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【摘要】10kV配网系统继电保护具有系统性、综合性的特点，在实践工作中要采取一定策略保证10kV配电网继电保护的可靠性。
【关键词】10kV配网；继电保护
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。
1.10kV配网几种常用保护策略
1.1反时限过电流保护
反时限过电流保护虽然外部接线比较简单，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及集成电路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。
1.2 定时限过电流保护
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。
1.3 瞬时电流速断保护
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。它一般用在单电源辐射线上，动作电流整定最基本的方法是按躲过本线路末端母线故障的最大故障电流整定，以保证相邻下一级出线或变压器故障时，不至越级动作。又因无时限，所以称为瞬时电流速断保护。瞬时电流速断保护其保护性能好坏的主要标志是保护区的大小，一般情况下保护性能很差，保护区比较小，以致影响与相邻线路的配合。此时需增加或改用定时限过电流保护。
2.10kV配电网继电保护的问题处理策略
2.1 配网中的励磁涌流
2.1.1 配网中励磁涌流对继电保护的影响 10kV配网装有大量配电变压器，配网投入时，这些配电变压器是挂在线路上的，在合闸瞬间，各变压器所产生励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂电磁暂态过程，系统阻抗较小时，会出现较大涌流，时间常数也较大。二段式电流保护中电流速断保护要兼顾灵敏度，动作电流值往往取较小，特别长线路或系统阻抗大时更明显。一般的10kV配网主保护是采用三段式电流保护，即瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护，瞬时电流速断保护由于要兼顾保护的灵敏度，动作电流值往往取得较小，特别在长先烈或系统阻抗大时更明显。励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。这种情况线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗大时并不突出，容易被忽视，但当线路变压器个数及容量增大后，就可能出现。
2.1.2 励磁涌流现象的策略 励磁涌流有一明显特征，就是它含有大量二次谐波，主变主保护中就利用这个特性，来防止励磁涌流引起保护误动作，但用10kV配网保护，必须对保护装置进行改造，会大大增加装置复杂性，实用性很差。励磁涌流另一特征就是它大小随时间而衰减，一开始涌流很大，一段时间后涌流衰减为零，流过保护装置电流为线路负荷电流，利用涌流这个特点，电流速断保护加入一短时间延时，就可止励磁涌流引起误动作，这种方法最大优点是不用改造保护装置（或只作简单改造），会增加故障时间，但如10kV这些对系统稳定运行影响较小的可以适用。保证可靠的避开励磁涌流，保护装置中加速回路同样要加入延时。目前，10kV配网的主保护时主要采用二段式电流保护，即限时电流速断保护和过电流保护，限时电流速断及后加速都采用0.2s的时限，这样运行安全，并能很到的避免由于线路中励磁涌流造成的保护装置误动作。
2.2 配网中的电流互感器饱和
2.2.1 配網中的电流互感器饱和问题对继电保护的影响 10kV配网出口处短路电流一般都较小，特别是农网中变电所，它们往往远离电源，系统阻抗较大。同一线路，出口处短路电流大小会系统规模及运行方式不同而不同。系统规模不断扩大，10kV系统短路电流会变大，可以达到电流互感器一次额定电流的几百倍，系统中原有一些能正常运行的电流互感器就可能饱和；另外，短路故障是一个暂态过程，短路电流中含大量的非周期分量，这又进一步加速了电流互感器的饱和现象。10kV配网短路时，电流互感器饱和，感应到二次侧电流会很小或接近于零，使保护装置拒动，故障要由母联断路器或主变后备保护来切除，延长了故障时间，使故障范围扩大，影响供电可靠性，严重威胁运行设备安全。
