第一篇：城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的分析探討論文

【摘要】文章介紹了城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置及城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本類型，著重介紹了幾種目前國內(nèi)常用的電流保護(hù)：反時(shí)限過電流保護(hù)、定時(shí)限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)，并分析了各類保護(hù)裝置的基本構(gòu)成、保護(hù)范圍、動作原理、配合方法、優(yōu)缺點(diǎn)，給出了詳細(xì)的整定計(jì)算過程。

【關(guān)鍵詞】配電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；整定計(jì)算

城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等五個(gè)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要組成部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到黨政機(jī)關(guān)、工礦企業(yè)、居民生活用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。

一、城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置

城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不能完全避免的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的某工礦企業(yè)的設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)，由于短路電流的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)，往往造成電氣設(shè)備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴(yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞。為了確保城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確地設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

二、城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本類型

城市電網(wǎng)10kV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生，來達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。

可以想象，在10kV系統(tǒng)中利用熔斷器去完成上述任務(wù)是不能滿足要求的。因?yàn)槿蹟嗥鞯陌裁胩匦圆簧跬晟?，熄滅高壓電路中?qiáng)烈電弧的能力不足，甚至有使故障進(jìn)一步擴(kuò)大的可能；同時(shí)還延長了停電的歷時(shí)。只有采用繼電保護(hù)裝置才是最完美的措施。因此，在10kV系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行的不可缺少的重要組成部分。

在電力系統(tǒng)中利用正常運(yùn)行和故障時(shí)各物理量的差別就可以構(gòu)成各種不同原理和類型的繼電保護(hù)裝置。如在城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的是反映電流變化的電流保護(hù)：有定時(shí)限過電流保護(hù)、反時(shí)限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和零序電流保護(hù)等，還有既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護(hù)；利用故障接地線路的電容電流大于非故障接地線路的電容電流來選擇接地線路，一般均作用于發(fā)信號，在部分發(fā)達(dá)城市因電容電流較大10kV配網(wǎng)系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，此時(shí)零序電流保護(hù)直接作用于跳閘。

三、幾種常用電流保護(hù)的分析

（一）反時(shí)限過電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動作時(shí)間越短；短路電流越小，動作時(shí)間越長，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過電流保護(hù)。反時(shí)限過電流保護(hù)雖外部接線簡單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動作的準(zhǔn)確性、速動性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。這種保護(hù)方式目前主要應(yīng)用于一般用戶端的進(jìn)線開關(guān)處保護(hù)，不推薦使用在變電站10kV出線開關(guān)處。

（二）定時(shí)限過電流保護(hù)

１.定時(shí)限過電流保護(hù)。繼電保護(hù)的動作時(shí)間與短路電流的大小無關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時(shí)限過電流保護(hù)。

２.繼電器的構(gòu)成。定時(shí)限過電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器(作為時(shí)限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。定時(shí)限過電流保護(hù)簡單可靠、完全依靠選擇動作時(shí)間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時(shí)限由時(shí)間繼電器根據(jù)計(jì)算后獲取的參數(shù)來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。這種保護(hù)方式一般應(yīng)用在電力系統(tǒng)中變配電所，作為10kV出線開關(guān)的電流保護(hù)。

３.定時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理。在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過電流保護(hù)。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號繼電器構(gòu)成。保護(hù)裝置的動作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱為定時(shí)限過電流保護(hù)。

４.動作電流的整定計(jì)算。過流保護(hù)裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護(hù)線路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來考慮的。也就是只有在被保護(hù)線路故障時(shí)才啟動，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時(shí)不應(yīng)動作。為此必須滿足以下兩個(gè)條件：

（1）在正常情況下，出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時(shí)（即電動機(jī)的啟動和自啟動電流，以及用戶負(fù)荷的突增和線路中出現(xiàn)的尖峰電流等）不應(yīng)動作。即：

Idz＞Ifh.max

式中Idz：過電流保護(hù)繼電器的一次動作電流；Ifh.max：最大負(fù)荷電流

（2）保護(hù)裝置在外部故障切除后應(yīng)能可靠地返回。因?yàn)槎搪冯娏飨Ш?，保護(hù)裝置有可能出現(xiàn)最大負(fù)荷電流，為保證選擇性，已動作的電流繼電器在這時(shí)應(yīng)當(dāng)返回。因此保護(hù)裝置的一次返回電流If應(yīng)大于最大負(fù)荷電流Ifh.max。即：

If＞Ifh.max

因此，定時(shí)限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j為：

Idz.j=（Kk.Kjx/Kf.Nlh）.Ifh.max

式中Kk：可靠系數(shù)，考慮到繼電器動作電流的誤差和計(jì)算誤差而設(shè)。一般取為1.15～1.25

Kjx——由于繼電器接入電流互感器二次側(cè)的方式不同而引入的一個(gè)系數(shù)。電流互感器為三相完全星形接線和不完全星形接線時(shí)Kjx=1；如為三角形接線和兩相電流差接線時(shí)Kjx=√3

Kf：返回系數(shù)，一般小于1；

Nlh：電流互感器的變比。

（三）動作時(shí)限的整定原則

為使過電流保護(hù)具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護(hù)應(yīng)具有不同的動作時(shí)間。各級保護(hù)裝置的動作時(shí)限是由末端向電源端逐級增大的?？墒牵娇拷娫炊司€路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護(hù)的動作時(shí)間越長。也就是說過電流保護(hù)存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護(hù)來彌補(bǔ)不可。

（四）過電流保護(hù)的保護(hù)范圍

過流保護(hù)可以保護(hù)設(shè)備的全部，也可以保護(hù)線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護(hù)。

四、電流速斷保護(hù)

（一）電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是一種無時(shí)限或略帶時(shí)限動作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時(shí)間，防止事故擴(kuò)大。電流速斷保護(hù)又分為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)兩種。

（二）電流速斷保護(hù)的構(gòu)成電流速斷保護(hù)是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構(gòu)成的。它一般不需要時(shí)間繼電器。它是按一定地點(diǎn)的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。

（三）瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定原則和保護(hù)范圍

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的區(qū)別，在于它的動作電流值不是躲過最大負(fù)荷電流，而是必須大于保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大短路電流。當(dāng)在被保護(hù)線路外部發(fā)生短路時(shí)，它不會動作。

（四）瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的基本原理

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的原理與定時(shí)限過電流保護(hù)基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時(shí)間繼電器。

（五）略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)最大的優(yōu)點(diǎn)是動作迅速，但只能保護(hù)線路的首端。而定時(shí)限過電流保護(hù)雖能保護(hù)線路的全長，但動作時(shí)限太長。因此，它的保護(hù)范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當(dāng)下一段線路始端發(fā)

