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【摘要】繼电保护是供电系统的核心,本文概述了10KV供电系统的继电保护的概念,然后探讨了继电保护的基本原理,最后对10kV系统中应配置的继电保护进行了分析。
【关键词】10KV;供电系统;继电保护
中图分类号:TM77文献标识码: A
一、前言
新时期下,我国的供电系统不断的发展壮大,其发展过程依然存在一些问题和不足需要改进,在科技不断进步的新时期,加强对10KV供电系统的继电保护控制,对确保人们生活的有序进行有着重要意义。
二、10KV供电系统的继电保护概述
1、10KV供电系统在电力系统中的重要位置
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。包含发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等电力元件,在电力系统中,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。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,如:风、雨、雷、电、鸟兽危害、设备绝缘老化、设计安装错误、检修质量不高、运行操作不当等,电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性,上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可,又几乎是在同一时间内完成的。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。电力系统最常见而且最危险的故障是短路,包括相与相之间或相与地之间的短接。
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,而且涉及电力系统能否正常的运行。
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,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供电系统的正常运行,必须正确的设置继电保护装置
2、10KV系统中应配置的继电保护
按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求,一般应设置以下保护装置:瞬时过电流保护,带时限的电流速断保护,定时限电流速断保护,三段式过电流保护,零序电流保护。对于油浸式配电变压器还应装设气体保护和温度保护。
三、继电保护的基本原理
1、电力系统故障的特点
电力系统中的故障种类很多,但最为常见、危害最大的应属各种类型的短路事故。一旦出现短路故障,就会伴随其产生三大特点,即:电流将急剧增大、电压将急剧下降、电压与电流之间的相位角发生变化。
2、继电保护的类型
在电力系统中以上述物理量的变化为基础,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: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;反映电压变化的电压保护,有过电压保护和低电压保护;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;反映电压与电流之间比值,也就是反映短路点到保护安装处阻抗的距离保护;反映输入电流与输出电流之差的差动保护,其中又分为横联差动和纵联差动保护;用于反映系统中频率变化的周波保护;专门用于反映变压器内部故障的气体保护(即瓦斯保护),其中又分为轻瓦斯和重瓦斯保护;专门用于反映变压器温度变化的温度保护等。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(油浸变压器根据其容量大小尚应考虑装设气体保护);高压母线分段处应根据具体情况装设电流保护等。
四、10kV系统中应配置的继电保护
按照工厂企业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、10kV线路应配置的继电保护
10kV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;自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、10kV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400kVA~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)当配电变压器容量为800kVA及800kVA以上时,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;对于油浸式配电变压器还应装设气体保护;另外尚应装设温度保护。
3、10kV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;另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。
五、10KV供电系统的继电保护
1、过载零线防火措施的应用。在安全可靠性能的基础上,要实现节能技术的全面应用,就需要做好过载零线的防火,尤其是在进户处,更要注重负载零线的有足够的机械强度和载流量,这样,就需要防止在三相电不平衡的情况下,造成负载零线的电流过多,导致全面发热,尤其是在发生短路现象的时候,会破坏绝缘层的保护,造成起火等不良后果。同时,在涉及到380/200低压系统的运行状态时,如果负载很不齿,造成负载零线的断裂,就会出现电位严重偏移,并且致使电灯泡以及各种用电设备的电压都超过380伏,就会带来一定的危险,因此,要全面加强过载零线的保护应用措施,从而有效减少各种事故的发生。
2、三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。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。
3、配电线路应设短路保护。考虑发生故障时的非正常运行状态,尤其是短路故障,即配电线路中不同相或相与中性线的绝缘导体,直接金属性连接或经过小阻抗连接在一起。无论是采用电缆配电,还是采用穿管绝缘导线,只要采用低压断路器作短路保护,其过流脱扣器的整定值一般小于或等于电缆、绝缘导线允许载流量的1.1倍;当采用低压断路器作为配电线路末端的短路保护时,其过流脱扣器的整定值应小于或等于线路末端发生单相接地短路或两相短路时短路电流的1/3倍。配电线路短路时,如果不在短路电流对导体和连接件产生热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流,那么短路电流会迅速使电气线路的绝缘软化甚至燃烧。其导体电流电火花的高温,也会引燃近旁易燃物质。
六、10KV供电系统的继电保护的建议
10kV供电系统是整个供电网络的一个重要部分,它的安全稳定运行与否直接关系到整个供电网络的稳定。继电保护装置作用确保l0kV供电系统的正常运行,提高其可靠性很重要。
七、结束语
随着供电系统体制的不断完善,继电保护将会得到更多管理者的重视,在电力越来越普遍的背景下,10KV供电系统的继电保护措施将会发挥着越来越重要的作用。
参考文献
[1]李新艳.智能建筑的电气保护与接地[J].山西建筑,2009,(4):31-35.
[2]李建军.110Kv继电保护状态检修与故障诊断技术研究[J],2012(3):141-142.
