行产生重大影响, 10KV供电系统是电力系统的一部分, 它能否安全、稳定、可靠地运行, 不但直接关系到企业用电的畅通, 而且涉及到电力系统能否正常的运行, 城市电网10k V配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响, 电气故障的发生是不能完全避免的。

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供电系统的正常运行, 必须正确的设置继电保护装置, 只有采用继电保护装置才是最完美的措施, 因此, 在10k V系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分, 当配电变压器容量小于400KVA时:一般采用高压熔断器保护;10KV线路一般均应装设电流保护, 当过流保护的时限不大于0.5s~0.7s, 并没有保护配合上的要求时, 可不装设电流速断保护;根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004中的规定, 居住建筑每户照明功率密度值 (现行值) 不宜大于7W/M2, 对应的照度值分别为, 起居室、厨房、卫生间均为100LX, 卧室为75LX, 餐厅为150LX;居住建筑照明场所的显色指数Ra不小于80, 光源应选用暖色, 其相关色温不大于3300K。

2 继电保护的保护措施

在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置, 我们一般选用节能型日光灯, 功率小, 亮度大, 光效好, 采用反时限过流保护时, 其瞬动部分应解除;对于负荷等级较低的配电所可不装设保护, 利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路, 一般均作用于发信号, 在部分发达城市因电容电流较大10k V配网系统采用中性点直接接地的运行方式, 此时零序电流保护直接作用于跳闸, 现代住宅中插座的选型、布置位置、数量和安装高度都直接关系到住户今后的使用效果, 我认为:所有住宅规范要求的插座数量为最低标准, 实际中根据需要适当增加, 并合理布置, 住宅电气设计首先应根据各房间功能明确各个房间可能会有哪些家用电器, 然后根据建筑平面图, 在电力系统中的任何一处发生事故, 都有可能对电力系统的运行产生重大影响, 电力系统发电, 变电, 输电到配电这些都要严密的进行。

随着电力系统容量的不断扩大和电压等级的提高, 为了保证系统的安全稳定运行, 要求继电保护切除故障的时间愈来愈短, 110k V变电站35k V出线开头过流保护整定时间0.5S, 这样一来, 35k V变电站分段式电磁型元件的定时限过流保护的时限阶梯就很难设置和实施, 常常造成越级跳闸事故, 目前, 一般企业高压供电系统中均为10KV系统, 在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置, 这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护, 不推荐使用在变电站10k V出线开关处, 因此, 受自然条件、设备及人为因素的影响, 可能出现各种故障和不正常运行状态, 故障中最常见的危害最大的是各种形式的短路, 在电路设计方面, 采用光电耦合器作为逻辑耦合器件, 以便装置在逻辑功能上具备整体性, 电路结构上具有独立性, 因而不产生交叉干扰影响, 采用稳定可靠的直流电源, 并分类独立设置, 根据各级保护的状态作出逻辑分析和判断, 确定故障范围并指令相应开关切除故障, 可使逻判功能定时限过流保护的Δt缩短到只需数毫秒, 大大加快了切除故障的速度。

3 继电保护

继电保护的动作时间与短路电流的大小无关, 时间是恒定的, 时间是靠时间继电器的整定来获得的, 在10KV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生, 来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, 在10KV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分, 瞬时电流速断保护与过电流保护的区别, 在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流, 而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流, 电流速断保护是由电磁式中间继电器、电磁式电流继电器、电磁式信号继电器构成的。它一般不需要时间继电器。常采用直流操作, 须设置直流屏。

由于只有当短路电流大于保护装置的动作电流时, 保护装置才能动作, 所以瞬时电流速断保护不能保护设备的全部, 也不能保护线路的全长, 而只能保护线路的一部分, 对于最大运行方式下的保护范围一般能达到线路全长的50%即认为有良好的保护效果;对于在最小运行方式下的保护范围能保护线路全长的15%~20%, 即可装设, 为了保证选择性的要求, 须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差, 其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些, 略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护, 在变压器差动保护整定时, 躲过系统单相接地故障时的最大零序电流, 此方案的最大缺点是差动保护的启动值需躲过区外故障最大零序电流, 抬高了动作门坎, 降低了灵敏度, 小电阻接地系统零序保护的零序电流的获取和馈线接地变压器等保护对象的保护配置和整定原则, 从故障点看进去的入口零序阻抗变小, 导致三序电流都增大, 故障点处的零序电压分量降低, 流过故障支路和非故障线路保护处的零序电流均减小, 此时, 流过故障线路保护处的零序电流依然是非故障线路零序电流以及变压器对地零序电流之和也由此减小。