生短路時(shí)，保護(hù)也會起動。為了保證選擇性的要求，須使其動作時(shí)限比下一段線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動作電流大一些。略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路的主保護(hù)。

五、三（兩）段式過電流保護(hù)裝置

由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，所以不能作為線路的主保護(hù)，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護(hù)；略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長，可作為本線路的主保護(hù)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)；定時(shí)限過電流保護(hù)既可作為本級線路的后備保護(hù)（當(dāng)動作時(shí)限短時(shí)，也可作為主保護(hù)，而不再裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)），還可以作為相臨下一級線路的后備保護(hù)，但切除故障的時(shí)限較長。

目前在實(shí)際應(yīng)用中，為簡化保護(hù)配置及整定計(jì)算，同時(shí)對線路進(jìn)行可靠而有效的保護(hù)，常把瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)相配合構(gòu)成兩段式電流保護(hù)。

六、結(jié)語

在城市電網(wǎng)10kV配電系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。隨著電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展，為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確地設(shè)置繼電保護(hù)裝置并準(zhǔn)確整定各項(xiàng)相關(guān)定值。

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第二篇：城市10kV配電系統(tǒng)供電可靠性分析

城市10kV配電系統(tǒng)供電可靠性分析

摘要：供電的可靠性是創(chuàng)建一流供電企業(yè)的基本保障，本研究對城市10KV配電系統(tǒng)供電可靠性進(jìn)行了充分的分析，總結(jié)了影響供電可靠性的主要因素及其有效的改進(jìn)方法，通過科學(xué)的改善措施，是我國城市的供電可靠性達(dá)到世界先進(jìn)水平。關(guān)鍵詞：10KV配電系統(tǒng)；供電可靠性；原因分析

配電系統(tǒng)可靠性就是指直接向用戶供電和配電的系統(tǒng)對廣大用戶的供電能力的可靠性。供電可靠性直觀的體現(xiàn)了供電系統(tǒng)的供電能力，是衡量一個(gè)供電企業(yè)技術(shù)和水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是衡量一個(gè)供電企業(yè)對用戶供電能力的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)也反映出一個(gè)城市的總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。隨著生活環(huán)境的不斷改善，人們對供電系統(tǒng)提出了更高的要求，這不僅是用戶的希望，同時(shí)也是供電企業(yè)所要追求的目標(biāo)。近幾年來的電網(wǎng)改造讓城市供電可靠性有了很大的改觀，但距離我們的要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，本研究針對供電系統(tǒng)可靠性存在的問題原因進(jìn)行了分析，并提出了一些可供參考的改進(jìn)措施。

1.影響配電系統(tǒng)供電可靠性的原因分析

1.1．10KV配電系統(tǒng)的預(yù)停電時(shí)間過長

目前很多城市配電網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)薄弱，設(shè)施、電源點(diǎn)等都需要改造，由于這些配網(wǎng)基建、技改大修、業(yè)擴(kuò)等工程的增多，就造就了很多的預(yù)安排停電，預(yù)停電期間，檢修按時(shí)計(jì)劃性很弱，對于停電后的綜合管理和計(jì)劃性不強(qiáng)，管理的力度和制度也不夠，使得設(shè)備在改造或者檢修期間的時(shí)間過長，或者超過了預(yù)期的計(jì)劃時(shí)間，造成了大范圍的停電，在預(yù)停電之前的準(zhǔn)備工作也不夠充分，施工的進(jìn)度慢，施工人員準(zhǔn)備也不夠充分，這些都無形當(dāng)中增加了用戶停電的時(shí)間。

1.2．10KV配電系統(tǒng)的故障停電較多

由于施工人員的技術(shù)水平不高或者設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及操作技術(shù)不到位就進(jìn)行施工，造成很多設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)初始就是存在安全隱患的。在設(shè)備運(yùn)行的過程當(dāng)中，設(shè)備的維護(hù)管理也不到位，這些安全隱患在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)期也不易被發(fā)現(xiàn)和消除，嚴(yán)重影響了供電系統(tǒng)的可靠性。這種故障停電成為了影響供電可靠性的其中一個(gè)最主要的原因。另外，外力破壞也是造成供電故障的主要原因之一，例如：樹木破壞、氣候因素、用戶影響等。

1.3．配電供電系統(tǒng)的管理存在問題

城市是供電需求較大的地區(qū)，不僅用戶需求大，還需要長期連續(xù)的供電，離開電力資源，城市就會變?yōu)榘氚c瘓狀態(tài)，相比較之下，農(nóng)村的用電相對較少，對電力的依賴性也較低，這就使得很多領(lǐng)導(dǎo)對城市的供電過于重視，而對農(nóng)村的供電不夠重視的現(xiàn)狀。另一方面，由于很多電力系統(tǒng)的人員的個(gè)人技術(shù)能力不足，管理模式相對落后，對供電可靠性的重視程度不夠，沒有一個(gè)清楚的認(rèn)識，也沒有采取定期的培訓(xùn)和指導(dǎo)，也不愿意改變和創(chuàng)新，一些專職的技術(shù)人員相對欠缺，因此對供電企業(yè)供電可靠性的管理力度不夠，技術(shù)跟不上，管理水平上不去，更是無法有效的指導(dǎo)和帶領(lǐng)供電系統(tǒng)開展一些活動，因此，沒有一個(gè)健全的供電可靠性的機(jī)構(gòu)或者組織。

1.4．配電供電系統(tǒng)的供電能力有限

影響供電系統(tǒng)的可靠性的其中一個(gè)因素是供電系統(tǒng)的供電能力有限。受下達(dá)指標(biāo)的限制，為了應(yīng)對錯(cuò)峰避谷的措施，出現(xiàn)了電力供應(yīng)缺口，為了確保電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須在電力供應(yīng)缺口出現(xiàn)的時(shí)候采取臨時(shí)的限電手段，來確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這也就形成了影響城市配電系統(tǒng)的可靠性因素之一。

