用电侧继电保护配置及控制电源选择分析

用电侧继电保护配置及控制电源选择分析

赵萌

国网咸阳供电公司 陕西省咸阳市 712000

摘要：随着社会经济快速发展，用电侧负荷持续增加，对供电可靠性要求持续增加。用电侧10kV继电保护装置与相应控制电源选择灵敏与可靠性，切实满足用电安全需求。文中分析如何做好用电侧继电保护配置及控制电源选择。

关键词：用电侧；继电保护；控制电源

用电侧一般有工厂企业、事业单位、住宅小区和综合商场等用户，其配电系统的高压侧进线电压是 10 ～20 k V，低压侧电压大部分是 380 /220 V，也有其他电压如 0. 6、6. 3 k V，主要是各类电机、中频炉、炼钢炉等工厂企业用电。用电侧的用电容量大小差异也较大，如大的小区、工厂，用电容量有超5 000 k VA 的，一般要设置开闭所 1 座和配电房多座，安装多台 10 ( 20) k V/0. 4 k V 的配电变压器；用电容量小的专变用户有不到 1 000 k VA 的，只设置配电房，内安装 1 台或 2 台配电变压器。本文就此展开论述。

1、合理配置用电侧继电保护装置

用电测继电保护装置是配置在 10 kV 进线侧断路器柜上，配置方式应根据用电变压器容量、接线方式和用电负载的性质等因素考虑，各有特点。

1. 1 用电是单台配变，容量在 800 k VA 以下

为了简化和节约费用，在 10 k V 进线侧只安装环网柜，柜内装设负荷开关和保护熔断器，不装设断路器和微机保护装置。

负荷开关只合分运行负荷电流，当发生用电测短路故障时，要靠保护熔断器熔断来保护变压器，选择熔断器的熔断电流规格按变压器高压侧额定电流值考虑。如变压器容量 800 k VA，高压侧电压为10 k V的额定电流是46. 2 A，选用保护熔断器规格 80 A；如高压侧电压为 20 k V 的额定电流是 23. 1 A，则选用保护熔断器规格40 A。

这种配置的缺点一是变压器没有过负荷保护，不能在变压器超负荷时发告警信号。二是保护熔断器熔断电流有分散性，熔断时限也不稳定，容易发生上级开关越级跳闸，造成停电范围的扩大。

1. 2 用电是单台配变，容量在 800 k VA 及以上在

10 k V 侧均选用带断路器 ( 真空断路器或SF6 气体绝缘断路器) 的开关柜，并配置微机保护装置。当用电侧发生短路故障时，过电流保护或速断保护动作，断开相应的断路器，以保证变压器和用电设备的安全。

微机保护装置配置比较完善，配有变压器的过负荷保护作用于告警信号，配有过电流保护和速断保护作用于跳闸。继电保护的定值可以调整，精度较高，调试也方便。对容量在 800 k VA 及以上的变压器，在住宅小区、大型综合体、事业单位均选择 S12 及以上型式的干式变压器。

而对于一些大工业用户，主要用电负载是高压电动、电弧炉、中频炉等的轧钢、炼钢和穿孔行业，除用电容量较大外，用电电压也较高。如某穿孔行业，高压电动机电压 6. 3 k V，容量 2 500 k VA，这类用电大部分配置油浸式变压器，最大的有 5 200 k VA。对这类较大容量的油浸式变压器还配有瓦斯保护，其中重瓦斯保护作用于跳闸，轻瓦斯保护作用于信号。

1.3 用电侧继电保护装置配置及整定

( 1) 速断保护

保护范围在用电侧的高压部分及变压器内部，整定值应避开变压器空载合闸时的励磁涌流，一般整定值取 5 ～ 7 倍变压器高压侧额定电流，时限为0 s，动作用电侧开关跳闸。

( 2) 过电流保护

保护范围到变压器低压侧及用电负载，整定值应避开最大运行负载电流，应考虑负载的特性，一般整定值取 1. 5 ～ 3. 0 倍变压器高压侧额定电流，并考虑当变压器低压侧发生金属性短路故障时有不小于 1. 2 的灵敏度; 时限一般取 0. 3 ～ 0. 5 s，动作用电侧开关跳闸。如过电流保护带低电压闭锁，低电压值可取 0. 6 ～ 0. 7 UN。

