6kV中压系统继电保护测试和评估

6kV中压系统继电保护测试和评估

张慧强

中国核电工程有限公司北京100048

摘要：6kV厂用电系统微机继电保护装置的应用，彻底解决了原二次系统设备落后，可靠性差，二次回路复杂凌乱，自动化水平低，维护工作量大等问题。计算机优越的存储能力，可以方便地获取继电保护所需要的故障分量并准确地予以保持；计算机强大的运算能力，可以实现以往一些模拟式保护装置无法实现的复杂保护动作特性自适应性的定值或特性改变以及良好的自检功能新技术，降低了设备维护强度，同时维护人员也掌握了先进的微机继电保护技术，提高了业务技能，为以后同类设备技术改造积累了经验，微机继电保护装置的应用，保护配置全面，记忆功能强大，对今后准确分析事故，制定防范措施提供了依据。随着更加安全稳定可靠的微机保护装置应用到供电系统中，相信凭借其稳定的性能、完善的配置和高可靠性能，必将给电力系统带来更大的发展。

关键词：6kV中压系统；继电保护；测试和评估

1.继电保护装置的正确配备

在对电厂企业进行安装继电保护时，首先要熟知该电厂供电系统的运行特点再进行配备。6kV供电系统所规定的是小接地电流。所以保护装置只需安装单相接地漏电保护和相间短路保护两个。此外针对于井下供电系统来说，由于其作业条件的特殊性，对于低压供电系统来说，也要按照简单方便、安全的原则安装继电保护。

1.1电厂6kV地面供电系统的继电保护

（1）电源线：过电流保护。

（2）馈出线路：①电流迅速断电保护；②过电流保护；③选择性检测漏电保护。

（3）电力电容器

①在电力电容器与断路器之间需要安装电流迅速断电保护装置。

②针对电力电容器内部发生的故障，以往主要是给每组或每台电容器安装熔断器进行保护，但发现这样保护存在一定的缺陷，现在更多是采用横差或者差流式保护装置。

（4）母线：①电流迅速断电保护；②带有时间限制的过电流保护。

（5）配电变压器

①在180kVA以下一次侧，主要是借助熔断器来做短路的保护，二次侧需要安装自动开关来调整单相短路的保护。

②在180～320kVA之间，一次侧仍旧是借助熔断器进行短路保护，二次侧则利用零序过电流来做单相短路的保护。

③在400kVA以上，一次侧需要利用过电流和电流迅速断电装置进行保护；二次侧借助零序过电流来保护。

④1000kVA以上，直接安装瓦斯来保护。

1.2井下供电系统的继电保护

（1）高压馈出线：①失压保护；②若利用GL型断电器，可借助电流迅速断电进行保护，过电流保护。若利用瞬时动作脱扣器时，只需要过电流保护；③漏电保护。

（2）低压馈出线：①过电流保护；②检查漏电保护。

2.合理确定整定方案的计算

在供电系统继电保护中，整定方案的计算主要包括两部分。一是系统短路电流，二是保护定值。计算主要是根据整个电网系统和电厂供电系统的实际运行情况，确保继电保护的运行符合快速、灵活、安全、可靠的基本要求，再详细分析所有数据后方可确定，在确定整定方案时要主要以下几个问题：

2.1运行方式

为了确保电厂能够安全进行供电，通常情况下，变电所中电源线的运行方式为分列运行，母线实行分段运行，但要时刻注意回路发生故障时的负荷分配问题。所以，两回路电源线的变电所，对每一回路都要根据变电所的总体电荷计算继电保护。三回路电源线的变电所若有一回路发生故障时，其它两回路电源线负荷会发生不均衡分配，则每一回路的继电保护可根据该变电所的总体负荷电流的60%来计算。

2.2继电保护的配合

2.2.1时限的配合

（1）时限级差可根据继电保护器的类型进行选取。在工作中往往会出现在这样的现象：变电所与电源的距离较远，中间接入很多级开关；电力主管部门不允许增多继电保护的时限。为了更好的处理这里问题，在跳闸但不延长停电时间的限制下，计算时进行适当的合并，减少部分级数，这样做的后果是整个线路的某一段损失掉，但是对于整个系统来说仍旧有选择性。这种办法经过现场证明是合理的。

（2）在以前的供电系统中，继电保护一般都是用电磁式的时间继电器，能够调整的时间范围较小，后来采用SSJ高精度的时间继电器，这种继电器是使用上、下两级时间限制来配合进行，使得级差能够控制在合理的范围内。

2.2.2动作电流的配合

Kp=（IdzI/IdzII）≥1.1①

式子中Kp代表配合系数

IdzI代表上级保护动作电流（A）

IdzII代表下级保护动作电流（A）

在确保用电设备运行正常的基础上，尽可能地降低保护的动作电流值，来增强上下级之间保护的选择性。

2.3公式在实际中的运用

以6kV供电系统继电保护的整定计算来说明。

过电流保护的动作是：

Idz=Kk?KjcIjm/Kf?nc②

式子中Kk代表可靠系数Dz型继电器取1.2，GL型继电器取1.4。

Kjc代表接线系数若继电器接入为1时，接地相差是：

Kf代表返回系数，取0.85

Nc代表互感器变化

II代表保护线最大尖峰时的工作电流。

采用上述公式进行计算，会有如下问题：在设定的范围里选择可靠系数，但是无法避开启动电流；如果总体负荷不大，当个大容量机器会出现这些情况，因此可采用：

（1）根据满足设备的启动条件进行工作电流的计算。②式子中Igm可以用启动设备的启动电流加上其他设备的电流一起带入Kk。

（2）根据满足条件的自启动条件对动作电流进行计算。②式子中Igm代入线路最大工作的电流，在Kk=3的的区域内选择更小的可靠系数。

（3）在（1）和（2）的计算中，取较大值作为过电流保护的整定值，来校验灵敏系数。

3.继电保护的检验

（1）虽然继电保护装置在出厂时候已经检验过，但是由于包装不好或者运输途中发生振动都有可能导致元件发生损坏，因此，对于新安装的继电保护装置要严格进行检验。

（2）正在工作中的继电保护由于运行状态的变化和环境的影响，也应该定期检验。根据规定，通常一年要检修一次。按照现行继电保护的工作情况，适当增加重要部位的检验次数。

（3）对那些大型不防爆防潮的设备来说，如井下的中央变电所要先制定好安全措施再进行继电保护的检验，工作面变电所的防爆开关的全部项目进行检验时要尽量在地面进行，对于单项进行检验时要确保有安全措施后再在井下进行。

3结论

近年来，随着科技的进步，微机继电保护技术取得了长足的发展。与传统的机械和电磁式继电保护相比，微机继电保护具有维护调试方便可靠性高、灵活性大、保护性能高等特点。在应用方面，其向高可靠性、简便性、灵活性和动作过程透明化方向发展，而发电厂6kV厂用电系统是发电厂一个最重要的组成部分，也是保证供电网安全运行的重要因素，本文将以发电厂6KV厂用电系统为研究对象，对其微机继电保护技术进行深入的研究。

参考文献：

[1]刘玉邦.6kV中压系统继电保护测试和评估[D].上海交通大学,2007.

[2]黄维沙.对电力系统中继电保护测试的探讨[J].大科技:科技天地,2011(15):303-304.

[3]孙彦.微机继电保护测试仪的研发[D].华中科技大学,2011.