2.2.2 电流互感器饱和防控策略 电流互感器饱和其实就是电流互感器铁芯中的磁通饱和，而磁通密度与感应电势成正比，电流互感器二次负载阻抗越大，在同样电流的情况下，二次回路感应电势就越大。或在同样负载阻抗下，二次电流越大，感应电势就越大，这两种情况都会使铁芯中的磁通密度变大，磁通密度大到一定值时，电流互感器就会出现饱和现象。电流互感器严重饱和时，一次电流全部变成励磁电流，二次侧感应电流为零，流过电流继电器的电流为零，保护装置就会拒动。避免电流互感器饱和主要有以下两种方法：其一，选择电流互感器时，不能选变比太小的互感器，要考虑线路短路时电流互感器的饱和问题，一般10kV配网保护的电流互感器变比最好大于300/5；其二，尽量减少电流互感器的二次负载阻抗，避免保护和计量共用电流互感器，缩短电流互感器二次电缆长度及加大二次电缆截面。10kV配网尽可能选用保护测控二合一产品，这样能有效减小二次回路阻抗，防止电流互感器出现饱和现象。
2.3 配网中所用变保护问题
2.3.1 配网中所用变保护问题对继电保护的影响 所用变是一比较特殊设备，容量较小但可靠性要求非常高，安装位置也很特殊，一般就接10kV母线上，其高压侧短路电流等于系统短路电流，可达十几千安，低压侧出口短路电流也较大。人们一直对所用变保护可靠性重视不足，这将对所用变直至整个10kV配电网安全运行造成很大威胁。传统所用变保护使用熔断器保护，其安全可靠性比较高，但系统短路容量增大以及综合自动化要求，这种方式已逐渐满足不了要求。现新建或改造的变电所，特别是综合自动化所，大多配置所用变开关柜，保护配置也跟10kV配电线路相似，而人们往往忽视了保护用电流互感器的饱和问题。所用变容量小，一次额定电流很小，同时往往保护计量共用电流互感器，为确保计量准确性，设计时电流互感器变比会选则较小值。如果是高压侧故障，短路电流足以使母联保护或主变后备保护动作而断开故障，如果是低压侧故障，短路电流可能达不到母联保护或主变后备保护启动值，使故障无法及时切除，严重影响变电所安全运行。
2.3.2 所用变保护问题的应对策略 解决所用变保护拒动问题，应从合理配置保护入手，其电流互感器的选择要考虑所用变故障时的饱和问题，同时，计量用电流互感器一定要跟保护用电流互感器分开，保护用电流互感器要安装高压侧，以保证对所用变保护，计量用电流互感器要安装所用变低压侧，以提高计量精度。在定值整定方面，电流速断保护可按所用变低压出口短路进行整定，过负荷保护按所用变容量整定。
3.结语
在电网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，制定合理的保护策略。
参考文献
[1]张泽.浅谈10kV配电系统继电保护[J].数字技术与应用，2010（11）.
【关键词】10kV配网；继电保护
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。
1.10kV配网几种常用保护策略
1.1反时限过电流保护
反时限过电流保护虽然外部接线比较简单，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及集成电路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。
1.2 定时限过电流保护
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。
1.3 瞬时电流速断保护
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。它一般用在单电源辐射线上，动作电流整定最基本的方法是按躲过本线路末端母线故障的最大故障电流整定，以保证相邻下一级出线或变压器故障时，不至越级动作。又因无时限，所以称为瞬时电流速断保护。瞬时电流速断保护其保护性能好坏的主要标志是保护区的大小，一般情况下保护性能很差，保护区比较小，以致影响与相邻线路的配合。此时需增加或改用定时限过电流保护。
2.10kV配电网继电保护的问题处理策略
2.1 配网中的励磁涌流
2.1.1 配网中励磁涌流对继电保护的影响 10kV配网装有大量配电变压器，配网投入时，这些配电变压器是挂在线路上的，在合闸瞬间，各变压器所产生励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂电磁暂态过程，系统阻抗较小时，会出现较大涌流，时间常数也较大。二段式电流保护中电流速断保护要兼顾灵敏度，动作电流值往往取较小，特别长线路或系统阻抗大时更明显。一般的10kV配网主保护是采用三段式电流保护，即瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护，瞬时电流速断保护由于要兼顾保护的灵敏度，动作电流值往往取得较小，特别在长先烈或系统阻抗大时更明显。励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。这种情况线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗大时并不突出，容易被忽视，但当线路变压器个数及容量增大后，就可能出现。
