6kV供配电系统的继电保护研究

6kV供配电系统的继电保护研究

申兴东

（乌鲁木齐石化公司新疆乌鲁木齐830019）

摘要：科学技术的发展使很多供电设施都实现了网络化控制，大大提高了供电水平，但是只有对继电设备系统进行及时的完善和维修，才能不断提高设备的性能。6kV供配电系统的继电保护工作要求技术人员要深入到系统的内部，对数据进行采集和分析，合理控制设备的电流和电压，同时在检测的过程中，技术人员必须要通过闭合开关的过程，避免设备出现漏电情况，造成人员的伤亡。本文介绍了在电厂及大型企业中最普遍常用的6kV供配电系统的继电保护设置。

关键词：6kV供配电系统；继电保护装置；电流保护

一、6kV供配电系统中应设置的继电保护装置

（一）6kV线路应配置的继电保护装置

6kV线路继电保护装置可以起到过流保护的作用，继电保护装置可以调节过流保护的时限，使其可以达到0.7s以上，这样才能提高继电保护装置的效果，只有满足这种时限的要求，才能实现保护配合的功能。在过流保护中，可以根据工厂和企业的实际用电情况，去选择是否装设电流速断保护装置，如果不装设电流速断保护装置，就要装设瞬时电流速断保护。但是在实际保护的过程中，也会出现瞬时电流速断保护设备不能满足选择性动作的情况，这时就需要装设略带时限的电流速断保护。

（二）6kV配电变压器应配置的继电保护

（1）当配电变压器容量小于400kVA时，一般采用高压熔断器保护。（2）当配电变压器容量为400～630kVA，高压侧采用断路器时，应装设过流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设瓦斯保护。（3）当配电变压器容量为800kVA及以上时，应装设过流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于油浸式配电变压器还应装设瓦斯保护；另外还应装设温度报警/保护。

（三）6kV分段母线应配置的继电保护

对于不并列运行的分段母线，应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除；另外应装设过流保护。如采用的是反时限过流保护，其瞬动部分应解除；对于负荷等级较低的配电负荷中心或母线可不装设保护。

二、常用的电流保护

（一）定时限过电流保护

定时限过流保护与反时限过流保护的任务有明显的差别，定时限过流保护中，继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，而且系统运行的时间恒定，通过时间继电器的采集，提供时间数据，定时限过流保护在一定范围内是连续可调的。定时限过流保护由电磁式时间继电器、电磁式电流继电器、电磁式信号继电器等构成的，保护系统采用直流操作，所以在保护过程中，技术人员需要设置直流电源，这样可以监护定时限保护的步骤，实现简单、可靠、完全的保护模式。定时限过流保护时限由时间继电器计算，系统只有及时获取的参数才可对时限进行分析，动作的选择性结果会根据时限的限定时间去决定，这种整定调试的方式比较准确和方便，可以提高定时限过流保护装置的工作效率。当被保护线路中发生短路故障时，短路处的电流急剧增加，这时定时限过流保护会控制电流继电器的动作，使其在触点设置中通过并联的形式对电路进行控制，可以使任一电流继电器的触点闭合，控制了电流，也就实现了继电器线圈回路动作，可以对电路运行的状况进行控制。

（二）反时限过流保护

反时限过流保护：继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种就是反时限过流保护的特性。应注意：在采用“去分流”跳闸的反时限过流保护装置中，如继电器的常闭触点先断开而常开触点后闭合时，则会出现下列问题：（1）继电器在其常闭触点断开时即先失电返回，因此其常开触点不可能闭合，因此跳闸线圈也就不能通电跳闸；（2）继电器的常闭触点如先断开，TA的二次侧带负荷开路，将产生数千伏的高电压、比差角差增大、计量不准以及铁心发热有可能击穿甚至烧毁绝缘等，这是不允许的。

（三）三段式过流保护装置

由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，针对多条线路的维修工作，瞬间电流速断就很难满足系统故障分析工作，为了提高系统对线路的保护能力，体现出系统优秀的维护性能，需要利用三段式的过流保护装置。三段式的过流保护装置可以作为加速切除线路首端故障的主要保护功能，可以根据自身的性能对时限进行全面的分析和计算，通过结果的分析，就可以对系统略带时限的电流速断线路进行全长保护。三段式的过流保护装置作为本线路的主保护者，也可以对下一段线路实施后备保护，改善了瞬间电流速断保护的性能，也丰富了保护的内容，在后备保护的过程中，又可作为相邻下一级线路的后备保护。这种三段式的过流保护装置可以切除故障的较长时限，三段式的电流保护，虽然可以提高保护的能力，但是对于第一段电流保护，究竟采用瞬时电流速断保护还是采用略带时限的电流速断保护，还需要根据具体的保护内容去决定。

（四）电流速断保护

电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。

瞬时电流速断保护与过流保护的区别在于，它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。即按躲过被保护线路末端可能产生的三相最大短路电流来整定。从而使速断保护范围被限制在被保护线路的内部，从整定值上保证了选择性，因此可以瞬时跳闸。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作，所以不必考虑返回系数。由于只有当短路电流大于保护装置的动作电流时，保护装置才能动作，所以瞬时电流速断保护不能保护设备的全部，也不能保护线路的全长，而只能保护线路的一部分。对于最大运行方式下的保护范围一般能达到线路全长的50％，即认为有良好的保护效果；对于在最小运行方式下的保护范围能保护线路全长的15～20％，即可装设。保护范围以外的区域称为“死区”。因此，瞬时电流速断保护的任务是在线路始端短路时能快速地切除故障。

瞬时电流速断保护的原理与定时限过流保护基本相同，只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速，但只能保护线路的首端。而定时限过流保护虽能保护线路的全长，但动作时限太长。因此，常用略带时限的电流速断保护来消除瞬时电流速断保护的“死区”。要求略带时限的电流速断保护能保护全线路。因此，它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样，当下一段线路始端发生短路时，保护也会起动。为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。略带时限的电流速断保护的原理接线和定时限过流保护的原理接线相同。

三、结语

继电保护装置的使用大大提高了我国整体的供电水平，也可以对供电系统进行速断动作，在电路发生故障的情况下，可以利用不同的速断方式对系统进行保护，但是也要结合具体的时限和电路的运行效果。在6kV供配电系统发生故障的情况下，可以通过继电保护措施对电路进行保护，但是技术人员还是要根据故障出现的类型，采取有效的措施，对其进行维护，使6kV供配电系统可以实现长期使用的目标。

参考文献：

[1]探讨继电保护在供配电系统中的运用问题[J].陈志清.科技经济市场.2015（05）

[2]微机继电保护在6kV高压供配电系统上的应用探讨[J]．景伟，王石钢．机电信息，2012，27（12）.