结束语

目前, 不同的是电网系统及电网输出系统的组合与配置的不同, 输送电力的大小也不同, 随着电网规模的发展, 为了确保10KV供电系统的正常运行, 必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值, 确保我国的电网有序合理的进行。

摘要：随着我国的能源不断地开发, 用电方面有了许多的突破, 从人工发电到太阳能的装置, 这些都在不断地进步, 但目前我国国内常用的电流保护主要是反时限过电流保护、定时限过电流保护、电流速断保护, 对于这些保护进行了系统的分析按照各类保护装置的基本构成、保护范围、动作原理、配合方法、优缺点, 给出了详细的整定计算过程, 而在电力系统中, 种类多样、数量繁多的电气设备是通过电气线路紧密的联系起来, 将介绍10kV供电系统中变压器常见的故障, 并提出了具体的继电保护措施, 供大家参考。

关键词：kV供电系统,继电措施,继电保护

参考文献

[1]杨新民, 杨隽琳.电力系统微机保护培训教材[M].北京:中国电力出版社.

[2]崔家佩, 孟庆, 陈永芳, 熊炳辉.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京:水利电力出版社, 1993.

篇4：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

摘要:本文介绍了10kV配电系统在电力系统中的重要地位及10kV配电系统继电保护的基本类型,分析了各类保护装置的特性。

关键词:配电系统 继电保护 整定计算

1 10kV配电系统在电力系统中的重要性

10kV配电系统覆盖的地域辽阔、运行环境复杂,一旦发生故障,就有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如,当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时,短路电流会造成电气设备或电气线路的致命损坏,使系统的稳定运行遭到破坏。为了确保10kV配电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置。

2 10kV配电系统继电保护的基本类型

在10kV系统中的继电保护装置是供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。

在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在10kV配电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护:有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等,还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护;利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路,一般均作用于发信号,在部分发达城市因电容电流较大10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式,此时零序电流保护直接作用于跳闸。

3 几种常用电流保护的分析

3.1 反时限过电流保护 继电保护的动作时间与短路电流的大小有关,短路电流越大,动作时间越短;短路电流越小,动作时间越长,这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单,但内部结构十分复杂,调试比较困难;在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护,不推荐使用在变电站10kV出线开关处。

3.2 定时限过电流保护

3.2.1 定时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,时间是恒定的,时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的,这种保护方式就称为定时限过电流保护。

3.2.2 继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作,须设置直流屏。定时限过电流保护简单可靠、完全依靠选择动作时间来获得选择性,上、下级的选择性配合比较容易、时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定,动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。这种保护方式一般应用在电力系统中变配电所,作为10kV出线开关的电流保护。

3.2.3 定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中,广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间,而与被保护回路的短路电流大小无关,所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。

3.2.4 动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则,是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动,而在最大负荷电流出现时不应动作。为此必须满足以下两个条件:①在正常情况下,出现最大负荷电流时(即电动机的启动和自启动电流,以及用户负荷的突增和线路中出现的尖峰电流等)不应动作。即:Idz>Ifh.max式中Idz:过电流保护继电器的一次动作电流;Ifh.max:最大负荷电流。②保护装置在外部故障切除后应能可靠地返回。因为短路电流消失后,保护装置有可能出现最大负荷电流,为保证选择性,已动作的电流继电器在这时应当返回。因此保护装置的一次返回电流If应大于最大负荷电流Ifh.max。即:If>Ifh.max因此,定时限过电流装置电流继电器的动作电流Idz.j为:Idz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh).Ifh.max

式中Kk:可靠系数,考虑到继电器动作电流的误差和计算误差而设。一般取为1.15～1.25Kjx——由于继电器接入电流互感器二次侧的方式不同而引入的一个系数。电流互感器为三相完全星形接线和不完全星形接线时Kjx=1;如为三角形接线和两相电流差接线时Kjx=√3Kf:返回系数,一般小于1;Nlh:电流互感器的变比。

3.3 动作时限的整定原则 为使过电流保护具有一定的选择性,各相邻元件的过电流保护应具有不同的动作时间。各级保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的。可是,越靠近电源端线路的阻抗越小,短路电流将越大,而保护的动作时间越长。也就是说过电流保护存在着缺陷。这种缺陷就必须由电流速断保护来弥补不可。

3.4 过电流保护的保护范围 过流保护可以保护设备的全部,也可以保护线路的全长,还可以作为相邻下一级线路穿越性故障的后备保护。

4 电流速断保护

4.1 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一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障,减小故障持续时间,防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。

4.2 电流速断保护的构成 电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作,动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。