2.改進(jìn)配電系統(tǒng)供電可靠性的有效措施

2.1．加快電網(wǎng)的改造工程，減少預(yù)停電時(shí)間

為了減少預(yù)停電的時(shí)間，必須在停電之前對每一個(gè)環(huán)節(jié)有所計(jì)劃，對每一次臨時(shí)停電嚴(yán)格把關(guān)，充分調(diào)動各供電所、援建單位等施工成員，組織施工時(shí)可以聯(lián)合起來，事先準(zhǔn)備好方案，保證不拖延預(yù)停電的時(shí)間，及時(shí)完成任務(wù)。對于停電和恢復(fù)電的過程也可以進(jìn)行優(yōu)化，各供電所在計(jì)劃停電之前和送電之前要及時(shí)完成相關(guān)手續(xù)的辦理，以減少不必要的耽誤時(shí)間。對于需要轉(zhuǎn)供電操作的，需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定，縮短操作時(shí)間。有一些可以帶電作業(yè)的，盡量在保證安全的前提下，提倡帶電作業(yè)，推廣10KV帶電作業(yè)，強(qiáng)化管理水平，盡可能的減少停電施工，有條件的盡可能進(jìn)行不停電檢修。也可以利用技術(shù)水平的提高來縮短檢修的時(shí)間，提高工作質(zhì)量和效率，加大考核力度，提高工作人員努力改進(jìn)的積極性。目前，我國在很多地區(qū)開展了檢修、預(yù)試、業(yè)擴(kuò)增容綜合停電工作,在某種程度上,可以避免部分重復(fù)停電,但也是歷年不可避免的因素。

2.2．合理改善供電系統(tǒng)的綜合檢修能力，減少故障停電

對于供電系統(tǒng)的設(shè)施要進(jìn)行抽查，監(jiān)督配電系統(tǒng)的工作水平。根據(jù)設(shè)備缺陷管理制度要求進(jìn)行管理，及時(shí)查出設(shè)備的缺陷，及時(shí)處理，確保緊急、重大缺陷消除率達(dá)到百分之百，一般的缺陷達(dá)到八成以上。及時(shí)對線路設(shè)備開展檢測工作，尤其是在用電高峰期到來之前，必須開展預(yù)測量工作，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)采取相應(yīng)的措施。對于10KV線路的通道周圍要及時(shí)清障，以免造成樹木等造成的故障停電。做好線路防風(fēng)加固工程，對于有安全隱患的障礙物及時(shí)清除和躲避，改造不合理的線路，以提高抗風(fēng)能力，減小氣候因素對故障停電的影響。完善故障查找機(jī)制，及時(shí)準(zhǔn)確的對故障發(fā)生的地方進(jìn)行定位，并第一時(shí)間找出故障的原因，及時(shí)整改，并且制訂防范措施，防止故障的二次發(fā)生。對于可能產(chǎn)生故障的地區(qū)，要及時(shí)進(jìn)行故障演練，不斷的優(yōu)化處理方案。加強(qiáng)計(jì)劃管理，提高綜合檢修的能

力，保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

2.3．加強(qiáng)配供電系統(tǒng)的管理水平，提高作業(yè)人員的工作能力

配電網(wǎng)的運(yùn)行及有效管理是供電系統(tǒng)可靠性的重要保障手段。對此要加強(qiáng)管理，對于預(yù)停電的安排要及時(shí)有效，合理快速。對于故障停電，則要有效避免，完善機(jī)制。條件成熟的時(shí)候，當(dāng)盡力完成不停電的保證。優(yōu)化停電作業(yè)流程，通過精細(xì)的管理，加強(qiáng)對停電期間的控制，以減少停電時(shí)間。強(qiáng)化用電監(jiān)察的作用，強(qiáng)化設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督，避免發(fā)生故障停電。在強(qiáng)化供電系統(tǒng)管理的同時(shí)，還要提高作業(yè)人員的工作能力。要定期的對有關(guān)技術(shù)人員和管理人員進(jìn)行知識和業(yè)務(wù)的培訓(xùn)，對于這些人員還要進(jìn)行定期的指導(dǎo)和技術(shù)的更新，開展業(yè)務(wù)水平和知識水平的考核制度，讓工作人員都能主動自覺的學(xué)習(xí)，調(diào)動他們工作和學(xué)習(xí)的積極性。通過這種理論知識的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中將不斷提高供電系統(tǒng)的可靠性。不光是對人員的管理，對于設(shè)備也要進(jìn)行管理，讓技術(shù)人員運(yùn)用自己的業(yè)務(wù)知識對設(shè)備進(jìn)行檢修和管理，進(jìn)一步提高了供電系統(tǒng)的可靠性。

2.4．提高配供電系統(tǒng)的供電能力

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，城市的供電水平也在不斷進(jìn)步。我國應(yīng)當(dāng)及時(shí)改造落后的設(shè)備，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)水平，提高我國供電系統(tǒng)的供電能力，這樣就能有效的減少故障停電和預(yù)安排停電的次數(shù)，同時(shí)還能大大的縮小停電的范圍。這些新技術(shù)的運(yùn)行，也大大降低了線路運(yùn)行的故障率。

3.結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，我國用戶對于配供電系統(tǒng)的要求也越來越高，提高供電系統(tǒng)的供電可靠性是群眾的呼聲，也是我國供電企業(yè)的必經(jīng)之路。通過對電網(wǎng)的改造和不斷建設(shè)，供電的可靠性也在不斷的提高，不斷的為我國用戶帶來了科學(xué)、安全、可靠的電力資源。但是，提高供電可靠性不是短時(shí)間的任務(wù)，它需要不斷的完善下去，是需要長期堅(jiān)持的，因此，我們要與時(shí)俱進(jìn)，不斷的進(jìn)行設(shè)備改造，加強(qiáng)管理，繼續(xù)為用戶提供完善的電力服務(wù)，為社會的發(fā)展提供電力保障。

參考文獻(xiàn)：

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第三篇：電網(wǎng)配電變壓器的故障分析和預(yù)防措施

電網(wǎng)配電變壓器的故障分析和預(yù)防措施

摘要：在電力系統(tǒng)中，配電變壓器占據(jù)著至關(guān)重要的地位，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到配電線路的供電可靠性。一旦出現(xiàn)故障，將直接影響電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，給人民群眾的正常生活帶來損失。本文分析了電網(wǎng)配電變壓器的故障原因，探討了電網(wǎng)配電變壓器的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)配電變壓器；故障原因；預(yù)防措施

配電變壓器是電力主體設(shè)備，隨著系統(tǒng)容量和電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，配電變壓器故障給電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來的影響越來越大。為確保其穩(wěn)定運(yùn)行，最基礎(chǔ)的工作就是做好日常檢查和檢測，對變壓器常見故障現(xiàn)象做出正確判斷分析，并及時(shí)采取針對性的運(yùn)行和檢修預(yù)防措施，有著至關(guān)重要的作用。

