10 kV 用戶高壓配置繼電保護的整定與管理

王麗莉

（淳安縣供電局，浙江淳安 311700）

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，10 kV專用變壓器用戶不斷增多，專用變壓器容量也不斷增大，這部分用戶設備故障對系統(tǒng)的影響也不斷增加［1-4］.一般用戶高壓配置室的進線開關保護整定由供電部門進行管理，而對其出線開關卻沒有相關的硬性管理規(guī)定.對于出線開關是否需要配置專門的保護，采用哪種保護裝置，以及配置保護以后如何整定和管理等問題，并沒有統(tǒng)一的解決措施.淳安供電局針對這些問題出臺了相關的規(guī)定，筆者結(jié)合自身的經(jīng)驗，對其進行相應的分析.

1 保護配置的必要性

1.1 配置設備保護的必要性

在2005年以前，淳安縣僅對1 000 kW以上的大型用戶配置了繼電保護，采用的是反時限電磁式保護裝置.但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，1 000 kW以上的用戶逐漸減少，而500 kW以上容量的設備越來越多，且大多連接在公用線上.如果這些用戶不配置用電保護的話，其故障對系統(tǒng)運行的安全可靠性影響巨大.如城區(qū)中一條密集型的公用線路上可能接有上百臺變壓器，如果用戶沒有設置保護，那么一個用戶內(nèi)部發(fā)生故障，就會造成整條公用線停電，這會擴大事故范圍，造成停電戶數(shù)的增加，不但影響供電可靠性和供電質(zhì)量，還會對系統(tǒng)設備造成沖擊.因此，必須對公用線上的用戶有選擇性地加裝必要及有效的保護，以保證系統(tǒng)的安全可靠運行.根據(jù)淳安縣電力局的實際情況，確定以500 kW容量為界限對用戶加裝保護設備［5］.

1.2 設備保護配置的選擇

設備保護配置有主要有熔絲保護、反時限電磁式保護、正時限電磁式保護、正時限微機保護等形式.在實際操作中，淳安縣電力局規(guī)定：500 kW以下容量用戶仍采用熔絲保護，而500 kW以上用戶，要求加裝微機保護裝置［6，7］.具體原因如下.

（1）熔絲保護和反時限保護不能保證可靠動作10 kV出線的速斷保護時間只有0.2 s，而熔絲保護和電磁式反時限保護的動作特性都與系統(tǒng)短路容量及故障性質(zhì)有關：在系統(tǒng)短路容量大或故障短路電流大的情況下，熔絲保護、反時限保護均能快速動作，有可能在0.2 s內(nèi)切除故障;而在系統(tǒng)短路容量小或故障短路電流較小的情況下，兩者卻未必能在0.2 s內(nèi)、甚至不能保證在上級開關過流時限內(nèi)切除故障，而如果此時故障在上級開關的保護范圍之內(nèi)，就將造成上級開關的越級跳閘.此外，淳安縣供電局10 kV供電電網(wǎng)是電網(wǎng)網(wǎng)架的終端，系統(tǒng)短路容量相對較小，大小運行方式差距較大，系統(tǒng)對保護的影響也更大，所以熔絲保護和反時限保護均不能保證可靠動作.

（2）正時限電磁式保護應用不便由于正時限電磁式保護接線復雜、動作出口時間較慢、檢修維護工作量大、設備占地面積大，加上系統(tǒng)側(cè)電網(wǎng)微機化程度越來越高，考慮到微機保護裝置間的配合比微機保護與電磁式保護配合，在動作出口時間上更合理，也考慮到微機保護裝置的安裝、操作、維護更簡單方便，用地面積更小、更經(jīng)濟，因此最終決定對500 kW以上的用戶采用正時限微機保護裝置.

