10kV配电线路保护误动原因分析张巍巍

10kV配电线路保护误动原因分析张巍巍

张巍巍

（国网河南省电力公司开封市祥符供电公司河南开封475100）

摘要：随着我国经济的快速发展，电力系统的建设规模不断扩大，对10kV供电系统提出的要求越来越高、越来越严格，然而出现的各种故障也呈上升趋势，对社会经济发展和人们生活质量产生了一定的影响。目前，智能电网在我国正处于大规模建设阶段，一大批融合了新技术的智能二次设备相继投入电网运行，二次设备质量的参差不齐影响了继电保护的可靠动作。10kV线路保护误动，对于10kV电网来说是重大安全隐患，如果供电安全可靠性得不到保障就会引发严重的安全事故，因此，必须加强对10kV线路保护的运行管理，防止保护误动发生。

本文分析了10kV配电线路存在的问题，提出改进方案，为10kV配电线路正常运行提供保障。

关键词：10KV配电线路；保护误动；原因分析

引言

电力系统继电保护及自动装置主要是依据电力系统中电流、电压的变化作出相应动作，在设计前期，为尽可能提高逻辑运算结果的准确性，并没有过多地考虑涌流问题。但在电力系统运行过程中，发现励磁涌流对其稳定运行产生了很大的影响，特别是在10kV线路开关合闸过程，出现多起线路保护误动作事故。如果不采取措施解决变压器励磁涌流问题，将导致继电保护装置误动作，直接影响继电保护装置运行的稳定性，进而影响电能的输送，甚至威胁整个电力系统的安全稳定运行。

110kV线路保护存在的问题

在电网运行过程中，发生过多次10kV配电线路在停电或跳闸后恢复送电时，过流保护动作跳闸，自动重合闸不成功，手动试送过流保护又动作跳闸，经过全线路检查未发现任何问题，找不到故障点。研究发现，随着电网电力负荷的快速增长，10kV线路挂接的小容量配电变压器数量剧增，合10kV线路开关瞬间，各配电变压器产生的励磁涌流相互叠加，再加上电动机自启动电流等原因，造成线路保护动作跳闸而无法送电。

10kV线路一般采用三段式电流保护，即Ⅰ段瞬时电流速断保护、Ⅱ段限时电流速断保护、Ⅲ段过电流保护。作为配电线路的主保护，要求电流速断保护具有足够的灵敏度，无法完全按照躲过励磁涌流校验，因此，I段瞬时电流速断保护动作电流往往取值较小。当10kV线路长、分支线路多、挂接配电变压器多时，励磁涌流峰值很大，由于I段瞬时电流速断保护动作时限为0s，合闸后，励磁涌流起始值可能大于I段瞬时电流速断保护装置定值，出现电流速断保护误动。

为躲过励磁涌流，整定计算时，在与主变后备保护定值匹配的前提下，可适当调大电流速断保护定值。研究表明，励磁涌流的大小将随时间增加而衰减，开始涌流很大，一段时间后涌流衰减为零，一般经过7～10个工频周波后，涌流即可衰减到可忽略的范围。当涌流衰减到零时，线路中的电流值接近线路的负荷电流，流过保护装置的电流为线路负荷电流。为防止励磁涌流引起保护误动作，可通过提高I段电流速断保护装置定值、延长动作时间来躲励磁涌流，通常在I段瞬时电流速断保护回路加入0.15～0.2s延时。

该方法的最大优点是不用大范围改造保护装置，只做简单修改定值，可有效避免电流速断保护误动。但存在如下问题：I段电流速断保护装置定值加大，影响灵敏度；延长动作时间，缩短保护范围，增加故障切除时间，在线路出口故障时将对变压器及10kV线路设备产生巨大危害。

对10kV配电线路检修作业结束后恢复送电时，保护跳闸及线路发生故障重合不良时，采取的措施是拉开10kV线路分歧开关，线路送电后，分别送各分歧开关，通过合理分段和分配负荷，控制一次合闸送电容量，分级送电，使I段瞬时电流速断保护躲过励磁涌流的冲击。但在实际操作过程中，拉分歧开关分别送电，需要大量作业人员相互配合，浪费人力且不安全。

2防范措施

2.1基础防范

（1）加强检修人员的培训力度，提高生产一线人员的技术素质；

（2）选择设备时要认真审核厂家的资质，严把设备质量关，尽量统一设备型号，这样便于维护和管理。

2.2制度管理方面的措施

（1）严格把控好对设备的验收和管理，保证介入配电网的设备合格率，同时还要规范设备验收和交接关节，从基础环节做好制度规范。

（2）规范并完善缺陷管理制度、检修管理制度、停电审批制度，制定有效的闭环式管理机制，对配电网进行定期故障检查，及时排除设备缺陷，保证电网运行的平稳性，减少由于设备自身缺陷导致的配电网跳闸故障。

（3）及时的了解设备运行状况，制定合理的巡回检查机制，做到发现问题解决问题，不遗漏，降低隐患。

（4）落实好配电网各项管理规范，从细节做起，明确责任，完善工作标准。并且还要注重加强相应技术人员的各项管理意识以及个人素养，保证其能高质量、高效率的完成配电网中的各项工作任务，切实的提高供电网络的可靠性和平稳性。

2.3改进方案

2.2.1改进方案1

在10kV线路保护增加二次谐波制动闭锁保护功能，可在不改变原有定值的基础上，区别故障电流和励磁涌流。励磁涌流含有大量的二次谐波，变压器的差动保护就是利用这个特性，设定二次谐波制动来防止励磁涌流引起保护误动作。若在10kV线路保护中，增加二次谐波制动闭锁保护功能，当配电线路故障时，无二次谐波产生，不闭锁保护，但当配电线路中产生励磁涌流时，迅速闭锁线路保护功能，可避免由于变压器励磁涌流引起的保护误动作。

2.2.2改进方案2

随着电网建设的不断扩大，10kV配电系统所带负载不断增加，故障时短路电流也随之变大，当线路出口处发生短路时，短路电流很大，使变压器二次侧受到大电流冲击，因此，需要设置特殊段定值来闭锁重合闸。当线路出口故障时，短路电流可达到TA一次额定电流的几十倍，此时要闭锁重合闸，防止重合闸动作再次合于故障，使变压器受大电流冲击而烧损。

2.2.3改进方案3

在变电站线路出口附近发生故障，断路器失灵时，要由变压器后备保护来切出故障，变压器后备保护整定时间为2.2s。由于线路出口附近发生故障短路电流很大，故障切出时间长(2.2s)，将导致变压器及一次设备烧毁等事故，因此，需在10kV线路保护加装出口故障断路器失灵判别功能，并与变压器后备保护相结合构成线路出口故障失灵保护。线路出口故障断路器失灵的特点是出口跳闸后，短路电流大，且不消失，根据该特点，在线路保护中加装用于判断出口故障的特殊段定值和保护动作出口构成与的关系，当二者同时自动缩短变压器后备保护动作时间时，直接跳主变压器，可有效防止线路出口故障时，断路器失灵切出故障时间长所产生的危害。

结语

10kV供电系统是电力系统的重要组成部分，其能否安全稳定运行，关系到电能的正常输送及整个电力系统的稳定可靠。如何解决10kV线路中出现的各种故障，减少事故的发生，确保电网安全运行，已成为继电保护专业人员工作的重中之重。因此，我们要选择合理的方案，为10kV配电系统正常运行提供保障。

参考文献

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