4.3 瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围 瞬时电流速断保护与过电流保护的区别,在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流,而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。当在被保护线路外部发生短路时,它不会动作。

4.4 瞬时电流速断保护的基本原理 瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。

4.5 略带时限的电流速断保护 瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速,但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护线路的全长,但动作时限太长。因此,它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样,当下一段线路始端发生短路时,保护也会起动。为了保证选择性的要求,须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差,其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限

的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。

5 结语

篇5：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

摘要：供电的可靠性是创建一流供电企业的基本保障，本研究对城市10KV配电系统供电可靠性进行了充分的分析，总结了影响供电可靠性的主要因素及其有效的改进方法，通过科学的改善措施，是我国城市的供电可靠性达到世界先进水平。关键词：10KV配电系统；供电可靠性；原因分析

配电系统可靠性就是指直接向用户供电和配电的系统对广大用户的供电能力的可靠性。供电可靠性直观的体现了供电系统的供电能力，是衡量一个供电企业技术和水平的重要标准，也是衡量一个供电企业对用户供电能力的重要经济指标，同时也反映出一个城市的总体经济发展水平。随着生活环境的不断改善，人们对供电系统提出了更高的要求，这不仅是用户的希望，同时也是供电企业所要追求的目标。近几年来的电网改造让城市供电可靠性有了很大的改观，但距离我们的要求还远远不够，本研究针对供电系统可靠性存在的问题原因进行了分析，并提出了一些可供参考的改进措施。

1.影响配电系统供电可靠性的原因分析

1.1．10KV配电系统的预停电时间过长

目前很多城市配电网架等结构薄弱，设施、电源点等都需要改造，由于这些配网基建、技改大修、业扩等工程的增多，就造就了很多的预安排停电，预停电期间，检修按时计划性很弱，对于停电后的综合管理和计划性不强，管理的力度和制度也不够，使得设备在改造或者检修期间的时间过长，或者超过了预期的计划时间，造成了大范围的停电，在预停电之前的准备工作也不够充分，施工的进度慢，施工人员准备也不够充分，这些都无形当中增加了用户停电的时间。

1.2．10KV配电系统的故障停电较多

由于施工人员的技术水平不高或者设计标准及操作技术不到位就进行施工，造成很多设备在运转初始就是存在安全隐患的。在设备运行的过程当中，设备的维护管理也不到位，这些安全隐患在运转的时期也不易被发现和消除，严重影响了供电系统的可靠性。这种故障停电成为了影响供电可靠性的其中一个最主要的原因。另外，外力破坏也是造成供电故障的主要原因之一，例如：树木破坏、气候因素、用户影响等。

1.3．配电供电系统的管理存在问题

城市是供电需求较大的地区，不仅用户需求大，还需要长期连续的供电，离开电力资源，城市就会变为半瘫痪状态，相比较之下，农村的用电相对较少，对电力的依赖性也较低，这就使得很多领导对城市的供电过于重视，而对农村的供电不够重视的现状。另一方面，由于很多电力系统的人员的个人技术能力不足，管理模式相对落后，对供电可靠性的重视程度不够，没有一个清楚的认识，也没有采取定期的培训和指导，也不愿意改变和创新，一些专职的技术人员相对欠缺，因此对供电企业供电可靠性的管理力度不够，技术跟不上，管理水平上不去，更是无法有效的指导和带领供电系统开展一些活动，因此，没有一个健全的供电可靠性的机构或者组织。

1.4．配电供电系统的供电能力有限

影响供电系统的可靠性的其中一个因素是供电系统的供电能力有限。受下达指标的限制，为了应对错峰避谷的措施，出现了电力供应缺口，为了确保电网的正常运转，就必须在电力供应缺口出现的时候采取临时的限电手段，来确保电力系统的正常运行，这也就形成了影响城市配电系统的可靠性因素之一。

2.改进配电系统供电可靠性的有效措施

2.1．加快电网的改造工程，减少预停电时间

为了减少预停电的时间，必须在停电之前对每一个环节有所计划，对每一次临时停电严格把关，充分调动各供电所、援建单位等施工成员，组织施工时可以联合起来，事先准备好方案，保证不拖延预停电的时间，及时完成任务。对于停电和恢复电的过程也可以进行优化，各供电所在计划停电之前和送电之前要及时完成相关手续的办理，以减少不必要的耽误时间。对于需要转供电操作的，需要严格执行相关规定，缩短操作时间。有一些可以带电作业的，尽量在保证安全的前提下，提倡带电作业，推广10KV带电作业，强化管理水平，尽可能的减少停电施工，有条件的尽可能进行不停电检修。也可以利用技术水平的提高来缩短检修的时间，提高工作质量和效率，加大考核力度，提高工作人员努力改进的积极性。目前，我国在很多地区开展了检修、预试、业扩增容综合停电工作,在某种程度上,可以避免部分重复停电,但也是历年不可避免的因素。