( 3) 过负荷保护

当变压器的负荷超过运行规程中的限额值时，带时限发告警信号。一般整定值取 1. 1 ～ 1. 15 倍变压器高压侧额定电流，时限为 8 ～ 9 s。

( 4) 零序保护

10 k V 系统发生单相接地故障时， 发告警信号，一般应在 2 h 内处理好缺陷。一般整定值为15% 单相接地时的零序电压值。

2、提高电力系统继电保护稳定性的措施

2.1 提高继电保护设备采购质量

电力公司采购电力物资时要坚持公平、公开的原则，保证物资采购工作根据制度开展，提高采购工作的质量，保证采购工作科学合理化，并保证物资价格的合理性，避免出现高价采购的情况，将人为因素对采购计划的影响降到最低，实现节约成本的目的。同时严格管理采购合同，避免各类订货风险的出现。合同管理内容涵盖了整个电力物资采购过程，为保证其在物资采购过程中各个环节中的作用，需要及时对完善合同管理组织体系的建设。

首先，严格把控供货方准入制度，全力调查与了解供货方产品质量系统及后续保障能力，并前往实地考察研究。同时，市场部门要详细了解同行对供货方的评价，满足企业准入制度后颁发准入许可证；其次，合同履行过程中要构建完善的系统机制，并构建完善的催收制度，协调处理催交催运过程中出现的问题，提高制度；最后，全面考核供货单位与并进行动态管理，依据考核标准综合评估供货方的情况，依托量化考核方式并完成登记工作，实现全方位考核。此外，要注意一个问题，除了使用常见的周期性考核评估方法外，还要重视供货方出现的产品质量问题及不诚信行为，这类行为应该及时采取处理措施，避免风险持续扩大，影响到电力建设工程的顺利进行。

2.2 建立健全故障检修制度

对于维修人员而言，应该建立24小时值班制度，在得到检修命令以后，应该快速完成对继电保护设备的检查，对于检查使用的设备应该放置在固定的位置，并有专人进行管理，同时需要结合实际使用情况以及继电保护设备本身的保修期和使用年限，制定切实可行的维修计划，提高诊断与维修的准确性。在诊断过程中，只有重视判断的效率，才能保证后续工作的顺利进行。

对于故障的判断过程应该由不同的技术人员确定，前期的诊断过程对于后续维修工作具有重要的意义。因此需要通过至少两个人对设备的维修状况以及设备故障情况进行确定，在诊断前，为了进一步保证设备的诊断准确性，故障判断与维修是由不同技术人员在诊断后确定的，只有通过这种方式，才能保证诊断的准确性。诊断的准确性会直接影响后续的维修工作。

2.3 提高人员素质重视预防检修

针对实际情况，对继电保护设备进行预防性保养时，在检查后，应该迅速对数据进行分析，并对存在风险的位置进行检修。不同继电保护设备在不同条件下最短周期存在差异，因此预防性维修措施采取的频率应该存在差异。当实际运行过程中，工作人员应该遵循以下三条规则：第一，继电保护设备发生故障时，应该及时对故障进行准确定位，并制定科学的处理措施。第二，在进行继电保护设备检修过程中，务必保证工作人员的人身安全，在这种前提下尽量保证电厂的供电不间断，以免对人们的生活和工作带来较大的不便。第三，如果遇到的故障相对比较严重，需要及时进行停机处理，并上报，以免造成不可挽回的损失。

3、结论

随着用电侧负荷的增大及负荷性质的多样性，对用电侧的继电保护装置及相应控制电源的选用应具体考虑方案，以满足用电的安全可靠性要求。

( 1) 对不同用电单位应具体对待，在继电保护配置上 ( 含整定值) ，应确保用电单位发生短路故障时首先要断开本侧开关，不应该无选择性越级跳开变电所出线开关，引起停电范围的扩大。这一点很重要。

( 2) 应重视做好用电侧负载设备的相关技术问题，以配合继电保护正确动作。如大容量配变的空载励磁涌流对保护的影响、1 000 k VA 及以上油浸式配变的瓦斯保护应投入、20 k V 电力电缆外皮接地点和零序电流互感器的关系及用电技术限制用电侧大容量电动机的启动电流等。这些问题都会影响用电侧继电保护的性能，供电部门要协助用户共同做好现场的继电保护调试。

参考文献

[1]孔德明.110 kV智能变电站继电保护的设计与应用研究[J].机械工程与自动化,2020(03):220-222.

[2]丁保迪,季宇,王永刚,苏剑,魏大钧,陈继开.面向多能互补微网的故障辨识与继电保护算法[J].电力建设,2020,41(04):10-21.

[3]邓万财,刘小霞,廖磊.浅谈城市轨道交通牵引供电系统的继电保护配置[J].科学技术创新,2020(09):195-196.