梁财源
广东电网云浮罗定供电局
摘要：由于10kV配网系统覆盖的区域比较大、因各种特殊因素及运行环境复杂等，故障时有发生。一旦发生事故，对电力系统的运行会产生重大影响。为了确保配网系统的正常运行，必须正确地制定继电保护策略。本文作者结合自己的工作经验对继电保护的现状进行了分析，并对系统中应配置的继电保护及过电流保护装置进行了说明，提出了采用零序电流保护来进行单相接地保护。
关键词：继电保护；电流；10kV
0.前言
10KV供电系统是整个供电系统的重要组成部分，其运行的可靠性、安全性及稳定性不仅会直接影响企业的正常用电，而且关系到整个电力系统的运行稳定性。10KV供电系统又分为一次系统、二次系统，其中，一次系统的构成相对比较直观、也较简单，在继电保护装置的设计及设置上也比较容易，方便在日后对系统的保护和控制；二次系统的构成比较复杂，包含了大量的二次回路、自动装置和继电保护装置。因此，在供电系统中的继电保护装置主要对一次系统起着测量、监视、保护和控制作用。
1.10kV系统的继电保护
1.1继电保护装置的设置要求
按照10kV供电系统的设计规范要求，在10kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置：
（1）线路应配置的继电保护
线路一般均应装设过电流保护。当过电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，重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。
（2）配电变压器应配置的继电保护
1）当配电变压器容量小于400kVA时：一般采用高压熔断器保护；
2）当配电变压器容量为400-630kVA，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护；
（3）分段母线应配置的继电保护
对于不并列运行的分段母线，应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时，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。
1.2继电保护
（1）主保护和后备保护
10V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。即为满足系统稳定和设备的要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护，就称为主保护当主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，就称为后备保护。
后备保护包括近后备和远后备，当主保护或断路器拒动时，由相临设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护，就叫近后备保护。
（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。
另外，10kV系统中一般可在进线处装设电流保护在配电变压器的高压侧装设电流保护、温度保护（油浸变压器应根据其容量大小考虑装设气体保护）；高压母线分段处应根据具体情况装设电流保护等。
2.10kV线路的过电流保护
2.1三段式过电流保护
一般情况下，为了对线路进行可靠而有效的保护，也常把瞬时电流速断保护或略带时限的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。
通常在被保护线路较短时，第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护第二段采用定时限过流保护作为后备保护。
因为这种保护的设置可以在相临下一级线路的保护或断路器拒动时，本级线路的定时限过流保护可以动作，起到远后备保护的作用如本级线路的主保护瞬时电流速断或略带时限的电流速断保护拒动时，则本级线路的定时限过电流保护可以动作，以起到近后备的作用。
2.2零序电流保护
电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式，有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10kV系统采用的是中性点不接地的运行方式。
系统运行正常时，三相是对称的，三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下，每相都有一个超前90°的电容电流流入地中。这三个电容电流数值相等、相位相差120°，其和为零，中性点电位为零。
假设A相发生了一相金属性接地时，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2h，而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验、有发展为两点或多点接地的可能，应及时发出信号，通知值班人员进行处理。
当网络比较复杂、出线较多、可靠性要求高采用绝缘监察装置是不能满足运行要求时，可采用零序电流保护装置。它是利用接地故障线路零序电流较非接地故障线路零序电流大的特点构成的一种保护装置。
3、10kV配电系统继电保护的改进措施
近些年，随着我国国民经济的快速发展，国内城乡电网配变线路电压的配制等级主要为10kV，但在实际配电系统的使用过程中，10kV配变线路普遍存在一定的弊端，主要为其结构设置的一致性效差。目前，10kV配电系统采用的继电保护装置的构成部分主要为三相一次重合闸、过流、电流速断等，通常系统在使用过程中出现一般故障时，继电保护能够快速做出反应，然而系统在突发事件的应对方面的稳定性与灵敏度较其它发达国家还有很大差距，因此，为提高我国电力系统的安全性及稳定性，这一技术问题必须首先得到及时解决。
3.1提高电流速断保护装置的技术水平。当前，我国10kV配电系统所采用的继电保护装置短路故障的脱离时间通常为5～10s，实际因保护装置有较短的动作延时，因此短路故障的脱离时间通常会有3～5s的延迟，而仅仅这几秒钟将很大程度上增加故障持续时间，从而使事故影响范围扩大，系统的安全性能大大降低。所以，在今后研发、设计10kV配电系统的继电保护装置时，应提高电流速断保护装置的技术水平，可以略带时限及瞬时的电流速断保护技术为基础进行开发，从而开发出一种新型的技术上实现上述两种保护装置互补的继电保护装置，并实现保护范围广、动作电流值大等技术特点。
3.2加强继电保护的网络化和智能化建设。在今后的10kV配电系统的运行过程中，继电保护技术必将越来越趋向于网络化和智能化。智能化的继电保护系统一方面可有效减少配电系统管理上的人力及物力资源浪费，另一方面也为配电系统应用其他各项技术提供了广阔的技术平台。近些年，随着计算机技术如模糊逻辑、进化规划、遗传算法、神经网络等在各个领域的大力推广与应用，也逐渐开始渗透到电力系统继电保护领域。
4.结束语
10kV配电系统作为电力系统的重要组成部分之一，其安全性、稳定性及可靠性不仅直接关系到各个用电企业的顺利运作，并且还会影响整个电力系统的安全性和稳定性。当电力系统中的某一装有继电保护装置的元件产生故障时，继电保护装置可及时的使故障元件与电力系统相脱离，从而最大程度上降低故障元件本身及电力系统的损坏。然而系统在突发事件的应对方面的稳定性与灵敏度较其它发达国家还有很大差距，因此，应提高我国电流速断保护装置的技术水平，加快继电保护的网络化和智能化建设，以确保我国10kV供电系统的稳定、安全运行。
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