3-10KV变配电所的继电保护浅析

　　摘要电气设备在运行中，由于外力破坏，内部绝缘击穿以及误操作等原因，可能造成电气设备故障或异常工作状态。而继电保护的任务就是自动迅速的将故障设备从电力系统切除，或及时针对各种不正常的运行状态发出信号通知运行值班人员，由值班人员处理，把事故尽可能限制在最小范围内。
　　【关键词】电器设备 工作原理 继电保护 油浸变压器
　　当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置还可以迅速投入备用电源，使重要设备能继续获得供电。
　　为了能正确无误而又迅速的切除故障，要求继电保护具有足够的选择性、快速性、灵敏性和可靠性。
　　1 如何快速切除故障
　　1.1 选择性
　　系统发生故障时，继电保护装置应该有选择的切除故障部分，非故障部分应能继续运行，使停电范围尽量缩小。继电保护动作的选择性，可以通过正确的整定上下级保护的动作时限和电气动作值的大小来达到配合。一般上下级保护之间的时限差取0.5-0.7s，即同一故障电流通过时，上一级保护的整定时间应比下一级保护整定时间长0.5-0.7s，故下一级开关比上一级开关先动作。但由于种种原因，同一故障电流通过上下级开关的动作时间相差不足0.5-0.7s，则可能发生上下级开关同时动作，这就扩大了停电范围，通常情况下是不允许的。
　　1.2 快速性
　　快速切除故障，可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少电压降低的工作时间。但快速性与选择性有时会发生矛盾，这时就要通过采取各种保护配合方式以处理好选择性和快速性动作之间辨证统一关系。
　　1.3 灵敏性
　　灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内的故障的反映能力，即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应能灵敏的感受和很灵敏的反映，上下级保护之间灵敏性必须配合，也是保证选择性的条件之一。
　　1.4 可靠性
　　为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单，继电器性能可靠，回路触点尽可能最少，还必须注意安装质量，幷对继电保护装置按时进行效验和维修。
　　2 3-10KV变电所继电保护
　　3-10KV变配电所的继电保护装置有过电流保护、电流速断保护、变压器瓦斯保护和低电压保护。
　　2.1 过电流保护
　　当电气设备发生短路事故时，将产生很大的短路电流，利用这一特点可以设置过电流保护和电流速断保护。过电流保护的动作电流是按避开被保护设备（包括线路）的最大工作电流来整定的。考虑到可能由于某种原因会出现瞬间电流波动，为避免频繁跳闸，过电流保护一般都具有动作时限。为了使上、下级各电气设备继电保护动作具有选择性，过流保护在动作时间整定上采取阶梯原则，即位于电源侧的上一级保护的时间要比下级保护时间长，因此过电流保护动作的快速性受到一定限制。过电流保护的动作时限有两种实现办法，一种是采用时间继电器，其动作时间一经整定后就可固定不变，即构成定时限过电流保护。另一种方式是动作时间随电流的大小而变化，电流越大动作时间越短。由这种继电器构成的过电流保护装置称为反时限过电流保护。
　　2.2 电流速断保护
　　电流速断保护是按照被保护设备的短路电流来整定的，它幷不依靠上、下级保护的整定时间差别来求得选择性，因此可以实现快速跳闸，切除故障。电流速断保护为了防止越级动作，其动作电流要选的大于被保护设备（线路）末端的最大短路电流，因此在被保护设备的末端有一段保护不到的死区。这时就必须依靠过电流保护作为后备。
　　2.3 限时电流速断保护
　　由上述可见，瞬时电流速断保护动作迅速，但不能保护线路的全长；过电流保护能保护线路的全长，但动作不能迅速。特别是当被保护线路本来就不长，如果再去掉一段死区，速断保护所能保护的范围就很小，这就失去了存在价值。如果这时过电流保护的时间又较长，则为了实现快速切除故障，可以采用带时限的电流速断保护——限时电流速断保护。带时限电流速断保护的动作时限比下一段线路动作的速断保护大一个时间阶差，因此一般取0.5s。其动作电流应大于下一段线路瞬时速断保护的动作电流。
　　2.4 低电压保护
　　反映电压降低而动作的继电保护称为低电压保护。在用电单位的中小型变配电所和车间变配电所中，常常使用失压跳闸装置（也称作无电压释放装置或简称“失压线圈”），也属于低电压保护。低电压保护常用于三种场合：
　　（1）因事故等原因，当电源电压突然剧烈降低或瞬间消失时，为了保证重要负荷的电动机的自起动，对不重要的电动机装设低电压保护动作于跳闸；
　　（2）对不准自起动的电动机，以及由于生产工艺条件和技术保安要求，不允许失去电源后再自起动的电动机，应装设低电压保护动作于跳闸；
　　（3）3-10KV配电线路由于事故等原因瞬间跳闸后，为了减少自动重合闸动作合闸时线路上变压器的激磁涌流，以防止激磁涌流过大引起线路继电保护第二次跳闸而使重合闸动作失败，对一般用电负荷安装低电压保护，在线路失压后动作于跳闸。
　　2.5 变压器瓦斯保护
　　瓦斯继电器主要用于油浸变压器的保护装置中。当变压器内部多相短路、匝间短路、匝间与铁心或外皮短路，伴随有电弧产生，使绝缘油分解产生气体。此外，变压器内部某些部件严重局部过热，也会使绝缘材料分解幷产生挥发性气体。因气体比油轻，就会上升到变压器的最高部位油枕内。在严重故障时，大量气体会产生很大的压力，使油迅速向油枕流动。利用这些特性构成的变压器保护称瓦斯保护。瓦斯保护不仅能反映变压器油箱内部的各种故障，而且还能反映差动保护所不能反映的不严重的匝间短路和铁心故障。此外，当变压器内部进入空气时也有所反映。因此，是灵敏度高、结构简单、动作迅速的一种保护。
　　
　　作者单位
　　邯郸市城郊水电管理处河北省邯郸市056003