2.2．合理改善供电系统的综合检修能力，减少故障停电

对于供电系统的设施要进行抽查，监督配电系统的工作水平。根据设备缺陷管理制度要求进行管理，及时查出设备的缺陷，及时处理，确保紧急、重大缺陷消除率达到百分之百，一般的缺陷达到八成以上。及时对线路设备开展检测工作，尤其是在用电高峰期到来之前，必须开展预测量工作，并根据实际情况及时采取相应的措施。对于10KV线路的通道周围要及时清障，以免造成树木等造成的故障停电。做好线路防风加固工程，对于有安全隐患的障碍物及时清除和躲避，改造不合理的线路，以提高抗风能力，减小气候因素对故障停电的影响。完善故障查找机制，及时准确的对故障发生的地方进行定位，并第一时间找出故障的原因，及时整改，并且制订防范措施，防止故障的二次发生。对于可能产生故障的地区，要及时进行故障演练，不断的优化处理方案。加强计划管理，提高综合检修的能

力，保证设备运行的可靠性。

2.3．加强配供电系统的管理水平，提高作业人员的工作能力

配电网的运行及有效管理是供电系统可靠性的重要保障手段。对此要加强管理，对于预停电的安排要及时有效，合理快速。对于故障停电，则要有效避免，完善机制。条件成熟的时候，当尽力完成不停电的保证。优化停电作业流程，通过精细的管理，加强对停电期间的控制，以减少停电时间。强化用电监察的作用，强化设备的技术监督，避免发生故障停电。在强化供电系统管理的同时，还要提高作业人员的工作能力。要定期的对有关技术人员和管理人员进行知识和业务的培训，对于这些人员还要进行定期的指导和技术的更新，开展业务水平和知识水平的考核制度，让工作人员都能主动自觉的学习，调动他们工作和学习的积极性。通过这种理论知识的培训和学习，在实践中将不断提高供电系统的可靠性。不光是对人员的管理，对于设备也要进行管理，让技术人员运用自己的业务知识对设备进行检修和管理，进一步提高了供电系统的可靠性。

2.4．提高配供电系统的供电能力

随着科学技术的不断发展，城市的供电水平也在不断进步。我国应当及时改造落后的设备，运用先进的技术水平，提高我国供电系统的供电能力，这样就能有效的减少故障停电和预安排停电的次数，同时还能大大的缩小停电的范围。这些新技术的运行，也大大降低了线路运行的故障率。

3.结语

随着我国社会经济和技术突飞猛进的发展，我国用户对于配供电系统的要求也越来越高，提高供电系统的供电可靠性是群众的呼声，也是我国供电企业的必经之路。通过对电网的改造和不断建设，供电的可靠性也在不断的提高，不断的为我国用户带来了科学、安全、可靠的电力资源。但是，提高供电可靠性不是短时间的任务，它需要不断的完善下去，是需要长期坚持的，因此，我们要与时俱进，不断的进行设备改造，加强管理，继续为用户提供完善的电力服务，为社会的发展提供电力保障。

参考文献：

篇6：浅谈10kV配电系统继电保护

1 电网10k V配电系统在电力系统中的重要位置

电网10k V配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如,当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时,由于短路电流的热效应和电动力效应,往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏。为了确保电网10k V配电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置。

2 电网10k V配电系统继电保护的基本类型

电网10k V系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生,来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。

在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在电网10k V配电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护:有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等,还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护;利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路,一般均作用于发信号,在部分发达城市因电容电流较大10k V配网系统采用中性点直接接地的运行方式,此时零序电流保护直接作用于跳闸。

在10k V系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善,熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足,甚至有使故障进一步扩大的可能;同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此,在10k V系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。

3 几种常用电流保护的分析

3.1 反时限过电流保护

继电保护的动作时间与短路电流的大小有关,短路电流越大,动作时间越短;短路电流越小,动作时间越长,这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单,但内部结构十分复杂,调试比较困难;在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护,不推荐使用在变电站10k V出线开关处。

3.2 定时限过电流保护

(1)定时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,时间是恒定的,时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的,这种保护方式就称为定时限过电流保护。

(2)继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。

(3)定时限过电流保护的基本原理。在10k V中性点不接地系统中,广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间,而与被保护回路的短路电流大小无关,所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。