一、電網(wǎng)配電變壓器的故障原因

1.繞組故障

電配電變壓器在長期過載運(yùn)行的情況下，由于部分低壓線路維護(hù)不到位，使繞阻發(fā)熱使絕緣逐漸老化，容易造成匝間短路、相間短路或?qū)Φ囟坦收系陌l(fā)生。發(fā)生短路時(shí)變壓器的電流超過額定電流幾倍甚至幾十倍，線圈溫度迅速升高，導(dǎo)致絕緣老化，同時(shí)繞組受到較大電磁力矩作用，發(fā)生移位或變形，絕緣材料形成碎片狀脫落，使線體裸露而造成匝間短路。銅、鋁線質(zhì)量不好，形成局部過熱，線圈絕緣受潮，系統(tǒng)短路使繞組造成的機(jī)械損傷，沖擊電流造成的機(jī)械損傷等當(dāng)繞阻焊接不良，在大電流過熱及內(nèi)部匝間短路引起的電動力作用下，會引起繞阻引線斷裂造成事故擴(kuò)大。

2.過電壓

配電變壓器按規(guī)定要求必須在高、低壓側(cè)安裝合格的避雷器，以降低雷電過電壓、鐵磁諧振過電壓對變壓器高低壓線圈或套管的危害。主要有以下原因造成配電變壓器過電壓而損壞：①避雷器安裝試驗(yàn)不符合要求，安裝避雷器一般是三只避雷器只有一點(diǎn)接地，在長期運(yùn)行中由于年久失修、風(fēng)吹雨打造成嚴(yán)重銹蝕，氣候變化及其它特殊情況造成接地點(diǎn)斷開或接觸不良，當(dāng)遇有雷電過電壓或系統(tǒng)諧振過 電壓時(shí)，由于不能及時(shí)對大地進(jìn)行泄流降壓因而擊穿變壓器；②只重視變壓器高壓側(cè)避雷器的安裝試驗(yàn)，而輕視低壓側(cè)避雷器的安裝試驗(yàn)，因變壓器低壓側(cè)不安裝避雷器，在變壓器低壓側(cè)遭雷擊時(shí)，產(chǎn)生逆變對變壓器高壓側(cè)線圈進(jìn)行沖擊的同時(shí)，低壓側(cè)線圈也有損壞的可能。

3.分接開關(guān)

（1）分接開關(guān)裸露受潮。由于將軍帽、套管、分接開關(guān)、端蓋、油閥等處滲漏油，使分接開關(guān)長期裸露在空氣中，又因?yàn)榕潆娮儔浩鞯挠蜆?biāo)指示設(shè)在油枕中部，變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生的碳化物受熱后又產(chǎn)生油焦等物質(zhì)，容易將油標(biāo)呼吸孔堵塞，少量的變壓器油留在油標(biāo)內(nèi)，在負(fù)荷、環(huán)境溫度變化時(shí)，油標(biāo)管內(nèi)的油位不變化，所以不容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

（2）高溫過熱。正常運(yùn)行中的變壓器分接開關(guān)，長期浸在高于常溫的油中，會引起分接開關(guān)觸頭出現(xiàn)碳膜和油垢，引起觸頭發(fā)熱，觸頭發(fā)熱后又使彈簧壓力降低或出現(xiàn)零件變形等情況，又加劇了觸頭發(fā)熱，從而引起電弧短路，燒壞變壓器。

（3）本身缺陷。分接開關(guān)的質(zhì)量差，存在結(jié)構(gòu)不合理、壓力不夠、接觸不可靠、外部字輪位置與內(nèi)部實(shí)際位置不完 一致等問題，引起動、靜觸頭不完全接觸，錯(cuò)位的動、靜觸頭使兩抽頭之間的絕緣距離變小，引發(fā)相間短路或?qū)Φ胤烹姟?/p>

（4）人為原因。有的電工對無載調(diào)壓開關(guān)的原理不清楚，經(jīng)常調(diào)壓不正確或不到位，導(dǎo)致動、靜觸頭部分接觸或錯(cuò)位。

4.二次側(cè)短路

當(dāng)電網(wǎng)配電變壓器發(fā)生二次側(cè)短路、接地等故障時(shí)，二次側(cè)將產(chǎn)生高于額定電流 20～30倍的短路電流，變壓器一次側(cè)必然要產(chǎn)生很大的電流來抵消二次側(cè)短路 電流的消磁作用，大電流在一方面使變壓器線圈內(nèi)部將產(chǎn)生巨大機(jī)械應(yīng)力，致使 圈壓縮，主副絕緣松動脫落、線圈變形。另一方面由于短路電流的存在，導(dǎo)致一、二次線圈溫度急劇升高，此時(shí)如果一、二次保險(xiǎn)選擇不當(dāng)或使用鋁銅絲代替，可能很快使變壓器線圈燒毀。

二、電網(wǎng)配電變壓器的預(yù)防措施

1.做好運(yùn)行前的檢查測試

電網(wǎng)配電變壓器投運(yùn)前必須進(jìn)行現(xiàn)場檢測，1O00V和2500V兆歐表測量變壓器的一、二次繞組對地絕緣電阻（測量時(shí)，非被測量繞組接地），以及一、二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測量時(shí)的環(huán)境溫度。絕緣電阻的允許值沒有硬性規(guī)定，但應(yīng)與歷史情況或原始數(shù)據(jù)相比較，不低于出廠值的70%（當(dāng)被測變壓器的溫度與制造廠試驗(yàn)時(shí)的溫度不同時(shí)，應(yīng)換算到同一溫度再進(jìn)行比較）。

2.認(rèn)真檢查繞組

（1）匝間短路，吊心檢查，匝間短路處絕緣呈黑焦?fàn)?；測繞組直流電阻，三相電阻不平衡，短路相電阻?。辉诘蛪豪@組上施加10～20%的額定電壓試驗(yàn)，損壞點(diǎn)會冒煙。一般在后天運(yùn)行中匝間短路較少，因此應(yīng)對新投運(yùn)變壓器應(yīng)加強(qiáng)聲音及電壓電流檢查，提早發(fā)現(xiàn)并處理。

（2）繞組對地短路，用搖表測量繞組對地絕緣電阻，如阻值為零或接近零則為接地相。吊心檢查有無雜物，繞組與鐵心間的絕緣套管、絕緣紙板有無損壞，繞組是否變形。試驗(yàn)油的擊穿電壓值是否合格，應(yīng)正確用保險(xiǎn)絲的容量、接地電阻合格，定期緊固密封螺栓。

（3）相間短路，吊心外觀檢查，相間短路處絕緣呈黑焦?fàn)?；測繞組絕緣電阻，相間阻值為零或接近零；測量繞組直流電阻和變壓比，與出廠值和以往測量記錄做比較，即可判斷出繞組的損壞情況

3.合理配置避雷器，防止過電壓

（1）在配電變高壓側(cè)安裝HY5WS-17/50 型氧化鋅避雷器。在配變低壓側(cè)配電柜（箱）內(nèi)裝設(shè)HYI5W-0.28/1.3 型低壓金屬氧化物避雷器，這樣能有效防止低壓側(cè)線路落雷時(shí)，產(chǎn)生的正變換波對配變的影響，從而起到保護(hù)配變及其總計(jì)量裝置的作用。

