黄宇

摘要：某企业高压供电系统采用的是两路10kV电源进行供电，并采用了分段联络的方式，两路10kV电源之间互为主备，在特定条件之下可以互相转换，保证了高压供电的稳定性与可靠性。在其高压供电系统之中，过流继电保护主要采用两相两继电器的反时限过流继电保护，随着企业规模的不断扩大，设备运行量逐渐增加，这种过流继电保护方式的弊端日益凸显，已经难以适应企业的快速发展，需要采取有效措施对其进行改进与优化。本文就针对10kV高压供电系统过流继电保护的智能化改造进行研究与分析。

关键词：10kV高压供电系统; 过流继电保护; 智能化改造

1.原过流继电保护情况

10kV高压供电系统主要是由两个部分共同组成的，分别为一次回路系统与二次控制回路系统，在这其中，二次控制回路系统发挥着主要的控制作用与保护作用。在进行过流继电保护改造之前，这一供电系统的二次控制回路系统主要是由如下几个构件共同组成：2个电流互感器、2只过流继电器、中间继电器、时间继电器、防跳继电器等。这一系统采用的过流继电保护形式为采用两相两继电器的反时限过流继电保护。对于反时限过流保护方式之下，保护装置的动作时间会随着继电器电流或者是故障电流的增加而出现一定程度的减少，两者呈现出一定程度的反比例关系。在此供电系统中，所使用的继电器为GL-21型反时限继电器，这一型号的继电器主要是由感应式元件与电磁式元件共同组成，且这两个元件公用一个线圈。在线圈以交流电流运行时，铁芯的遮蔽部分与未未遮蔽部分会产生两个磁通，且这两个磁通之间具有一定的相位差。磁通与其在圆盘中感应的涡流产生一定程度的相互作用，并于圆盘之上产生转矩。在20%至40%的动作电流整定值情况下，圆盘开始进行旋转。在这一情况下，扇齿与蜗杆并没有咬合，因此继电器是不动作的。当线圈之中的电流不端增大并达到相应的整定电流时，电磁的力矩会比弹簧的反作用力矩更大，进而促使框架发生一定程度的转动，在转动的作用力之下，扇齿与蜗杆咬合。在这种情况之下，扇齿上升时顶杆会推动继电器的动铁，使得导磁铁左右两边的气隙大小发生变化，导磁铁会吸合动铁，进而促使继电器触点动作。

采用反时限继电保护的方式可以对使用的继电器数量进行很大程度的减少，只需要一个GL型的电流继电器，就可以满足大部分的需求，可以对投入成本进行一定程度的降低;同时，GL型继电器存在着较大的触点容量，因此在交流操作之中能够发挥出一定的优势。然而，它也存在着十分明显的劣势与缺陷，主要表现为动作时间整定复杂程度较高、继电器动作误差大。当短路电流相对较小时，则其动作时间一般会很长，故障的持续时间也得到了延长;除此之外，GL型继电器在灵敏性与速动性方面相对较弱。

2.设备选型改造

由于GL反时限过流继电器存在着十分明显的缺陷与不足，因此需要采取有效措施对高压二次回路的过流继电保护系统进行科学有效的改造，从而将运行过程中的不利因素进行一定程度的消除，对设备运行的安全性与稳定性进行有效的保证。在充分结合实际情况的基础上，综合考虑各个方面的因素，决定采用PMF700L-B型配电线路保护测控仪组成的智能保护系统作为改造方案，这一系统不仅具有较高的灵敏性与速动性。同时在设置上也相对便捷，与10kV高压供电系统匹配度高，符合改造要求。其优势主要表现在如下几个方面：①该系统先采用了32位ARM处理器，在数据处理、逻辑运算与信息存储等方便能够发挥出较大的优势，同时系统运行具有较高的可靠性;②在这一系统之中，采用了多任务操作系统，能够对模块化编程等功能进行有效的实现;③系统是依据智能继电器的设计思想进行设计的，整定与使用都存在一定的便利性;④系统采用高精度的A/D采样，具有很高的测量精度;⑤系统可以对相关运行信息与故障信息进行有效的记录，在进行数据优化与事故分析的过程中能够提供真独行的数据信息作为参考;⑥系统可以提供丰富的指示信号灯，图形成像与显示清晰度高，人机接口友好;⑦系统具有高标准电磁兼容性能，即使是在诸如强电磁场、低温、潮湿等恶劣的环境条件之下，系统运行的稳定性与可靠性也能得到有效的保证。

3.高压供电系统过流继电保护的智能化改造

利用这一方案在改造的过程之中，并不需要对原先的线路连接进行全面性的改造，只需改动部分线路即可，操作简单便捷。改造过程中，将原先的GL-21型反时限继电器替换为PMF700L-B 型配电线路保护测控仪，这一设备具有多个保护工作方式，主要如下：①三段定时限过流保护：可以队各段电流与时间定值进行独立整定，通过对保护压板进行一定程度的控制，以此来实现这两段保护投退的控制;②定时限零序过流保护：自这一设备中，还设置了零序电流保护，当零序电流大于零序过流保护整定值，且达到了整定的延时后，保护即动作。当接地电流相对较大时，可作用于跳闸，零序过流保護动作跳闸或者告警都是由出口配置控制整定;③过负荷保护：PMF700L-B 型配电线路保护测控仪具有过负荷保护功能，当发生过负荷时，可以采用控制字定值的方式对跳闸动作或者告警动作进行有效选择;④反时限过流保护：反时限过流保护一共设置有三种反时限，分别是一般反时限、非常反时限、极端反时限，其特性方程主要如下所示：

在上述的式子中，主要指的是故障电流;指的是整定电流;则值得是时间整定常数，t为动作时间。可以通过控制字的方式来选择反时限曲线特性。

4.结束语

本文主要针对10kV高压供电系统过流继电保护的智能化改造进行研究与分析。结合了具体的案例，对原有的过流继电保护情况进行了一定程度的介绍，分析了GL-21型反时限继电器在经济性与大触点流量方面的优势以及动作时间整定复杂程度较高、继电器动作误差大等方面的劣势，指出了GL-21型反时限继电器难以适应企业规模扩大、设备增多的现实情况。然后在这一基础之上探究了高压供电系统过流继电保护的智能化改造，主要是以PMF700L-B型配电线路保护测控仪组成的智能保护系统作为改造方案，这一系统具有灵敏性、速动性、便捷性的特点。同时阐述了PMF700L-B 型配电线路保护测控仪的几种保护工作方式，主要有三段定时限过流保护、定时限零序过流保护、过负荷保护以及反时限过流保护。经过实践检验，经过本次10kV高压供电系统过流继电保护的智能化改造之后，设备在实际运行的过程中不误动、不拒动，当出现保护动作之后可以对系统提供的运行信息与故障信息进行有效的结合，并据此判断分析出出现故障的原因，并采取有效措施及时排除，保证系统运行的安全性、稳定性与可靠性。

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