3.3 动作时限的整定原则

为使过电流保护具有一定的选择性,各相临元件的过电流保护应具有不同的动作时间。各级保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的。可是,越靠近电源端线路的阻抗越小,短路电流将越大,而保护的动作时间越长。也就是说过电流保护存在着缺陷。这种缺陷就必须由电流速断保护来弥补不可。

3.4 过电流保护的保护范围

过流保护可以保护设备的全部,也可以保护线路的全长,还可以作为相临下一级线路穿越性故障的后备保护。

4 电流速断保护

(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一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障,减小故障持续时间,防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。

(2)电流速断保护的构成。电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作,动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。

(3)瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围。瞬时电流速断保护与过电流保护的区别,在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流,而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。当在被保护线路外部发生短路时,它不会动作。

(4)瞬时电流速断保护的基本原理。瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。

(5)略带时限的电流速断保护。瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速,但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护线路的全长,但动作时限太长。因此,它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样,当下一段线路始端发生短路时,保护也会起动。为了保证选择性的要求,须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差,其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。

5 三(两)段式过电流保护装置

由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分,所以不能作为线路的主保护,而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护;略带时限的电流速断保护能保护线路的全长,可作为本线路的主保护,但不能作为下一段线路的后备保护;定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护(当动作时限短时,也可作为主保护,而不再装设略带时限的电流速断保护),还可以作为相临下一级线路的后备保护,但切除故障的时限较长。

目前在实际应用中,为简化保护配置及整定计算,同时对线路进行可靠而有效的保护,常把瞬时电流速断保护和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。

6 结语

篇7：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

【关键词】：10kv 配电 继电保护 装置

一、电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置

电网10kV配电系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成部分，在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏，为了确保城市供电 10kV 配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。

二、电网10kV配电系统继电保护的基本类型

电网10kV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故

的发生，来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。

在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在电网10kV配电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护：有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等，还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护；利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路，一般均作用于发信号，在部分发达城市因电容电流较大10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式，此时零序电流保护直接作用于跳闸。在10kV系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此，在10kV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。

三、电力系统对继电保护的基本要求

3.1选择性

继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行： （1）主保护和后备保护。10kV供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护，必要时可增设辅助保护。当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时，其中有一套动作比较快，而另一套动作比较慢，动作比较快的就称为主保护，而动作比较慢的就称为后备保护。后备保护不应理解为次要保护，它同样重要。后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备，还可以起到当主保护虽已动作但最终未能达到切除故障部分的作用。（2）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护，称为辅助保护。

3.2速动性

快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。对于继电保护速动性的具体要求，应根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定： （1）根据维持系统稳定的要求，必须快速切除高压输电线路上发生的故障。（2）大容量的发电机、变压器以及速动性快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低情况。下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作切除故障。电力系统在某些情况下，允许保护装置带有一定的延时切除故障。因此，对于继电保护速动性的具体要求，应根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定：（1）根据维持系统稳定的要求，必须快速切除高压输电线路上发生的故障。（2）大容量的发电机、变压器以及电动机内部发生的故障。（3） 1-10kV线路导线截面过小，为避免过热不允许延时切除的故障。（4）可能危及人身安全、对铁路通讯系统或铁道号志系统有强烈干扰的故障。故障切除的总时间等于保护装置和断路器动作时间之和。一般的快速保护动作时间为0106～0112s，最快的可达010l～0104s，一般断路器的动作时间为0106～0115s，最快的可达0102～0106s。

3.3灵敏性

继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时，不论短路点的位置、短路的类型如何，都能敏锐感觉，正确反应。保护装置灵敏与否，一般用灵敏系数来衡量。保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算。灵敏系数越高，则反映轻微故障的能力越强。各类保护装置灵敏系数的大小，根据保护装置的不同而不尽相同。

四、几种常用电流保护的分析

4.1反时限过电流保护

继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护是由GL215 （25）感应型继电器构成的，这种保护方式广泛应用于一般工矿企业中，感应型继电器兼有电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式时间继电器（作为时限元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）和电磁式中间继电器（作为出口元件）的功能，用以实现反时限过电流保护；另外，它还有电磁速断元件的功能，又能同时实现电流速断保护。

4.2定时限过电流保护

继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器（作为时限元件）、电磁式中间继电器（作为出口元件）、电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。这种保护方式一般应用在10kV～35kV系统中比较重要

的变配电所。

4.3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一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电

流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。电流速断保护是由电磁式中间继电器（作为出口元件）、电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式信號继电器（作为信号元件）构成的。它一般不需要时间继电器。常采用直流操作，须设置直流屏。电流速断保护简单可靠，完全依靠短路电流的大小来确定保护是否需要启动。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证，动作的灵敏性能够满足要求，整定调试比较准确和方便。