（2）在配變的高壓側(cè)進(jìn)線和低壓側(cè)出線第一、二、三基桿上的絕緣子鐵腳進(jìn)行接地。當(dāng)雷擊在該線路上時(shí)，雷電入侵波便通過這些絕緣子鐵撞圈腳接地絕緣薄弱點(diǎn)而引入大地，使進(jìn)入配變繞組的過電壓幅值和陡度大大降低，起到削波減壓作用。

（3）降低桿塔的接地電阻，特別是有變壓器及避雷器的桿塔的接地電阻。一般而言，可以采用復(fù)合接地網(wǎng)來做，水平接地體在土壤中埋深0.6～0.8m，而垂直接地體則在水平接地體基礎(chǔ)上打入地中，深度一般2.5m，水平接地體一般采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50mm×50mm×5mm的熱鍍鋅角鋼，接地引上線采10mm 圓鋼或40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼（推薦采用扁鋼接地）。

4.正確調(diào)節(jié)分接開關(guān)

變壓器分接開關(guān)的選擇開關(guān)，雖然在調(diào)壓過程 中不參與切斷負(fù)荷電流，但每一 次切換選擇，要求動、靜觸頭都必須可靠接觸，且接觸的壓力和面積滿足通過負(fù)荷電流的要求，故應(yīng)采取如下步驟進(jìn)行：無載調(diào)壓時(shí)，先將變壓器停運(yùn)，測量一次繞組的直流電阻并做好記錄；打開分接開關(guān)罩，檢查檢查分接開關(guān)的檔位，扭動分接開關(guān)把手至所需的調(diào)整的檔位，測量分接開關(guān)變擋后一次繞組的直流電阻并做好記錄，對比兩次測量結(jié)果并檢查回路的完整性和三相電阻的均一性，檢查分接開關(guān)位置的正確性后并鎖緊，記錄分接開關(guān)變換情況，合格后恢復(fù)供電并測量變壓器低壓側(cè)電壓。

5.加強(qiáng)高低壓引線連接工藝

①加強(qiáng)巡視檢查，如發(fā)現(xiàn)引線接觸不良，及時(shí)緊固；②采用正確的連接工藝，如采用并帽法連接、銅鋁過渡連接、壓接，搪錫涂導(dǎo)電膏等措施；③采用新型線夾（接線端子），以增加接觸面，降低接觸電阻；④避免或減少過載運(yùn)行，營造好的散熱環(huán)境等；⑤導(dǎo)電桿通過電流達(dá)200A 時(shí)，最直接方法，就是配變引線連接螺絲的引線加裝固定支架，確保安全距離。

總之，隨著設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)化的不斷提高，對配電變壓器的運(yùn)行提出了高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的運(yùn)行準(zhǔn)則。因此，電網(wǎng)配電變壓器的故障問題能否得到及時(shí)、徹底的處理，也逐步成為衡量一個(gè)電力企業(yè)設(shè)備管理的重要技術(shù)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：淺談10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算

淺談10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算

摘 要:10kV配電系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的用電中，但在繼電保護(hù)配置及定值計(jì)算方面往往不完善，常發(fā)生故障時(shí)斷路器拒動或越級跳閘，影響單位用電和系統(tǒng)安全，因此完善配置10kV配電系統(tǒng)的保護(hù)及正確計(jì)算定值十分重要。文中主要介紹10kV配電系統(tǒng)的保護(hù)配置及定值計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞:10kV配電系統(tǒng)；繼電保護(hù)配置；整定計(jì)算

一、10kV配電系統(tǒng)的保護(hù)配置情況

大部分工廠企業(yè)及居民小區(qū)用電是10kV供電，并設(shè)置配電房，一般情況下一個(gè)配電房安裝一臺或二臺10kV/400V的配電變壓器，用380V/220V電壓供用戶用電，一次系統(tǒng)接線圖，如圖1。

用電單位的保護(hù)配置存在下面幾種情況：

1.10kV配電房單臺變壓器容量小于800kVA時(shí)，為了簡化和節(jié)省費(fèi)用，10kV側(cè)往往只裝環(huán)網(wǎng)柜，內(nèi)配設(shè)負(fù)荷開關(guān)和熔斷器，不裝設(shè)斷路器和繼電保護(hù)裝置，所以當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，只能靠熔斷器熔斷來保護(hù)變壓器。這種配置的缺點(diǎn)，一是變壓器沒有過載保護(hù)；二是熔斷器熔斷電流有分散性、時(shí)限不穩(wěn)定，容易發(fā)生越級跳閘，造成停電擴(kuò)大。

2.當(dāng)變壓器單臺容量大于800kVA及以上時(shí)，10kV側(cè)開關(guān)柜內(nèi)均裝設(shè)斷路器并配置繼電保護(hù)裝置，配置保護(hù)的型式有兩種：

①裝設(shè)GL-10系列反時(shí)限過電流繼電器，構(gòu)成過電流保護(hù)，電流定值可以從端子上做階梯狀調(diào)節(jié)，缺點(diǎn)是時(shí)限調(diào)節(jié)誤差較大，構(gòu)成上下級保護(hù)時(shí)限配合難度大。②裝設(shè)微機(jī)保護(hù)比較完善，具有過負(fù)荷保護(hù)信號、過電流保護(hù)和速斷保護(hù)作用跳閘，保護(hù)定值和時(shí)間調(diào)整比較精確和方便，建議推廣選用。

3.有些10kV專線工業(yè)用戶，主要用電負(fù)載是高壓電動機(jī)，如軋鋼和穿孔行業(yè)，其高壓電動機(jī)容量較大，有的達(dá)2500kW及以上。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會連續(xù)不斷地發(fā)生電動機(jī)短時(shí)（1～2s）的過載，因過載有隨機(jī)性，所以過電流保護(hù)常因定值及時(shí)限配合不當(dāng)使上一級即變電所出線開關(guān)(如圖1中B1)跳閘，造成整條10kV線路停電。如某鋼鐵企業(yè)一臺2500kW軋鋼電動機(jī)在軋鋼過程中，10kV側(cè)瞬間最大尖峰電流高達(dá)800A以上，遠(yuǎn)超過該線路變電所開關(guān)處的過流保護(hù)定值和時(shí)限。電力部門只好根據(jù)用戶生產(chǎn)的特點(diǎn)，調(diào)整保護(hù)定值和時(shí)限，以保證用戶用電的安全可靠。有的用戶使用大容量冷凍機(jī)，其10kV電動機(jī)容量達(dá)500～1000kW，起動電流經(jīng)限流后仍達(dá)到3.5倍額定電流。過電流保護(hù)的起動電流和時(shí)限也要現(xiàn)場試驗(yàn)確定。

