繼電保護裝置通過對供配電網絡的監控，可快速切除掉故障元件，并發出信號，提醒維護人員進行維護[1].化工企業的生產具有規模大、自動化水平高、連續性強等特點，需要可靠、穩點的電能供應，供電中斷容易導致設備損壞和產品質量不穩定[2].隨著電力系統工程技術的發展，繼電保護裝置也不斷更新換代，配合計算機技術與集成芯片技術，形成了可以協調多種繼電保護裝置，并具有通信功能的微機保護技術[3].因此，在對化工企業供配電系統的設計中，應采用微機保護技術實現保護裝置的網絡化，不僅可以有效保障供配電系統的不中斷運行，還可獲取故障信息，為技術人員的管理與維護提供方便。
1 工程概況和設計要求
南京某化工企業是化工園區的附屬配套企業，多個企業間相互協作可以提高園區的競爭力，同時取得良好的經濟效益。供配電系統是工程建設的重要內容，是企業產能和生產安全的重要保障。該項目的供配電系統主要包括 35kV、10kV 和0.4/0.23kV 三個級別的供配電系統，其中 35kV 的供配電系統采用雙母線分段，其余均采用單母線分段，同時設置了4個降壓站，由220kV轉換為35kV的總降壓站及逐漸降壓的3個下級降壓站。
由于該企業采用連續性生產裝置，所以需要不間斷的電能供應，但允許系統出現異常后，繼續運行一段時間，若不能及時恢復電能供應，則容易引起生產裝置的故障。因此，需要結合該化工企業生產裝置的電能需求情況，合理設計和規劃供配電系統的繼電保護系統和通信控制系統，從而保證化工生產的安全穩定運行。
2 繼電保護和自動裝置的設計原則
根據該化工企業的實際情況和工程需要，必須在配電系統的電力設備和線路中安裝短路故障和異常運行的繼電保護和自動裝置，通過采用智能化的保護和控制單元，可以實時監測電路的運行狀態，并對異常運行進行提示和智能處理。由于繼電保護系統種類繁多，功能各有側重，在進行電路設計時，應根據其功能和實際應用需求合理選擇?？偟膩碚f，該企業的電路可以采用主保護、后備保護和輔助保護三個層次的繼電保護系統，使得主保護能以最快速度實現對電路的有效保護。后備保護一般有遠后備保護和近后備保護兩種，當主保護沒有工作時，它對電路系統進行控制和保護。輔助保護通常采用較為簡單的保護，是為了補充主保護和后備保護的功能。為保證電力系統和生產設備的安全，在電力系統中設置的多種保護裝置必須選擇滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性等指標要求，從而有效、準確地完成繼電保護，發揮自動裝置的功能。
3 繼電保護系統的設計
3.1 繼電保護裝置的設計
繼電保護系統具有電力系統保護和故障提示功能，是供配電系統安全可靠運行的保障。在實際工程應用中，應根據線路的工作特點合理選擇繼電保護系統硬件，在滿足供配電系統安全可靠運行的前提下，實現繼電保護系統的經濟性。由于該化工企業的電力系統由不同電壓等級的子系統組成，根據安全和經濟適用性原則，對于低壓線路和高壓線路需采用不同的微機保護系統。
在低壓線路中，本工程的低壓電動機采用 LM500 系列微機綜合保護模塊，低壓饋電回路采用 LL500F 系列微機綜合保護模塊。這兩種保護模塊均具有保護、測量、控制、總線通信等功能，實現饋線回路的相故障過流保護、零序時限過流保護、漏電保護、外部聯動與保護連跳等功能。而 LM500 電動機回路微機保護模塊還具有熱過載保護、堵轉保護、單相接地保護、斷相保護、欠載保護、過電壓保護與欠電壓保護、接觸器故障保護和外部故障保護等更為強大的功能，從而為低壓電路的監控與維護帶來很大的便利。
