高压配电的继电保护及其整定探讨

丁伯才 刘琳

摘要：电力发展与人们的生活息息相关，在社会生产中发挥着重要的作用。随着人们对供电需求的不断增加，电力基础设施建设逐渐增多，对配电工作提出了更高的要求。文章从高压配电的现状出发，分析其中的不安全因素，安装继电保护装置和做好整定工作，提高配电安全性，保证正常的供电，促进正常的生产生活。

关键词：高压配电；继电保护；整定工作；电力基础设施；供电需求；配电安全性 文献标识码：A

中图分类号：TM726 文章编号：1009-2374（2016）29-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.049

目前，高压线路铺设范围广、数量多，由于自身具有一定的危险性，因此在配电中加强保护至关重要。继电保护及其整定是配电过程中的重要保护措施，可以减少发生故障的几率，保证供电的可靠性。在整个系统中，变压器是核心，为了保证供电的平稳，可以根据变压器自身各方面的属性，考虑工作性能高的继电保护装置进行安装。

1 继电器保护装置概述

在系统运行的过程中，可以根据常见故障的类型和电压的高低等情况，进行继电保护装置的安装。通常情况下，不同容量的电力变压器所需要进行的保护措施存在差异，需要根据不同的容量进行对保护形式的选择，通常过电流、过负荷、速断等保护形式，需要从实际情况出发。

实际操作中，继电器保护装置需要达到一定的技术要求，满足系统运行的需要。它具有一系列明显的应用优势，在过电流保护形式中，接线方式比较多样，需要科学确定。例如三相三继电器接线、两相两继电器接线，在安装中形状一般呈现不完整性；相对而言，两相单继电器式接线，灵敏度、可靠性相对较高，运行效率较高。

2 继电保护以及整定计算

在配电的过程中，为了保证系统运行的可靠，需要按照一定的技术标准进行继电保护装置的安装，装置类型比较多样，需要进行各种方式的分析，提高不同保护形式的科学性。

2.1 瓦斯保护

瓦斯在煤矿等矿产行业比较常见，是一种气体。瓦斯保护，简单而言，就是气体保护，主要应用于变压器匝间短路和相间短路等情况，可以解决油箱内部的问题。该保护形式具有多方面优势，可以减少油箱内部故障问题，反应比较敏捷，比较简单易行，提高了解决问题的能力。但是也存在一定的局限性，能够快速解决油箱内部的问题，但是对外部故障起不到保护的作用，相对而言，解决问题不够全面，因此在解决问题的过程中要实现和其他保护措施的结合使用，才能达到理想的保护效果。

2.2 过电流保护

在过电流保护的过程中，要采用设时限的方式，与瓦斯保护的针对对象不同，这种方式主要针对外部故障，主要是通过观测外部故障引起的绕组电流数值进行判定，然后进行问题的解决。在瓦斯保护等形式应用之后，没有达到理想的效果时可以采用此种方法作为后备保护，效果相对较好。过电流保护装置指的是在系统启动之后，实际电流避过了设置中设定的额定电流起到了保护作用的一种装置，通常情况下要根据实际的配电情况和地区的用电情况进行接线方式的选择，可以通过一定的公式进行过电流的计算，其中涉及到可靠系数、互感器的变流比。变压器的实际工作电流、额定电流等，在计算之前，要进行相应值的测量和计算，保证数值的科学性。这个过程中，需要进行过电流保护装置性能的测定，注意相应的事项，从而达到理想的应用效果。第一，动作时限。在安装过程中，需要根据阶梯式的时限配合原则进行时限限定，并且还要满足电力系统的实际技术要求。配电厂设定时限过电流保护装置整定时间一般为2秒，其他非电力工厂时间相对较少。根据相应的计算，可以得出最终的时限设定在1.5秒相对比较合适；第二，进行灵敏度测验。这个过程中，需要采用专业的方法进行测验，可以在变压器二次侧母线最小运行方式的情况下，进行两相短路电流数值的观测，做好数据的记录和分析，从而分析灵敏度是否达到了技术要求。在实际操作中，在上述的情况中，如果发生短路，相关的电压变比会发生一定的改变。

2.3 电流速断保护

这个保护方式与过电流保护有一定的相似性，但是也存在差异。在系统启动时，电流要根据规避装置二次最大运行方式下的三相短路来进行整定。其中涉及到的变量有可靠系数，一般情况下，在1.3～1.5之间比较适宜；另一个数值是三相短路中的电流。而且也需要进行灵敏度的校验，需要对反应程度做一个科学的评定，从而保证能够在出现故障的情况下及时进行反馈和处理。这个过程中，如果经过检测，灵敏度不符合技术要求，不能投入使用，可以采用其他保护方式进行替代。

