10kV配电线路保护措施及整定计算

10kV配电线路保护措施及整定计算

作者：冯劲邦

来源：《城市建设理论研究》2013年第14期

摘要：电压质量作为衡量电能质量的一个指标，既是用电客户生产生活的需要，也是供电企业保证电网安全、可靠和经济运行重要条件。配电网是直接向用电客户供电的电力网络，10KV配电线路的电压质量显得尤为重要。10kV配电线路保护，一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。

关键词：10kV配电；线路保护措施；整定计算

中图分类号：V242.4+3文献标识码：A 文章编号：

引言：

供电系统是一个各部分紧密相关的系统，任何一处出现故障，都有可能会对整个电网的运行带来不可估量的损失。10kV配电线路具有结构复杂多样、线路串接级数较多、变动比较频繁等特点，同时大多数情况下，接线形式都是采用一条线路带有多台配电变压器或者是T接多条支路的树枝式接线方式。由于线路分支线比较多，负荷率较低，距离长等原因，故障发生率也就相对比较高。目前电网规模正在迅速的发展，这就更需要正确地对继电保护装置进行设置，同时对每个相关定值准确的进行整定，从而使得10kV线路能够正常运行。

1.10kV配电线路的特点及整定要求

一致性较差是目前10kV配电线路最为突出的结构特点，例如用户数目会有很大的差异，一些配电线路是用户专线，只接带了一个到二个用户而已，同输电线路类似；而有些则呈现放射状的结构特点，在同一条线路的各个分支上T接有几十台甚至于上百台的变压器。输电线路的长短也很不一致，有些输电线路仅有几百米，而有些却有几十千米长。有些输电线路是由110kV变电所出线，而有些则是由220kV变电所来出线的。配电的变压器也有很大的差别，有些线路上的配电变压器最大也只有100kVA，变压器的容量很小，而有些线路上的配电变压器却有几千kVA。

目前的输电线路普遍都较为规范，通常情况下都没有T接负荷，最多也只有一到二个集中负荷的T接点。所以，可以按照规范的保护整定计算方法对各种情况进行计算，通常情况下都是可以满足要求的。具体到配电线路来说，因为前面提到一些的特点，在对它进行整定计算的时候，应该根据实际的情况，做出一些具体、特殊的处理，从而满足保护“四性”的要求。

2.线路保护的整定计算原则及方案

2.1过电流保护

过电流保护一般都是按照躲过线路的最大符合电流来进行整定的。下面按照两种情况进行整定，最后选取两种情况中的较大值。

2.1.1整定方式按照躲过线路最大负荷电流整定

由于目前调度自动化的水平得到了很大的提高，这就使得精确的掌握各条线路的最大负荷电流变为了现实，同时也使整个过程变得更加的方便。按躲过线路最大负荷电流进行整定时，需要综合考虑负荷的自启动系数、继电器的返回系数以及保护可靠系数等因素。

2.1.2依照躲过线路上配变的励磁涌流来进行整定计算

在通常的情况下，变压器的励磁涌流都是额定电流的四到六倍左右。在变压器容量比较大的情况下，涌流也会比较大。重合闸装置普遍具有后加速的特性，尤其是针对10kV线路来说，一般都会采用后加速的方式，因而只有当过流值躲过励磁涌流，才能成功重合重合闸或者成功的给线路送电。因此，对于重合闸线路来说，必须要躲过励磁涌流。因为配电线路负荷具有分散性的特点，所以线路总励磁涌流与相同容量的单台变压器的励磁涌流相比要小一些。根据上述特点，在进行具体的整定计算过程当中，可以适当降低励磁涌流系数。

2.1.3对灵敏度进行校验

如果近后备采用最小运行方式，当线路末端故障时，灵敏度不低于1.5；而对于远后备灵敏度来讲，可以采用线路最末端的较小配变二次对故障进行检测，校验方式采用最小方式校验，灵敏度不低于1.2。

2.2电流速断保护

在对10kV线路的整定计算过程当中，定值计算侧重与对灵敏性的要求，为了能够有效的保证用户变电所的线路，可以选用重合闸。在实际的计算过程中，将下列的两类计算数值进行比较，选取数值较大作为电流速断保护的整定值。

2.2.1整定时采用躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流进行。在实际的计算过程中，整定方式可选取依照距离保护安装位置比较近的线路最大变压器低压侧故障整定。

2.2.2除低压闭锁过流以及复合电压闭锁过流之外，如果在保护安装位置的变电所的主变过流保护是一般过流保护的时候，主变过流定值同线路速断定值是相互配合的。

2.2.3灵敏度校验。在整定计算时，采用最小运行方式，整定的过程中线路保护范围应大于线路长度的15%。速断保护可以保护线路全长。

2.3重合闸的整定

一般情况下，10kV配电线路重合闸都是选用三相一次重合闸，并且该重合闸采用后加速的方式，这主要是由于该重合闸在末级保护上安装，因而不必再配合其他的保护。对于重合闸而言，减小重合停电的时间以及重合成功率是两个主要的考虑因素，要尽量减少对使用户负荷的影响。

重合闸的成功率主要是由电弧的熄灭时间以及由于外力引起线路故障的情况下短路物体的滞空时间这两个因素所决定。电弧的熄灭时间通常情况下都不会大于0.5s。对于重合闸而言，考虑到其连续性，取值一般在0.8到1.5s之间；对于农村线路而言，线路的负荷大多数情况下都是照明负荷以及一些只在短期内工作的较小型的电动机等的负荷，仅需要较低的供电可靠性即可，即使发生短时停电的现象，损失也不会很大。

3.其他保护措施

3.1反事故措施

提高绝缘子的耐雷水平，特别是针式绝缘子的耐雷水平。根据近几年来的运行经验，耐张点的悬式绝缘子在雷击时极少发生闪络故障，故障发生点集中在针式绝缘子上，进一步提高绝缘子的耐雷水平有助于提高线路的防雷能力；安装线路避雷器则是一个经济、简单、有效的措施。变电所10kV出线端装设金属氧化物避雷器、在线路较长易受雷击的线路上装设金属氧化物避雷器或防雷金具，以及在变压器高低压侧装设相应电压等级的避雷器；穿刺型防弧金具安装方便，密封性能好，金具高压电极与绝缘导线紧密接触，多次耐受电弧烧灼，运行安全可靠，值得推广应用；定期检测接地网，确保接地网的接地阻值合格；加强气象部门的联系，积累资料，达到预警预报条件的气象灾害时，提前采取防范措施，最大限度地避免和减少气象灾害所造成的损失。

3.2 加强维护管理工作

对配电变压器、配电线路上的绝缘子、避雷器等设备(包括配网使用的各类金具的设计及镀锌质量) ，定期进行试验、检查，及时处理设备缺陷，提高运行水平。对于柱上油开关、高耗能配变等早期投运的老旧设备，逐步淘汰；配电线路上加装柱上真空开关，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障；有计划性地对线路、设备进行巡视，定期开展负荷监测。特别是负荷高峰期，密切注意馈线、配变的负荷情况，及时调整负荷平衡，避免接头、连接线夹等因过载发热烧毁；制定并完善事故应急预案，开展经常性的反事故演习活动，是出色完成事故抢修工作的重要保证。

3.3新设备应用技术

随着城市用电负荷的不断增长，配电网络的规模越来越大，接点和支路也越来越多，年长日久杆塔上的编号会日渐模糊，给检修和巡线造成很大的不便，应用GPS系统，顺利导航并准确定位每一根杆塔、配变位置，工作效率就可以大大改观。实现配网自动化，对配电网进行