所以對于10kV配電系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)不同容量和不同用電負(fù)載性質(zhì)來選配保護(hù)裝置和進(jìn)行定值計(jì)算。

二、10kV饋電線路保護(hù)配置

對10kV饋電線路，在變電所內(nèi)的出線開關(guān)B1處一般裝設(shè)微機(jī)型三階段式電流相間保護(hù)裝置，即過電流保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和電流速斷保護(hù)：

1.過電流保護(hù)：動作電流應(yīng)大于線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)載電流，要考慮外部故障切除后電壓恢復(fù)，電動機(jī)自起動及短時(shí)過載，電流繼電器能可靠返回等因素，其二次動作電流Idz為：

如果不考慮電動機(jī)自起動因素，其二次動作電流為：

式中：Kk—可靠系數(shù)，1.15～1.25,（一般取1.20）

（根據(jù)電動機(jī)的容量大小及啟動方式一般取1.5～3）Kzd—電動機(jī)自起動系數(shù)，Kh—電流繼電器的返回系數(shù)，0.85 KT—電流繼電器的變比

Ie MAX—線路最大負(fù)荷

電流保護(hù)時(shí)限取0.6～0.8s，保護(hù)范圍為整條10kV饋電線路長度并延伸到下一級。當(dāng)出現(xiàn)有電動機(jī)短時(shí)過載的情況時(shí)，過電流保護(hù)定值可參照前式計(jì)算。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)：應(yīng)保護(hù)線路全長的100%，動作電流取小于該線路末端二相短路電流值，時(shí)限比過電流保護(hù)小一個(gè)△t=0.3s。一般可取0.3～0.5s。二次動作電流

(3/2)?5500 Idz?..（Z系統(tǒng)小?Z線路）?Kk?KtZ.系統(tǒng)小—整個(gè)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下的阻抗標(biāo)幺值

Z.線路—10kV饋電線路全長的阻抗標(biāo)幺值，如架空線路等于0.4Ω/km×Lkm×(100/10.52),如電纜線路等于0.08Ω/km×LKM×(100/10.52)

5500—基準(zhǔn)容量100MVA下，10.5kV系統(tǒng)基準(zhǔn)線電流。Kk—可靠系數(shù)，一般取1.5左右KT—電流互感器的變比3.電流速斷保護(hù)：動作電流大于下一條線路始端短路時(shí)的最大短路電流整定。約保護(hù)線路全長的30%～50%，為速動動作。動作時(shí)間稍大于避雷器的放電時(shí)間，一般可整定于0.1～0.15s。二次動作電流：1.3～1.5—可靠系數(shù)5500—100MVA下，10.5kV時(shí)的基準(zhǔn)線電流Z*系統(tǒng)大—系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的阻抗標(biāo)幺值Z*線路—10kV饋電線路全長的阻抗標(biāo)幺值，等于，如電纜線路前面用0.08Ω/km（公式里改成km）KT—電流互感器的變比規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工40中國水能及電氣化2009.104.三階段式電流保護(hù)的時(shí)間配合：t過電流＞t限時(shí)速斷＞t速斷同時(shí)還要滿足：tB1過電流＞tB2過電流＞tB3過電流及tB4過電流

三、用戶10kV配電變壓器保護(hù)配置一般用戶單臺配電變壓器在10kV側(cè)開關(guān)B3（B4同）處裝設(shè)保護(hù)為：1.過負(fù)荷保護(hù)：二次動作電流Idz應(yīng)躲開變壓器的最大負(fù)荷電流Ie MAX。時(shí)限選擇應(yīng)大于瞬時(shí)過載時(shí)間，避免短時(shí)過載時(shí)發(fā)信號。Kk—可靠系數(shù)1.05Kh—返回系數(shù)0.85t＝５～９s，發(fā)告警信號Ie MAX應(yīng)根據(jù)變壓器過載原則確定的最大負(fù)荷電流2.過電流保護(hù)：防御低壓側(cè)（400V側(cè)）發(fā)生相間短路引起變壓器的過電流。一般避開最大負(fù)荷電流就可以了。二次動作電流Kk=1.25—可靠系數(shù)保護(hù)時(shí)限t=0.5s，保護(hù)動作時(shí)斷開變壓器兩端電源開關(guān)，保護(hù)范圍為變壓器高低壓線圈，400V系統(tǒng)大部分，如果負(fù)載有出現(xiàn)象上述軋鋼電動機(jī)短時(shí)過載那樣的情況，應(yīng)把定值和時(shí)限適當(dāng)放大，避免正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生跳閘。3.電流速斷保護(hù)：作為變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，整定值應(yīng)大于400V出線母線短路電流，僅保護(hù)變壓器的內(nèi)部大部分，和變壓器瓦斯保護(hù)配合。二次動作電流保護(hù)時(shí)限t=0s，斷開配變二端電源開關(guān)Kk=1.3～1.5—可靠系數(shù)5500A—100MVA下10.5kV時(shí)的基準(zhǔn)線電流。Z*系統(tǒng)大由電力部門提供Z*線路=Zo×L×（100/U 2e）Z*配變=UK/SeZo—每公里電抗數(shù)當(dāng)10kV架空線路時(shí)為0.4Ω/km當(dāng)電纜線路時(shí)為0.08Ω/kmL—長度（公里）Ue—額定線電壓（kV）Se—配變額定容量（MVA）KT—電流互感器的變比4.瓦斯保護(hù)：是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)。一般800kVA及以上的充油變壓器都裝設(shè)瓦斯保護(hù)，干式變壓器沒有瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是瓦斯繼電器，分重瓦斯保護(hù)和輕瓦斯保護(hù)。重瓦斯保護(hù)：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生線卷短路及單相接地時(shí)產(chǎn)生電弧及大量氣體，使油流速增大情況下繼電器動作，作用于跳閘。輕瓦斯保護(hù)：由于變壓器油內(nèi)積存空氣，及發(fā)生輕微故障產(chǎn)生氣體時(shí)，輕瓦斯保護(hù)動作，作用于報(bào)警。

