10kV配电线路保护整定计算分析

10kV配电线路保护整定计算分析

发表时间：2018-08-06T14:17:10.400Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：张尚黄靖时慧宁赫震宇刘玉[导读] 摘要：10kV配电线路由于其规范性不强，在线路保护整定计算方面，根据规范的保护整定计算方法往往不适用。

（国网山阴县供电公司山西朔州 036900）

摘要：10kV配电线路由于其规范性不强，在线路保护整定计算方面，根据规范的保护整定计算方法往往不适用。结合多年的工作经验，根据配电线路的不同特点，总结出不同保护整定计算方案，以便可以有效的提高10kV配电线路的安全运行水平。本文就针对10kV配电线路保护整定计算进行分析和探讨。

关键词：10kV配电线路；继电保护；整定；计算

供电系统属于各部分联系紧密的一个系统，每一处有故障出现，都很可能会对电网整体运行造成不可预估的损失。由于10kV配电线路有着构造多样复杂、线路串接的级数很多以及变动较为频繁之类特征，与此同时大部分情况之下，其接线的形式都是采取一条线路配合较多配电变压器又或者T接较多支路的一种树枝型的接线方法。因为线路的分支线很多，距离较长且负荷率很低之类因素，故障的发生率相对来说就会比较高。现今电网的规模一直在迅速发展进步，就更加需要对继电保护设备进行正确地设置，与此同时对于所有的相关定值要进行准确的整定，进而使得10kV线路可以保持运行正常。

1、问题的提出

对于输电线路而言，由于其比较规范，一般无T接负荷或至多T接一、两个集中负荷，线路结构简单明了，利用规范的保护整定计算方法，一般均满足要求。但对于10kV配电线路，由于线路结构复杂多样，一致性差，在保护整定计算中会碰到多种问题，利用规范的保护整定计算方法，往往不满足配电线路的不同保护要求。因此10kV配电线路的保护整定计算，应深入结合配电线路的不同结构特点、供电要求，有针对性地做一些具体、特殊的考虑，以满足继电保护“四性”要求。

2、10kV配电线路的特点

10kV配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的线路短到几百米，有的线路长到几十千米；有的线路由35kV变电所出线，有的线路由110kV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kV A，有的线路上却有几千kV A的变压器；有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。

3、整定计算方案

3.1电流速断保护

由于10kV线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。在以下两种计算结果中选较大值作为速断整定值。（1）按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。实际计算时，可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定。Idzl=Kk×Id2max式中Idzl-速断一次值；Kk-可靠系数，取1.5；Id2max-线路上最大配变二次侧最大短路电流。（2）当保护安装处变电所主变过流保护为一般过流保护时（复合电压闭锁过流、低压闭锁过流除外），线路速断定值与主变过流定值相配合。Ik=Kn×（Igl-Ie）式中Idzl-速断一次值；Kn-主变电压比，对于35/10降压变压器为3.33；Igl-变电所中各主变的最小过流值（一次值）；Ie-为相应主变的额定电流一次值。（3）特殊线路的处理：a．线路很短，最小方式时无保护区；或下一级为重要的用户变电所时，可将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合（即取1.1倍的下级保护最大速断值），动作时限较下级速断大一个时间级差（此种情况在城区较常见，在新建变电所或改造变电所时，建议保护配置用全面的微机保护，这样改变保护方式就很容易了）。在无法采用其它保护的情况下，可靠重合闸来保证选择性。b．当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时，不能与主变过流配合。c．当线路较长且较规则，线路上用户较少，可采用躲过线路末端最大短路电流整定，可靠系数取1.3～1.5。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。d．当速断定值较小或与负荷电流相差不大时，应校验速断定值躲过励磁涌流的能力，且必须躲过励磁涌流。（4）灵敏度校验。按最小运行方式下，线路保护范围不小于线路长度的15%整定。允许速断保护保护线路全长。Idmim（15%）/Idzl≥1式中Idmim（15%）-线路15%处的最小短路电流；Idzl-速断整定值。

3.2过电流保护

按下列两种情况整定，取较大值。（1）按躲过线路最大负荷电流整定。随着调度自动化水平的提高，精确掌握每条线路的最大负荷电流成为可能，也变得方便。此方法应考虑负荷的自启动系数、保护可靠系数及继电器的返回系数。为了计算方便，将此三项合并为综合系数KZ。即：Kz=Kk×Kzp/Kf式中Kz-综合系数；Kk-可靠系数，取1.1～1.2；Kzp-负荷自启动系数，取1～3；Kf-返回系数，取0.85。微机保护可根据其提供的技术参数选择。而过流定值按下式选择：Idzl=Kz×Ifhmax式中Idzl-过流一次值；Kz-综合系数，取1.7～5，负荷电流较小或线路有启动电流较大的负荷（如大电动机）时，取较大系数，反之取较小系数；Ifhmax-线路最大负荷电流，具体计算时，可利用自动化设备采集最大负荷电流。（2）按躲过线路上配变的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般为额定电流的4～6倍。变压器容量大时，涌流也大。由于重合闸装置的后加速特性（10kV线路一般采用后加速），如果过流值不躲过励磁涌流，将使线路送电时或重合闸重合时无法成功。因此，重合闸线路，需躲过励磁涌流。由于配电线路负荷的分散性，决定了线路总励磁涌流将小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此，在实际整定计算中，励磁涌流系数可适当降低。式中Idzl-过流一次值；Kcl-线路励磁涌流系数，取1～5，线路变压器总容量较少或配变较大时，取较大值；Sez-线路配变总容量；Ue-线路额定电压，此处为10kV。（3）特殊情况的处理：a．线路较短，配变总容量较少时，因为满足灵敏度要求不成问题，Kz或Klc应选较大的系数。b．当线路较长，过流近后备灵敏度不够时（如15km以上线路），可采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护，此时负序电压取0.06Ue，低电压取0.6～0.7Ue，动作电流按正常最大负荷电流整定，只考虑可靠系数及返回系数。当保护无法改动时，应在线路中段加装跌落式熔断器，最终解决办法是网络调整，使10kV线路长度满足规程要求。c．当远后备灵敏度不够时（如配变为5～10kV A，或线路极长），由于每台配变高压侧均有跌落式熔断器，因此可不予考虑。d．当因躲过励磁涌流而使过流定值偏大，而导致保护灵敏度不够时，可考虑将过流定值降低，而将重合闸后加速退出（因10kV线路多为末级保护，过流动作时限一般为0.3s，此段时限也是允许的）。（4）灵敏度校验：近后备按最小运行方式下线路末端故障，灵敏度大于等于1.5；远后备灵敏度可选择线路最末端的较小配变二次侧故障，接最小方式校验，灵敏度大于或等于1.2。Km1=Idmin1/Idzl≥1.25Km2=Idmin2/Idzl≥1.2式中Idmin1-线路末端最小短路电流；Id－min2-线路末端较小配变二次侧最小短路电流；Idzl-过流整定值。