探讨10kV配电线路继电保护

来源:用户上传      作者:

  摘要:配电线路是电力输送的终端,是电力系统的重要组成部分。配电线路具有点多、面广、线长、走径复杂、设备质量参差不齐的特点,而且受气候、地理环境的影响较大,配电线路又直接面对用户端,供用电情况复杂,这些都直接或间接影响着配电线路的安全运行。所以电气故障的发生无法完全避免。当系统中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,往往造成电气线路的致命損坏,甚至可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏。
  关键词:10KV配电线路;继电保护;电力系统
  10KV配电线路是电力系统中的一个主要组成部分,是电能传输的一个重要途径,其安全性、稳定性以及可靠性,与电力公司的经济效益和人们日常生活用电直接相关。因此,为了确保10KV配电线路的正常运行,就要保证其继电保护装置运行的可靠性。
  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 继电保护的基本原理
  当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时,能够向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备,一般通称为继电保护装置。
  继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理;也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高,构成了瓦斯保护动作的原理。大多数情况下,无论反应哪种物理量,继电保护装置都包括测量部分和定值调整部分、逻辑部分、执行部分。
  3 继电保护在电力系统中的作用
  (1)当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求。
  (2)反映电气设备的不正常工作情况,根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。
  4 1OkV配电线路对继电保护装置的要求
  继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求,这四“性”之间紧密联系,既矛盾又统一。1OkV配电线路对继电保护装置主要有以下几个方面的要求:
  (1)可靠性是指保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误,同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效,以提高保护的可靠性。可靠性是对继电保护装置性能的最根本要求。
  (2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。
  (3)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数,各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求,通过继电保护的整定实现。
  (4)速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合阐和备用电源或备用设备自动投入的效果等。
  5 提高继电保护可靠性的基本措施
  保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时,它不应该拒绝动作,而在任何其它该保护不应该动作的情况下,也不能错误动作。
  提高1OkV配电线路继电保护可靠性的基本措施主要有:加强可靠性管理,提高可靠性管理水平;重视技术进步,根据供电可靠性的要求不断提高设备装备水平;采取有效措施,增强事故处理能力和处理效率;加强对用户的安全管理,减少因用户原因造成的系统故障;提高全社会对电力设施的保护意识,减少因外力破坏造成停电事故的发生。
  4 10kV配电线路的不正常工作状态及故障分析
  4.1 不正常工作状态及危害
  1OkV配电线路的不正常运行状态主要有以下几种:
  4.1.1 过电流
  过电流,也称过负荷,即负荷超过电气设备的额定值,是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷,使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高,加速绝缘的老化和损坏,极有可能发展成为故障。
  4.1.2 电压升高超过额定值
  1OkV电缆线路在过电压情况下很容易烧断。在中性点不接地系统同时发生单相接地时,非接地的两相电压升高3倍,很可能使绝缘薄弱的环节击穿发生事故。
  4.1.3 电压降低
  在电网电压降低的恢复过程中接在线路上的电动机都要自起动而吸收很大的起动电流,从而延长了电压恢复时间,使自起动的条件变坏,甚至使自起动成为不可能。低压运行会使电动机电流升高而烧毁。
  4.1.4 电力电缆绝缘老化
  当电力电缆经长时间运行绝缘水平下降,极易发生一点或两点击穿而导致事故。
  4.2 常见短路、断线故障及危害
  在中性点不接地系统中故障的主要形式是各种相间短路:三相短路、两相短路、两相接地短路,其中最严重的故障是三相短路。短路故障的危害严重:短路电流可达额定电流的几倍至几十倍,使故障支路内的电气设备遭到破坏或缩短其寿命;短路电流引起的强烈电弧可能烧毁故障元件或周围设备等;短路时系统电压大幅度下降,破坏用户的正常工作,严重时可能引起电压崩溃,造成大面积停电;短路故障可能引起系统振荡,甚至系统的瓦解。另外输电线科技路还可能发生断线故障。三相电压不对称引起的负序电流造成三相电动机电流不对称,引起过热,负序磁场还使转子损耗加大,最小转矩减小,使电机效率、过载能力降低。
  4.3 故障分析
  电力系统故障可分为暂时性故障和永久性故障。暂时性故障是指故障线路断开电源电压后,故障点的绝缘强度能够自行恢复,如果重新将此线路合闸,线路将能够恢复正常运行的情况。产生这类故障的原因有雷电引起的绝缘子表面闪络,大风引起树枝碰线等。所谓永久性故障是指在断开电源电压后,故障仍然存在的情况。这类故障的产生原因有绝缘子的击穿或损坏,线路倒杆,电缆线路绝缘击穿,两相线路之间金属性短接,线路某处断线,人为误操作等。
  4 结语
  lOkV配电线路是电力系统的一部分,它能否安全、稳定、可靠的运行,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安全正常的运行。继电保护装置就是由继电器来组成的一套专门的自动装置,在供电系统中用来对系统进行监视、测量、控制和保护。为了确保l0kV配电线路的正常运行,对配电线路的继电保护进行研究是十分必要的。
  参考文献:
  [1]樊祥叶.高速铁路10kV配电所继电保护的研究[J]. 上海铁道科技,2011(3):27-28.
  [2]吴少强. 10KV配电线路继电保护的对策与发展[J]. 科技论坛,2012(4):43-43.
  [3]罗志勇.10KV配电线路常见故障原因及预防[J].中国电力企业管理.2011(12).
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14865272.htm

服务推荐