[3]邵玉槐.电力系统继电保护原理[J].中国电力出版社,2010(04):89-91.
【关键词】10KV;供电系统;继电保护
中图分类号:TM77文献标识码: A
一、前言
新时期下,我国的供电系统不断的发展壮大,其发展过程依然存在一些问题和不足需要改进,在科技不断进步的新时期,加强对10KV供电系统的继电保护控制,对确保人们生活的有序进行有着重要意义。
二、10KV供电系统的继电保护概述
1、10KV供电系统在电力系统中的重要位置
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。包含发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等电力元件,在电力系统中,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。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,如:风、雨、雷、电、鸟兽危害、设备绝缘老化、设计安装错误、检修质量不高、运行操作不当等,电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性,上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可,又几乎是在同一时间内完成的。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。电力系统最常见而且最危险的故障是短路,包括相与相之间或相与地之间的短接。
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,而且涉及电力系统能否正常的运行。
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,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供电系统的正常运行,必须正确的设置继电保护装置
2、10KV系统中应配置的继电保护
按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求,一般应设置以下保护装置:瞬时过电流保护,带时限的电流速断保护,定时限电流速断保护,三段式过电流保护,零序电流保护。对于油浸式配电变压器还应装设气体保护和温度保护。
三、继电保护的基本原理
1、电力系统故障的特点
电力系统中的故障种类很多,但最为常见、危害最大的应属各种类型的短路事故。一旦出现短路故障,就会伴随其产生三大特点,即:电流将急剧增大、电压将急剧下降、电压与电流之间的相位角发生变化。
2、继电保护的类型
在电力系统中以上述物理量的变化为基础,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: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;反映电压变化的电压保护,有过电压保护和低电压保护;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;反映电压与电流之间比值,也就是反映短路点到保护安装处阻抗的距离保护;反映输入电流与输出电流之差的差动保护,其中又分为横联差动和纵联差动保护;用于反映系统中频率变化的周波保护;专门用于反映变压器内部故障的气体保护(即瓦斯保护),其中又分为轻瓦斯和重瓦斯保护;专门用于反映变压器温度变化的温度保护等。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(油浸变压器根据其容量大小尚应考虑装设气体保护);高压母线分段处应根据具体情况装设电流保护等。
四、10kV系统中应配置的继电保护
按照工厂企业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、10kV线路应配置的继电保护
10kV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;自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、10kV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400kVA~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)当配电变压器容量为800kVA及800kVA以上时,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;对于油浸式配电变压器还应装设气体保护;另外尚应装设温度保护。
3、10kV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;另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。
五、10KV供电系统的继电保护
1、过载零线防火措施的应用。在安全可靠性能的基础上,要实现节能技术的全面应用,就需要做好过载零线的防火,尤其是在进户处,更要注重负载零线的有足够的机械强度和载流量,这样,就需要防止在三相电不平衡的情况下,造成负载零线的电流过多,导致全面发热,尤其是在发生短路现象的时候,会破坏绝缘层的保护,造成起火等不良后果。同时,在涉及到380/200低压系统的运行状态时,如果负载很不齿,造成负载零线的断裂,就会出现电位严重偏移,并且致使电灯泡以及各种用电设备的电压都超过380伏,就会带来一定的危险,因此,要全面加强过载零线的保护应用措施,从而有效减少各种事故的发生。
2、三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。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。
3、配电线路应设短路保护。考虑发生故障时的非正常运行状态,尤其是短路故障,即配电线路中不同相或相与中性线的绝缘导体,直接金属性连接或经过小阻抗连接在一起。无论是采用电缆配电,还是采用穿管绝缘导线,只要采用低压断路器作短路保护,其过流脱扣器的整定值一般小于或等于电缆、绝缘导线允许载流量的1.1倍;当采用低压断路器作为配电线路末端的短路保护时,其过流脱扣器的整定值应小于或等于线路末端发生单相接地短路或两相短路时短路电流的1/3倍。配电线路短路时,如果不在短路电流对导体和连接件产生热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流,那么短路电流会迅速使电气线路的绝缘软化甚至燃烧。其导体电流电火花的高温,也会引燃近旁易燃物质。
六、10KV供电系统的继电保护的建议
10kV供电系统是整个供电网络的一个重要部分,它的安全稳定运行与否直接关系到整个供电网络的稳定。继电保护装置作用确保l0kV供电系统的正常运行,提高其可靠性很重要。
七、结束语
随着供电系统体制的不断完善,继电保护将会得到更多管理者的重视,在电力越来越普遍的背景下,10KV供电系统的继电保护措施将会发挥着越来越重要的作用。
参考文献
[1]李新艳.智能建筑的电气保护与接地[J].山西建筑,2009,(4):31-35.
[2]李建军.110Kv继电保护状态检修与故障诊断技术研究[J],2012(3):141-142.
[3]邵玉槐.电力系统继电保护原理[J].中国电力出版社,2010(04):89-91.