2.1.2 励磁涌流现象的策略 励磁涌流有一明显特征，就是它含有大量二次谐波，主变主保护中就利用这个特性，来防止励磁涌流引起保护误动作，但用10kV配网保护，必须对保护装置进行改造，会大大增加装置复杂性，实用性很差。励磁涌流另一特征就是它大小随时间而衰减，一开始涌流很大，一段时间后涌流衰减为零，流过保护装置电流为线路负荷电流，利用涌流这个特点，电流速断保护加入一短时间延时，就可止励磁涌流引起误动作，这种方法最大优点是不用改造保护装置（或只作简单改造），会增加故障时间，但如10kV这些对系统稳定运行影响较小的可以适用。保证可靠的避开励磁涌流，保护装置中加速回路同样要加入延时。目前，10kV配网的主保护时主要采用二段式电流保护，即限时电流速断保护和过电流保护，限时电流速断及后加速都采用0.2s的时限，这样运行安全，并能很到的避免由于线路中励磁涌流造成的保护装置误动作。
2.2 配网中的电流互感器饱和
2.2.1 配網中的电流互感器饱和问题对继电保护的影响 10kV配网出口处短路电流一般都较小，特别是农网中变电所，它们往往远离电源，系统阻抗较大。同一线路，出口处短路电流大小会系统规模及运行方式不同而不同。系统规模不断扩大，10kV系统短路电流会变大，可以达到电流互感器一次额定电流的几百倍，系统中原有一些能正常运行的电流互感器就可能饱和；另外，短路故障是一个暂态过程，短路电流中含大量的非周期分量，这又进一步加速了电流互感器的饱和现象。10kV配网短路时，电流互感器饱和，感应到二次侧电流会很小或接近于零，使保护装置拒动，故障要由母联断路器或主变后备保护来切除，延长了故障时间，使故障范围扩大，影响供电可靠性，严重威胁运行设备安全。
2.2.2 电流互感器饱和防控策略 电流互感器饱和其实就是电流互感器铁芯中的磁通饱和，而磁通密度与感应电势成正比，电流互感器二次负载阻抗越大，在同样电流的情况下，二次回路感应电势就越大。或在同样负载阻抗下，二次电流越大，感应电势就越大，这两种情况都会使铁芯中的磁通密度变大，磁通密度大到一定值时，电流互感器就会出现饱和现象。电流互感器严重饱和时，一次电流全部变成励磁电流，二次侧感应电流为零，流过电流继电器的电流为零，保护装置就会拒动。避免电流互感器饱和主要有以下两种方法：其一，选择电流互感器时，不能选变比太小的互感器，要考虑线路短路时电流互感器的饱和问题，一般10kV配网保护的电流互感器变比最好大于300/5；其二，尽量减少电流互感器的二次负载阻抗，避免保护和计量共用电流互感器，缩短电流互感器二次电缆长度及加大二次电缆截面。10kV配网尽可能选用保护测控二合一产品，这样能有效减小二次回路阻抗，防止电流互感器出现饱和现象。
2.3 配网中所用变保护问题
2.3.1 配网中所用变保护问题对继电保护的影响 所用变是一比较特殊设备，容量较小但可靠性要求非常高，安装位置也很特殊，一般就接10kV母线上，其高压侧短路电流等于系统短路电流，可达十几千安，低压侧出口短路电流也较大。人们一直对所用变保护可靠性重视不足，这将对所用变直至整个10kV配电网安全运行造成很大威胁。传统所用变保护使用熔断器保护，其安全可靠性比较高，但系统短路容量增大以及综合自动化要求，这种方式已逐渐满足不了要求。现新建或改造的变电所，特别是综合自动化所，大多配置所用变开关柜，保护配置也跟10kV配电线路相似，而人们往往忽视了保护用电流互感器的饱和问题。所用变容量小，一次额定电流很小，同时往往保护计量共用电流互感器，为确保计量准确性，设计时电流互感器变比会选则较小值。如果是高压侧故障，短路电流足以使母联保护或主变后备保护动作而断开故障，如果是低压侧故障，短路电流可能达不到母联保护或主变后备保护启动值，使故障无法及时切除，严重影响变电所安全运行。
2.3.2 所用变保护问题的应对策略 解决所用变保护拒动问题，应从合理配置保护入手，其电流互感器的选择要考虑所用变故障时的饱和问题，同时，计量用电流互感器一定要跟保护用电流互感器分开，保护用电流互感器要安装高压侧，以保证对所用变保护，计量用电流互感器要安装所用变低压侧，以提高计量精度。在定值整定方面，电流速断保护可按所用变低压出口短路进行整定，过负荷保护按所用变容量整定。
3.结语
在电网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，制定合理的保护策略。
参考文献
[1]张泽.浅谈10kV配电系统继电保护[J].数字技术与应用，2010（11）.