五、结束语

10kV配电网继电保护是一项综合性、系统性的工作，在实践工作中除了采用以上方法处理相关故障和问题外，还需采取以下措施综合性的保证10kV配电网继电保护的可靠性。对继电保护装置进行定期检修；实现继电保护的智能化与网络化建设；加强继电保护管理，完善制度建设；与时俱进，积极引进和使用新技术等。随着电力科技含量不断提高，保护装置不断地更新换代，要保证电网安全稳定运行，必须不断提高管理水平，完善继电保护相关

管理制度，加大人员培训力度，增强继保人员的工作责任心，变被动管理为主动管理，才能防患于未然。

参考文献

[1]谢冰.配电系统继电保护存在的问题及改进措施[J].科技创新导

报，2008，（30）.

[2]崔家佩，孟庆，陈永芳，熊炳辉.电力系统继电保护与安全自动装置整定

计算[M].北京：水利电力出版社，1993.

[3]吴晓梅，邹森元主编.国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护典型故障分析[M].中国电力出版社.2001.

[4]陈健.淮安电网继电保护运行管理[J ].科技信息.2007.（10）.

[5]李江龙，陈云燕.电网微机继电保护装置应用中的几个问题[J ].科技情

报开发与经济.2006.（21）.

作者简介：工程师，主要研究方向：电力系统继电保护及自动化。

篇8：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

1 10 k V配电网继电保护的重要性

作为一种自动化保护措施,继电保护能够在电力元件出现问题时将信号发送给值班人员,或者向断路器发送跳闸指令,以保证电力系统的运行安全。

城市电网运行的安全性和稳定性是十分重要的,而10 k V配电网作为城市电网中的重要内容,其安全性更是重中之重,维护10 k V配电网的安全、可靠运行,是城市供电系统需要开展的重要工作。电力系统要实现正常的运行是离不开继电保护的,如果电力元件有问题,继电保护装置就能够向最近的断路器发出跳闸指令,能够将存在故障的元件断开,避免发生事故影响整个供电网络的运行。同时,继电保护设备还能够监督电力系统的运行情况,如果存在问题,能够向工作人员发出警告。另外,不同的故障会显示不同的信号,能够帮助工作人员判断故障,从而采取有效的保护措施。即使没有电力工作人员,当电力系统出现问题时,继电保护设施也可以自动调整出现故障的电力元件,保证电力系统的稳定运行。

2 10 k V配电网继电保护的问题

2.1 继电保护动作的时间限制太长

在城市10 k V配电网中,一些中性点是不接地的,或者是通过消弧线圈接地。这种继电保护主要分为2种,即过电流保护和限时电流速断。这两种保护方式都有时间的限定。根据实际工作经验,这种方式能够提高继电保护工作的稳定性和可靠性,但是,它不能有效配合环网柜变压器装置高压一侧的熔断器与架空柱上部变压器高压一侧跌落保险中的反时限特征,使得配电网的保护动作时间限制太长,影响配电网继电保护的安全性。

2.2 无法保证保护动作的速动性

一般情况下,城市10 k V配电网的继电保护装置能够在动作时保证继电保护具有一定的选择性。但是,由于持续时间比较短,所以,配电网的稳定性和安全性受到了很大的影响,10 k V配电网继电保护动作速动性得不到保障。

3 10 k V配电网的继电保护措施

3.1 开展电流速断保护工作

电流速断保护工作是由电磁式信号继电器、电磁式电流继电器和电磁式中间继电器组成的,它是一种没有时限的或者稍微带有时限的保护措施,比较可靠,并且动作速度较快,能够在极短的时间内解决发生的问题,有效控制故障影响,避免事故扩大。这种电流速断保护方式有瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护之分。

瞬时电流速断保护是由信号继电器、电磁式中间继电器、电流继电器和电流互感器构成,其构成数量分别为1,1,2,2.保护设备动作的时间与被保护回路的短路电流是没有关系的,但它与时间继电器之间设定的时间有关。

略带时限的电流速断保护的动作比较快,但是,只能保护线路的首端。定时限的过电流保护能够对所有的线路进行保护,但是,花费的时间比较长。因此,需要保证动作时限的时间极差比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个,动作电流也要大,同事,还要将略带时限的电流速断保护作为保护线路安全的主要保护形式。