1.3 設備配置保護的功能

（1）對用戶而言，特別是配電室內(nèi)開關間隔多的用戶，在配電室內(nèi)配置分級保護，不但可以有選擇性地、在最短時間內(nèi)切除故障，減少故障停電的范圍，還可以減少停電對故障設備、運行設備的損耗、老化，延長設備的使用壽命;

（2）配置微機保護相對于電磁式保護而言，用戶投資更小，操作維護更簡便，動作更穩(wěn)定可靠.

2 保護整定管理

目前，用戶配置保護后，面臨著如何管理的問題，大部分用戶將保護整定的管理委托給設計者或供電部門.但若委托系統(tǒng)外設計者進行整定管理，必須向其提供系統(tǒng)參數(shù)，這就有可能違反相關的保密條例，造成資料泄密.而且系統(tǒng)外的設計者缺乏系統(tǒng)概念，未必會全盤考慮其整定設備與系統(tǒng)內(nèi)其他相關設備之間的配合.但若由供電部門進行整定管理，在使系統(tǒng)設備間的配合更為合理的同時，還可體現(xiàn)供電部門的優(yōu)質(zhì)服務［8］.

另外，由于用戶的專業(yè)程度不高、安全意識相對淡薄，如果管理不到位會直接影響系統(tǒng)的安全運行.作為電力行業(yè)的管理部門，有責任和義務加強對用戶繼電保護工作的管理.為實現(xiàn)這一目的，供電部門必須建立有效的管理制度，并在資料提供、設計審查、設備選型、安裝調(diào)試、投產(chǎn)驗收和日常維護等方面進行把關，以爭取系統(tǒng)和用戶的雙贏.在制度保證方面，需做到以下5點.

（1）制定繼電保護整定管理的相關規(guī)定，明確整定計算需要提供的資料，用戶必須提供蓋章的書面整定計算委托書，委托書中必須說明需要整定的設備、參數(shù)，以及系統(tǒng)接線圖等與事實相符的數(shù)據(jù).

（2）制定整定單管理制度，包括整定單回執(zhí)制度、按用戶統(tǒng)一編號放置管理等.

（3）整定人員必須參與用戶工程設計審查.

（4）制定日常運行維護細則，在用戶中建立重視保護的觀念，規(guī)定實時監(jiān)控保護狀態(tài)，規(guī)定用戶不得擅自更改保護的運行狀態(tài)和保護定值，對嚴重違反規(guī)定、并危及系統(tǒng)安全者，將給予必要的懲處;

（5）定期維護的約定，考慮到用戶缺乏對保護裝置進行定期維護的能力和意識，供電部門有義務監(jiān)督、幫助用戶對保護設備進行合理的定期維護和檢修.

在設計審查的把關方面，供電部門需做到以下3點.

（1）設備選型應采用具備入網(wǎng)許可證的微機保護裝置，在同一供電管轄范圍內(nèi)，其裝置型號不要太多，否則不利于整定及維護.

（2）采用一次接線方式，要綜合考慮用戶一次接線的合理布局.考慮到系統(tǒng)側(cè)變電所內(nèi)10 kV開關的過流不得超過0.8 s，因此從變電所至用戶終端，最多只能設置3級開關，以保證設備間的合理配合和可靠動作.

（3）CT變比的選擇不能僅按負荷容量選擇，還要考慮系統(tǒng)是否過飽和，并要滿足10%的誤差.根據(jù)淳安縣供電局的實際情況，我們一般規(guī)定用戶進線開關保護變比不得低于300/5.在計量變比和保護變比有出入時，可以采用雙變比CT.

3 具體整定對策

由于實際的供電網(wǎng)絡與理論要求有一定差距，筆者在多年的整定計算過程中，遇到了很多問題和難題.比如，從變電所到用戶終端只可設3級開關，但用戶的實際設計中卻產(chǎn)生了5級開關串聯(lián)，雙進線的用戶一路采用專線，一路接公用線，從而造成公用線的過負荷.針對上述情況，采取了以下措施.

（1）10 kV進線開關是用戶故障的最后一道防線，無論出現(xiàn)哪種設備故障，也無論其設備有無保護，都必須確保在上級開關出口跳閘前，該進線開關最終可以切除故障，這是需要遵守的最基本的原則.