在中壓線路中，本工程的電動機回路和饋線回路均采用REF 542plus 系列微機綜合保護裝置，在重要的饋電回路還增加了 RED 615 光纖差動保護測控裝置[4].REF 542plus 饋線保護和測控單元是配網自動化的重要元件，其應用范圍廣，而且功能模塊較完善，可以根據實際情況進行刪減，適應多種情況的電路保護。RED 615線路差動保護測控裝置作為一種輔助保護裝置，主要實現對下一級保護測控裝置的遠程保護，并具有較強的電流保護和通信控制功能。通過兩種綜合保護裝置，在電動機回路和饋線回路中實現了所有的基本保護要求，還具有差動保護、距離保護等功能，可有選擇、快速地切除全線路任意點故障，為保證繼電保護系統的可靠性奠定堅實的基礎。
在滿足企業供配電系統繼電保護裝置要求的基礎上，還需根據供配電系統的短路計算參數對保護裝置進行具體設計和靈敏度校驗，從而使各保護功能良好地配合。在電路短路計算中，忽略母線、斷路器、CT 等設備及元器件的阻值，結合供配電系統其他設備的參數分別計算系統最大運行方式和最小運行方式下的短路電流[5].此外，在對繼電保護系統進行設計時，還應考慮電路的靈敏度，確保電路供配電系統安全可靠。
3.2 繼電保護數據采集與通信系統的設計
電路供配電系統中，繼電保護裝置的硬件可靠性是電路安全的核心，但繼電保護數據采集才是實現微機綜合保護的關鍵。
化工產業電氣自動化的生產控制技術，不僅可以有效檢測電路和設備的運行情況，更能在系統發生故障時及時切斷故障設備，保護大系統的安全。本工程整體電氣自動化系統中采用了大量擁有強大功能的繼電保護數據采集及通信系統，能夠滿足企業的生產需要，其結構示意圖如圖 1 所示。
本工程中的低壓線路和中壓線路中都采用了具有通信功能的繼電保護裝置，通過供配電系統微機綜合保護模塊的 CT 與PT 可及時采集各個線路的運行參數，并統一進行數據處理與監控。實現了多網絡兼容、五防閉鎖、遠程調試維護及黑匣子封閉等多種功能，不僅可快速檢測和處置系統故障，而且可以節約成本，有效保障化工企業生產的電氣自動化。
4 繼電保護系統的應用
本工程采用了較為完善的供配電系統綜合微機控制系統，在綜合后臺通過計算機采集各級電路繼電保護裝置的工作狀態和電氣設備的運行參數，實現對全廠電氣設備的實時監控。供配電系統投入運行以來，曾出現過一次電路接地故障，導致35kV 進線電路出現 2 次過流、過負荷啟動和 2 次速斷跳閘保護。
通過綜合控制室監控設備的故障記錄，可方便現場維修人員快速診斷系統故障，從而在較短的時間內恢復系統運行。
5 結論
通過對繼電保護系統的設計，可以實現各級電路之間的互聯互通，主保護與后備保護的相互配合，能最大限度地保護系統的核心電路，避免個別元器件的損壞引起較大的安全事故。
在化工企業供配電系統的工程技術設計中，采用先進的微機繼電保護綜合控制系統，可以確保企業生產的安全，對企業的順利投產起到至關重要的作用。
參考文獻：
[1] 劉忠恕 . 供配電系統繼電保護技術分析 [J]. 華東科技 , 2013（2）：22-24.
[2] 景偉 . 微機繼電保護在 6kV 高壓供配電系統上的應用探討 [J].機電信息 ,2012（27）：13-14.
[3] 何宏華 . 基于智能電網的供配電系統繼電保護整定技術研究 [J].
[4] 曹益新 . 石化企業供電系統中壓配電線路中光纖差動保護的應用 [J]. 石油化工安全環保技術 , 2014,30（3）：16-19.
[5] 張紅啟 . 變壓器的繼電保護與整定計算 [J]. 當代化工 ,2011,40（6）：636-639.