3.2 限定时间的过电流保护方式

定时限过电流保护主要是由电磁式信号继电器、电磁式中间继电器和电磁式时间继电器组成。短路电流无关乎继电保护动作时间,时间不变,以时间继电器为依据进行整定获取。在条件允许的情况下,时间继电器是可以连续调整的。

这种过电流保护方式与略带时限的电流速断保护的工作原理相同,只是电磁式中间继电器被时间继电器代替了。

直流操作是这种过电流保护的通常采用的形式,设置直流屏。而选择性是依靠选择的动作时间来确定,保证其灵敏性和可靠性。变配电所会将这种定时限过电流保护以10 k V出线开关电流保护的身份来使用。

3.3 完善保护制度建设,强化继电保护管理

要对10 k V配电网继电保护进行科学、有效的管理,就需要定期做好安全检查工作,明确其基础信息和相关数据,保证其完整性。要想使运行当时、检修和生产管理等工作有科学、详细的依据,就要提高电网可靠性评估的准确性。为了提高供电的可靠性,需要强化管理组织制度的建设,完善网路管理,使供电系统安全、可靠的运行。

3.4 使用先进技术,强化继电保护配合

随着科学技术的快速发展,电力系统的继电保护技术也得到了良好的发展,继电保护实现了计算机和电磁保护,迈进了网络化保护发展的时代,而电力系统的保护、测量、控制等也实现了智能化和通信一体化。

继电保护还需要实现选择性配合,完成上下级之间的电流与时限的配合。在10 k V配电网中,如果配合不当,继电保护就可能出现非选择性的动作,断路器就会出现越级跳闸的情况。

4 结束语

在电力系统正常运行的过程中,继电保护是非常重要的。1 0 kV配电网继电保护的系统性和综合性比较强,需要在实际工作中科学进行1 0 kV配电网继电保护设备的安装、检测和保护工作等,以提高其灵敏性和可靠性,保证电力系统能够正常、安全、稳定的开展工作。

参考文献

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[3]孙志.10 k V配电网继电保护探析[J].机电信息,2012(36):24-25.

篇9：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

[摘要]在整个电力系统中，10kV供电系统发挥着重要的作用。10kV供电系统能否安全可靠的运行直接关系到整个电力系统是否能够安全有效的运行以及企业用电是否畅通。为确保10kV供电系统的安全运行，关键在于继电保护装置的正确设置。本文在分析了10kV供电系统中，对于继电保护装置的要求以及影响10kV供电系统继电保护安全运行的因素的基础上，提出了提高10kV供电系统继电保护的安全运行的措施。

[关键词]10kV供电系统；继电保护；安全运行

[中图分类号]TM774 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0374-01

我国的继电保护技术随着电力系统的发展而不断更新，特别是在10kV供电系统中，为满足其继电保护的需求，大量电子技术、通信技术以及反时限过电流保护等继电保护技术与装置投入到10kV供电系统的继电保护中，为其安全运行提供了重要的保障。尽管如此，由于故障响应不灵敏、保护动作不灵活等一系列因素都影响着10kV供电系统的安全运行，因此，加强对10kV供电系统继电保护的安全运行的探索意义重大。

一、10kV供电系统对于继电保护装置的要求

10kV供电系统若要安全运行，其继电保护装置在选择时必须要满足四个要求。一是继电保护装置要具有灵敏性。也就是说当线路或者供电设备在被保护的范围内若发生金属性短路故障时，继电保护装置需要具备必要的灵敏系数。二是继电保护装置要有选择性。即当故障发生时，首先要由线路或者设备本身进行保护切除故障，从而使没有发生故障的部分能够继续安全运行，达到减少停电面积的目的。继电保护装置只有在断路器拒动、线路或故障设备本身拒动时才能够由断路器失灵保护、相线路保护或者设备保护进行故障切除。三是继电保护装置需要具有速动性。具备速动性能够使继电保护装置在最短时间内切除短路故障，最大程度的缩小故障的波及范围，降低线路或者故障设备的损坏程度，从而使备用设备、备用电源以及自动重合闸的自动投入效果得到提高，供电系统的安全稳定性得以加强。四是继电保护装置要具有安全可靠性。也就是继电保护装置在其整定计算、设计原理以及安装调试等各方面都必须准确无误。构成继电保护装置的所有元件的质量都需要达到标准，同时需要及时进行保护设备的检修维护，从而确保继电保护装置具有安全可靠的性能。