四、用戶10kV配電房保護(hù)配置及整定計(jì)算案例某用戶的10kV配電房一次系統(tǒng)接線圖，如圖2。1.已知參數(shù)1#變壓器(SG-10)：1600kVA，10kV/400V，Uu%=6.09%。2#變壓器未安裝。在10kV進(jìn)線控制柜H1和主變控制柜H4均裝設(shè)SEPAM S20綜合微機(jī)保護(hù)裝置。H1柜CT變比300/5，H4柜CT變比150/5。10kV進(jìn)線電纜YJV-223×240，1km。經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)至變電所10kV母線處阻抗為：Z*系大=0.37418，Z*系小=0.4258。變電所出線饋電線路過電流保護(hù)時(shí)限0.8s。2.變壓器控制柜H4（H3同）保護(hù)計(jì)算：(1)過流保護(hù)：（1600kVA一次電流Ie=92.4A）41圖 12k0V系統(tǒng)接線圖取T=0.2～0.3s如果考慮電動機(jī)自起動因素或短時(shí)過載，其動作電流還需乘以電動機(jī)自起動系數(shù)Kzq(一般Kzq取1.5～3)Kk—可靠系數(shù)1.25Kh—返回系數(shù)0.85KT—電流互感器的變比150/5=30(2）速斷保護(hù)：主變阻抗：電纜長度：1km，YJV-22 3×240電纜阻抗：（下轉(zhuǎn)第52頁）規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工52中國水能及電氣化2009.10片進(jìn)行銅鋁過渡搭接，鋁排50℃持續(xù)工作環(huán)境長期允許載流量為：Ixu=K2×K0×I=1.13×0.66635×2613=1967.5A兩臺水輪機(jī)組額定負(fù)荷、額定電壓、額定功率因數(shù)并列運(yùn)行時(shí)候的電流：Ig=2×Ie=2×916.4=1832.8A根據(jù)以上計(jì)算得出：Ixu＞Ig鋁排在機(jī)組帶額定負(fù)荷、額定功率因數(shù)下的允許最高溫升：Ig=K0×I即1832.8=0.149×（70－T）1/2×2613T=47.87℃根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)合巨型鋁母線長期允許工作溫度＋70℃，集膚效應(yīng)系數(shù)小、散熱條件好，排除鋁排因溫升變化引起的風(fēng)動效應(yīng)而產(chǎn)生的雜音。因大電流母線的周圍空間存在著強(qiáng)大的交變磁場，對于其中的鋼鐵結(jié)構(gòu)母線橋架、吊架、絕緣子的金具、支持母線結(jié)構(gòu)的鋼梁、防護(hù)罩、混凝土中的鋼筋及接地網(wǎng)，由于渦流和滯損耗而發(fā)熱；同時(shí)在鐵出線母線橋構(gòu)成閉合磁路，感應(yīng)產(chǎn)生環(huán)流而加劇發(fā)熱，使得母線橋架的損耗和發(fā)熱隨著出線母線工作電流的增加而急劇增大，現(xiàn)場表現(xiàn)為母線橋架外表的溫度和電流雜音隨負(fù)荷電流的增加而加大，根據(jù)這些特征判定出線母線橋架出現(xiàn)的現(xiàn)象為環(huán)流引起的現(xiàn)象。

三、故障處理依據(jù)分析、判斷,故障為環(huán)流引起的電流雜音和溫升現(xiàn)象，將母線橋架一面采用非磁性材料鋁柵代替原來的鐵皮密封面板，同時(shí)將固定吊架與橋架用絕緣橡膠隔離，加強(qiáng)吊架的引接接地，實(shí)行人為斷開原鐵出線母線橋架閉合回路，隔斷閉合磁路，阻斷感應(yīng)電流的產(chǎn)生。這一系列技術(shù)措施實(shí)施后，將機(jī)組總負(fù)荷從零逐步升到額定負(fù)荷16000kW，反復(fù)多次運(yùn)行試驗(yàn)，原電流雜音消除，測量橋架外最高溫度為38℃，出線母線橋架原故障現(xiàn)象消除，設(shè)備運(yùn)行至今一年未發(fā)現(xiàn)原來的現(xiàn)象，保障設(shè)備的安全運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：【1】戈東方等，電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊：北京水利水電出版社，1989.（上接第41頁）系統(tǒng)阻抗：Z*系大=0.37418取T=0.05～0.1sKk—可靠系數(shù)1.4(3)過負(fù)荷保護(hù)：取T=5～9s3.進(jìn)線控制柜H1保護(hù)計(jì)算：由于2#變壓器未安裝，所以H1柜可與H4柜整定相同，但時(shí)間應(yīng)取大一些。(1)過流保護(hù)（不考慮電動機(jī)自起動因素）：t=0.5～0.6s(2)速斷保護(hù)：Idzj進(jìn)線=7700/(4.1972×60)=30.6At=0.15～0.2s如果2#變壓器已安裝，應(yīng)按1#、2#變壓器的總?cè)萘縼碛?jì)算整定值。

第五篇：10kv配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常用方案及整定計(jì)算

10KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常用方案及整定計(jì)算

為保證選擇性、可靠性，從區(qū)域站10KV出線、開關(guān)站10KV進(jìn)出線均選用定時(shí)限速斷、定時(shí)限過流。保

護(hù)配置及保護(hù)時(shí)間設(shè)定。

一、整定計(jì)算原則：

1.需符合《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50062-92等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應(yīng)嚴(yán)格保障。

二、整定計(jì)算用系統(tǒng)運(yùn)行方式：

1.按《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（能源電[1993]228號）第4.7.1條和4.7.2條：為了取得合理的經(jīng)濟(jì)效益，城網(wǎng)各級電壓的短路容量應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運(yùn)行方式等方面進(jìn)行控制，使各級電壓斷路器的開斷電流以及設(shè)備的動熱穩(wěn)定電流得到配合，該導(dǎo)則推薦10KV短路電流宜為Ik≤16KA，為提高供電可靠性、簡化保護(hù)、限制短路電流，110KV站兩臺變壓器采用分列運(yùn)行方式，高低壓側(cè)分段開關(guān)均采用備用電源自動投入。

2.系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗小的電源供電，本計(jì)算稱方式1。

3.系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗大的電源供電，本計(jì)算稱方式2。

4.在無110KV系統(tǒng)阻抗資料的情況時(shí)，由于3～35KV系統(tǒng)容量與110KV系統(tǒng)比較相對較小，其各元件阻抗相對較大，則可認(rèn)為110KV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量為無限大，對實(shí)際計(jì)算無多大影響。

5.本計(jì)算：基準(zhǔn)容量Sjz=100MVA，10KV基準(zhǔn)電壓Ujz=10.5KV，10KV基準(zhǔn)電流Ijz=5.5KA。

三、10KV系統(tǒng)保護(hù)參數(shù)只設(shè)一套，按最大運(yùn)行方式計(jì)算定值，按最小運(yùn)行方式校驗(yàn)靈敏度（保護(hù)范圍末端，靈敏度KL≥1.5，速斷KL≥2，近后備KL≥1.25，遠(yuǎn)后備保護(hù)KL≥1.2）。