（2）用戶配電室內(nèi)的變壓器高壓開關，是采用熔絲保護還是微機保護，需按原有規(guī)定配置.

（3）配置保護的各開關，需要配置常規(guī)的速斷、過流兩段式保護，如圖1和表1所示.

圖1 普通10 kV出線圖及常規(guī)保護配合情況

表1 速斷、過流兩段式保護配置s

（4）用戶變壓器出線保護在無時限速斷時按空載合閘的勵磁涌流整定，在過流時按變壓器額定容量整定，其自啟動系數(shù)由負荷性質(zhì)決定.

（5）用戶進線開關保護，需要綜合考慮其所有的負荷，并考慮與所有設備配合.用戶10 kV進線開關與變電所開關沒有時間級差的，可以取相同時間，變電所開關用重合閘糾正.一路采用專線，一路接公用線的雙進線用戶.在可能造成公用線過負荷的情況下，必須先保證公用線上其他用戶的負荷，而對該用戶的公用進線開關限負荷，用過流定值進行約束，有過負荷告警的可以設置過負荷告警.

（6）對串聯(lián)開關過多時的取舍規(guī)則如下：一是必須考慮用戶終端出線2-2GP瞬時動作，按常規(guī)整定;二是因高配室內(nèi)還有其他出線，須考慮子高配室的進線保護2-1GP級差;三是因為沒有級差，考慮子高配室內(nèi)故障跳2-1GP與跳1-2GP造成的停電用戶一樣，但1-2GP可以保護其開關以下的線路，所以1-2GP的保護投入，可以取與2-1GP相同的時間，允許的話可用定值加配合系數(shù);四是因高配室內(nèi)還有其他出線，必須考慮用戶主高配室10 kV進線開關1-1GP級差;五是由于沒有級差，考慮與用戶主高配室10 kV進線開關1-1GP取相同時間，變電所開關1DL用重合閘糾正.

具體的保護、速斷、過充情況見表2，含用戶高配室的10 kV出線圖及保護配合情況見圖2.

表2 開關的保護、速斷和過流情況s

圖2 含用戶高壓配置室的10 kV出線示意及保護配合情況

4 結(jié)語

對10 kV用戶繼電保護的整定和管理，必須滿足繼電保護整定和配置的基本原則，同時要結(jié)合系統(tǒng)的實際情況與用戶的用電特點和要求，在安全性、可靠性、穩(wěn)定性、選擇性和經(jīng)濟性等方面權衡利弊，為用戶考慮最優(yōu)化的整定和配置方案，實現(xiàn)系統(tǒng)和用戶的安全、可靠運行.

［1］許建安.繼電保護技術［M］.北京：中國水利水電出版社，2002：134-289.

［2］張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.北京：中國電力出版社，2005：267-323.

［3］高亮，王婷.電網(wǎng)繼電保護整定及特性仿真分析［J］.上海電力學院學報，2008，24（3）：222-226.

［4］萬善良，胡春琴，張玲.繼電保護若干技術問題的探討［J］.供用電，2005，22（3）：12-15.

［5］GILLHS，ILIPOVIC-GLEDJA V F，MOUKADDEM B，et al.Software engineering in power system：practices and challenges［C］//Large Engineering Systems Conference on Power Engineering USA，2001：25-30.

［6］吳煒瓊.地區(qū)電網(wǎng)繼電保護整定計算一體化系統(tǒng)的研究［D］.武漢：華中科技大學，2004.

［7］程漢篷，王明杰.配電網(wǎng)繼電保護的現(xiàn)狀與展望［J］.科技廣場，2009（5）：250-251.

［8］RAMASWAM R，MCGUIREPF.Integrated coordination and short circuit analysis for system protection［J］.IEEE Trans.on Power Delivery，1992，7（3）：1 112-1 120.

（編輯蘇娟）