二、影响10kV供电系统继电保护安全运行的因素

（一）继电保护的定值配合不当导致跳闸

在多数的10kV供电系统中，主要采用的继电保护装置是微机保护装置，该装置整定了动作时间，通常情况下，过流为0.5s，速断则为0s。其中，速断保护的电流时间设定为0.5s，速断则设定为0s；出线保护动作过流整定为0.05s，速断0s。当10kV供电系统中有较大的负荷电流存在并且抗阻比较小时，若系统内部突然出现故障，继电保护装置就不能够及时地进行动作保护，从而造成越级跳闸的问题。此外，由于继电保护系统中有误差存在且定值配合不当，容易造成在出线侧出现故障时，10kV供电系统的进线保护发生速断，严重影响着10kV供电系统的安全运行。

（二）励磁涌流对10kV供电系统继电保护安全运行的影响

在10kV供电系统的线路中，有励磁涌流存在。在电流限值时以最大能通过的电流进行设定（电流的速断保护），它是继电保护供电系统送配电线路中最为主要的保护方式。当送配电线路很长且配电变压器的数量大时，若灵敏度的取值超过1.2，则动作电流的值就会相对偏小，动作电流的取值就会变得更小，从而造成10kV变电站的开关合上，也会造成动作保护时跳闸的问题。励磁涌流在电压的恢复过程中不断增大，继电保护装置铁芯中的磁流通量则会是变压器额定电流量的好几倍，从而影响继电保护装置的安全运行。

（三）继电保护装置开关的保护设备的选择不恰当的影响

近年来，随着我国电力系统的发展，10kV供电系统多数开始运用开关站给用户的供电系统以及变压器供电，这种形式的供电则被称为继电保护系统的供电。在一些未采用自动开关站供电的站内，主要采用的是熔断器+负荷开关组合电器，或者负荷开关电器作为继电保护装置的开关保护设备。在一股情况下，开关站内部的进线柜中，就没有必要设置继电保护，而是直接运用负荷开关来切断负荷电流以及分合操作等。一旦开关站中母线发生故障，就非常容易导致开关站的越级跳闸的问题出现，从而使停电的范围不断扩大，影响着10kV供电系统的安全运行。

（四）电流互感器出现过于饱和的工作状态的影响

随着10kV供电系统的规模不断扩大，供电系统的总电流也将会随之增大，严重者还可能造成短路的问题。大多数情况下，电流互感器都是在过于饱和的工作状态下运行的，此时短路电流大体上都感应不到二次侧电流值，在这种情况下，电流保护装置就会拒动，从而影响了10kV供电系统继电保护的安全运行。

三、提高10kV供电系统继电保护的安全运行的措施

（一）避免励磁涌流太大而引起的机电保护装置的松动

结合励磁涌流的相关特点，例如铁芯的饱和程度与励磁涌流的衰减常数关系紧密，铁芯的饱和程度越深且电抗越小，那么励磁涌流的衰减就会越快；短路电流的衰减速度通常要比涌流的衰减速度快，如果变压器的容量越大，那么涌流衰减的时间就会持续越长；励磁涌流的数值最大时可以是额定电流的数倍。因此，可以适当地延长电流的速断保护的时间，对于避免励磁涌流带来的许多错误操作，在没有对继电保护装置进行相应改造的情况下也能够起到保护的作用，从而保证10kV供电系统继电保护的安全运行。

（二）改进出线柜的开关保护设备

在10kV供电系统中，如果是在配电所以上的级别部分发生了故障，这时就可采用变电所10kV路线的出现进行动作保护。通常情况下，如果配电变压器的容量在1250kVA的范围以内，那么10kV供电系统配电所内部的出线柜中，熔断器+出线柜采用的开关组合必须要与用电器一致，10kV供电系统中配电所母线发生的故障通常是由开关站的出线柜进行切除与保护操作，这样在10kVL供电系统中才能起到有效的继电保护的作用。此外，还要定期将强队机电保护装置的检修工作，保障机电保护装置能够正常运行，从而使10kV供电系统继电保护安全运行。

（三）防止电流互感器的饱和，保证电流保护装置正常运行

防止电流互感器的饱和可通过加大电缆面积以及减小电缆长度的方式，使电流互感器的电阻载荷减小，增加电流互感器的保护；此外还要考虑当线路出现短路的状况时，各个电流互感器之间的饱和状态；当10kV供电系统中存在高压电机负载的情况下，要按照电流的倍数增加保护电流互感器，从而，保证电流保护装置安全运行。

在整个供电网络中，10kV供电系统中有重要的地位，它的安全有效运行关系到整个供电网络的稳定运行。因此，合理地进行继电保护装置的配置，在10kV供电系统的安全运行中具有重要的意义。找出影响10kV供电系统继电保护安全运行的主要因素，并体出其有效的解决措施，是保障10kV供电系统继电保护安全运行的有效手段。

参考文献

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