10kV配电线路保护的整定计算及保护整定中可能存在的问题

10kV配电线路保护的整定计算及

保护整定中可能存在的问题

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摘要电力系统继电保护对输电线路保护整定计算要求很高，讨论得也很多，但供电可靠性主要还是体现在配网10KV线路上，配网线路如果整定不好很有可能会扩大事故范围，因此配网线路的保护整定也需要给予足够的重视。本文对10KV配电线路保护整定计算方法、常见问题、解决措施及保护装置调试等问题进行了分析、探讨。

关键词继电保护10KV配电线路整定计算配电线路保护整定、调试中可能忽视的问题

一、10kV配电线路的特点

对于县级供电公司来说，主要的管辖范围是市内配网线路，以10KV 电压等级为主，但是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m，有的线路长到几十km；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100kVA，有的线路上却有几千kVA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。

二、问题的提出

对于输电线路（35KV及以上），由于其比较规范，一般无T接负荷，至多有一、二个集中负荷的T接点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可一一计算，一般均可满足要求。对于配电线路，由于以上所述的特点，整定计算时需做一些具体的特殊的考虑，以满足保护"四性"的要求。

三、常规10KV线路整定计算方案

我国的10kV配电线路的保护，一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护，不能满足要求时，可考虑增加其它保护(如：保护Ⅱ段、电压闭锁等)。下面的讨论，是针对一般保护配置而言的。

(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。

I dzl=K k×I d2max

式中I dzl-速断一次值

K k-可靠系数，取1.5

I d2max-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。

I k=K n×(I gl-I e)

式中I dzl-速断一次值

K n-主变电压比，对于35/10降压变压器为3.33

I gl-变电所中各主变的最小过流值(一次值)

I e-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。

I dmim(15%)/I dzl≥1

式中I dmim(15%)-线路15%处的最小短路电流

I dzl-速断整定值

(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：K Z=K K×K zp/K f

式中K Z-综合系数

K K-可靠系数，取1.1～1.2

I zp-负荷自启动系数，取1～3

K f-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：

I dzl=K Z×I fhmax

式中I dzl-过流一次值

K z-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

I fhmax-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I dzl-过流一次值

K cl-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

S ez-线路配变总容量

U e-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，K z或K lc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0.06U e，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5～10kVA，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：