四、短路電流計(jì)算：110KV站一臺31.5MVA，10KV 4Km電纜線路（電纜每Km按0.073，架空線每Km按

0.364）=0.073×4=0.29 10KV開關(guān)站1000KVA：（至用戶變電所電纜長度只有數(shù)十米至數(shù)百米，其阻抗小，可忽略不計(jì)）。

五、整定計(jì)算：

1.開關(guān)站出線（10DL）：當(dāng)變壓器采用過電流而不采用差動保護(hù)時(shí)，其電源線路較短時(shí)，例如電纜長度小于3Km時(shí)，采用線路--變壓器組保護(hù)裝置（即線路與受電變壓器保護(hù)共用）。

A.速斷動作電流：躲過變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流：t=0S

靈敏度校驗(yàn)：

B.過流保護(hù)動作電流：躲過可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流，如干變按Kgh=1.5，如大的風(fēng)機(jī)、水泵等啟動電流，按實(shí)際換算到10KV側(cè)電流，Kgh可能為1.2、1.3等，微機(jī)保護(hù)按廠家提供資料，返回系數(shù)Kh=0.95。，t=0.3S 靈敏度校驗(yàn)：

如靈敏度不夠，改為低電壓閉鎖的過電流保護(hù)，電流元件按躲開變壓器的額定電流整定，而低電壓閉鎖元件的起動電壓則按照小于正常情況下的最低工作電壓及躲過電動機(jī)自起動的條件來整定。

C.對變壓器超溫，瓦斯保護(hù)需跳閘者，變壓器高壓側(cè)設(shè)負(fù)荷開關(guān)帶分勵(lì)脫扣器，作用于跳閘。

2.開關(guān)站進(jìn)線(8DL)：

按規(guī)范可不設(shè),本方案設(shè)的目的作為出線保護(hù)及其相關(guān)元件故障如電磁線圈斷路而拒動時(shí)的后備保護(hù)及3～

10KV母線的保護(hù)。

A.限時(shí)速斷動作電流:同開關(guān)站所有出線的最大一臺變壓器速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1，t=0.3S 靈敏度校驗(yàn)：

B.時(shí)限過流動作電流:，t=0.6S 靈敏度校驗(yàn)：

3.區(qū)域站10KV出線(5DL):

A.限時(shí)速斷動作電流:同開關(guān)站出線(8DL)限時(shí)速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1,，t=0.4S 靈敏度校驗(yàn)：

B.時(shí)限過流動作電流:躲過線路過負(fù)載電流(如大電動機(jī)啟動電流,某些實(shí)

驗(yàn)時(shí)的沖擊電流等)，t=0.7S 靈敏度校驗(yàn)：

4.區(qū)域站10KV分段開關(guān)(2DL):

僅設(shè)充電保護(hù),按躲開10KV母線充電時(shí)變壓器勵(lì)磁涌流,延時(shí)t=0.2S動作,充電后保護(hù)退出。，t=0.2S 靈敏度校驗(yàn)：

5.開關(guān)站10KV分段開關(guān)（7DL）：

同2DL原則，t=0.2S 靈敏度校驗(yàn)：

6.開關(guān)站出線帶2臺及以上變壓器：

A.速斷動作電流：躲過中最大者，t=0S

B.時(shí)限過流動作電流：躲過線路過負(fù)載電流，t=0.3S。

7.區(qū)域站至住宅小區(qū)供電線路（單線單環(huán)或雙環(huán)、開環(huán)進(jìn)行）：

A.限時(shí)速斷動作電流：同6.A原則，t=0.4S(同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合）。

B.時(shí)限過流動作電流：同6.B原則，t=0.7S（同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合）。

8.區(qū)域站主變低壓側(cè)開關(guān)1DL、3DL: 設(shè)過電流保護(hù)（作為主變低后備保護(hù)，10KV母線保護(hù)及出線遠(yuǎn)后備保護(hù)），其動作電流按躲過主變的最大負(fù)荷電流（當(dāng)一臺主變故障或檢修時(shí)的負(fù)荷電流及電動機(jī)啟動等），對K-2點(diǎn)要求KL≥2,對K-3點(diǎn)要求KL

≥1.2。

保護(hù)為一段二時(shí)限，第一時(shí)限1.1S跳10KV分段開關(guān)，第二時(shí)限1.5S跳本側(cè)開關(guān)。

9.關(guān)于時(shí)間級差說明：

A.對微機(jī)保護(hù)，開關(guān)站△t為0.3S，對區(qū)域站為提高可靠性△t為0.4S。

B.對電磁繼電器保護(hù)，選精度較好的時(shí)間繼電器，△t在開關(guān)站，區(qū)域站△t均為0.4S。

10.為避免CT飽和，可采用保護(hù)與測量CT分開，用不同的變比，如保護(hù)用300/5A等。

11.對10KV中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中的單相接地故障：

A.在10KV母線上，裝設(shè)接地監(jiān)視裝置，作用于信號。PT開口三角電壓繼電器整定值：Udz=15V，為避免鐵磁諧振，在開口三角上設(shè)一個(gè)微機(jī)型消諧器。

B.區(qū)域站、開關(guān)站10KV出線較多，設(shè)微機(jī)小電流接地信號裝置，可迅速判別某出線單相接地故障（對微機(jī)保護(hù)，10KV小電流接地選線功能通過各10KV間隔的監(jiān)控保護(hù)實(shí)現(xiàn)，無需專門的裝置）。

六、自動裝置設(shè)定：

1.10KV架空出線重合閘：動作投入時(shí)間1S。

2.備用電源自動投入：

A.區(qū)域站10KV分段開關(guān)（2DL）自動投入時(shí)間：

a.t=110KV橋開關(guān)備自投時(shí)間+0.4S；

b.t=主變高后備動作時(shí)間+0.4S；

c.取a與b的最大值。

B.各開關(guān)站10KV分段開關(guān)備自投時(shí)間=2DL備自投時(shí)間+0.4S

C.備自投動作電壓：

工作電源失壓動作電壓：25V(PT二次側(cè)電壓）

備用電源監(jiān)視動作電壓：70V(PT二次側(cè)電壓)

七、結(jié)束語：本方案經(jīng)多年運(yùn)行考驗(yàn)，符合可靠性、速動性、選擇性、靈敏性四性原則，對區(qū)域站，動作時(shí)間小于1S，保證了10KV各設(shè)備和線路的熱穩(wěn)定，同反時(shí)限過流相比，動作時(shí)間準(zhǔn)確、誤差小、容易整定、選擇性好。多次動作，未出現(xiàn)誤動情況，保證了供電的可靠性。

參考文獻(xiàn)

1.《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50062-92 2.《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》能源電[1993]228號

3.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編第2版