2.4 差动保护

差动保护，在运行的过程中，对装置中出现的电流差会进行充分的反映，根据差值采取一定的措施进行动作的保护装置。这个过程中需要构建环路，采用变压器两边的互感器进行直接串联，在此基础上需要将继电保护装置安装在环路中，可以采用并联的形式，从而对环路中通过的电路进行控制，具体的数值要与互感器中两次通过电流数值之差相对等，保证电流的平衡。另外，如果采用的接线方式、采用的互感器变流比相对科学的情况下，互感器中两次通过的电流基本没有差异，此时环路中通过的电流数值为0，保护装置不工作。通过分析可以发现，该保护措施存在一定的局限性，当存在差值，可以起到保护的效果；当没有差值，保护装置不工作，故障得不到迅速恢复。再者，需要明确差动保护的范围和对象。在系统运行的过程中，差动保护主要保护互感器之间内的区域，可以进行绕组内部和引出线方面故障的处理。

在差动保护的应用中，需要明确相应的注意事项，进行不平衡电流的防治。第一，要进行原因的分析。在进行接线的时候，变压器两侧绕组接线方式存在差异，从而导致出現了不平衡电流。在实际运行中，两侧电流存在一定的相位差，即使保持同样的接线方式，也达不到理想的防治效果，数值达不到等同。继电器两侧的接线方式存在不同，因此在实际安装的时候，可以做一定的调整，将变压器两侧的线路接线方式进行交换，可以有效地达到消除的效果。第二，励磁涌流产生的不平衡电流。该励磁电流直流经变压器电源的一侧，因此在差动回路中得不到平衡。一般而言，系统正常运行，通过的电流数值相对较小，占额定电流的比例也在一定的范围之内，而且即使外部出现故障，该数值将会更小，产生的影响也相对较低。但是故障恢复，电压变高，该电流会突然增大，对系统的影响逐渐增加。励磁电流与系统运行中很多因素有关，例如变压器容量的大小、回路的阻抗等，需要认真进行原因的分析，然后进行有针对性的防治。第三，互感器的变比不合理。在实际操作中，经过经验的积累，互感器的变比相对比较固定。但是在实际操作中，互感器的变比计算值和标准的参考值不可能保持完全一致，因此会产生两侧电流不平衡的现象，如果变压器外部发生故障，该数值还会不断增加，影响扩大。在这样的情况下，可以采用专业的装置进行电流的平衡，可以在系统中采用差动继电器的平衡线圈，应用比较合适的形式，从而实现电流的平衡，达到理想的防治效果。第四，互感器自身属性的影响。在装置安装的过程中，变压器两侧的互感器的属性可能存在一定的差异，例如型号、特性等，从而导致了不平衡电流的产生。通过各种不平衡电流原因的分析，可以进行分类，励磁电流可以通过设置变流器的方式进行消除，后三种电流可以通过控制外部短路故障，进行不平衡电流的消除。

3 差动保护整定计算方法

3.1 二次测回路电流计算

在计算的过程中，首先需要测量和了解变压器两侧的额定电流、变流比等。因此，在计算中，要先深入实地进行调查，测量不同电压之下各种变量的数值，先进行变流比的计算，然后进行最终数值的计算，可以进行对比，进行计算方式的优化。通过计算的数值，需要对系统装置进行调整，保证继电保护装置发挥良好的效果，保证系统的安全平稳运行。

3.2 启动电流的计算

在该计算中，进行条件的假定。例如，现在需要计算35kV侧的启动电流，要确定两个方面的问题：第一，避开最大励磁电流的情况。这个过程中，需要可靠系数和额定电流相乘，得出的数值就是避开最大励磁电流的条件；第二，错开外部故障的最大不平衡电流条件，可以通过以下公式进行计算。公式如下：

式中涉及到多个变量，例如可靠系数。

式中：Kk表示可靠系数，一般情况下，1.3比较适宜；Ktx表示电流互感器的同型系数，根据互感器型号的不同，进行Ktx的取值；当型号不同时，取值为1，当型号相同，取值为0.5；f指的是互感器中存在的最大误差值；剩余的两个变量是指改变分接头产生的误差、继电器整定匝数与计算匝数不相等引起的误差。这些数值确定之后，可以根据公式进行数值的计算。

这些数值计算之后，需要根据计算情况进行线圈匝数的科学确定，做好灵敏度的检验，从而保证系统的正常运行。

4 结语

社会在发展，技术在进步，利用技术和保护装置进行配电系统的改进，实用性强，应用价值高。在继电器保护及其整定中，要做好数值的计算，明确应用过程中的注意事项，清楚不同保护方式的应用特点，从而提高保护装置的使用效果，保证配电的质量。

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作者简介：丁伯才（1984-），男，湖北武汉人，武汉海王科技有限公司工程师，研究方向：电气工程及其自动化；刘琳（1980-），女，山東菏泽人，武汉海王科技有限公司中级工程师，研究方向：自动化测控。

（责任编辑：小 燕）