10kV配電線路保護整定計算分析

摘 要：10kV配電線路由于其規范性不強，在線路保護整定計算方面，按照規范的保護整定計算方法往往不適用。結合多年工作實踐經驗，按照配電線路的不同特點總結了不同保護整定計算方案，分析了容易忽視的問題，以便能夠有效提高10kV配電線路的安全運行水平。

關鍵詞：10kV配電線路；繼電保護；整定計算

1 問題的提出

對于輸電線路而言，由于其比較規范，一般無T接負荷或至多T接一、兩個集中負荷，線路結構簡單明了，利用規范的保護整定計算方法，一般均滿足要求。但對于10kV配電線路，由于線路結構復雜多樣，一致性差，在保護整定計算中會碰到多種問題，利用規范的保護整定計算方法，往往不滿足配電線路的不同保護要求。因此10kV配電線路的保護整定計算，應深入結合配電線路的不同結構特點、供電要求，有針對性地做一些具體、特殊的考慮，以滿足繼電保護“四性”要求。

2 10kV配電線路的特點

一致性差是10kV配電線路最突出的結構特點。有的是用戶專線，只接一兩個用戶，類似于輸電線路；有的線路分支較多，T接幾十臺甚至上百臺變壓器；有的線路短到幾百米，有的線路長到幾十千米；有的線路上配電變壓器容量很小，最大不超過100kVA，有的線路上卻有幾千伏安的變壓器；有的線路由35kV變電站出線，有的線路由110kV變電站出線；有的線路導線型號較大，有的線路導線型號很小；有的線路上設有多臺柱上開關；有的線路為手拉手互供線路；有的線路屬于最末級保護，有的線路上設有開關站或有用戶變電站。

3 整定計算方案

10kV配電線路的保護，一般采用瞬時電流速斷（Ⅰ段）、定時限過電流（III段）及三相一次重合閘構成。特殊線路結構或特殊負荷線路保護，不能滿足要求時，可考慮增加其它保護，如保護Ⅱ段、電流電壓速斷、電壓閉鎖過電流、電壓閉鎖方向過電流等，現針對一般保護配置進行討論分析。

3.1 電流速斷保護

電流速斷保護定值計算一般按躲過本線路末端（主要考慮主干線）最大三相短路電流整定。實際計算時，大部分情況可按距離保護安裝處較近的線路最大配變低壓側故障整定，時限整定為0s。另外當保護安裝處變電站主變過流保護為一般過電流保護時，線路速斷定值必須與主變過流定值配合。下面針對特殊情況進行分析。

用戶專線：按躲過用戶配變低壓側出口最大三相短路電流整定，一般可滿足要求。如果用戶為多臺配變，且配置了保護，那么保護將無配合失去選擇性；若按躲過線末最大短路電流整定，定值往往較大，可能不滿足靈敏度要求，小方式無保護區。針對這種情況，如時限級差允許，可將速斷保護改為限時速斷保護，與下級用戶速斷保護配合；如時限級差不允許，實踐證明可按速斷保護線路全長有靈敏度整定，選擇性依靠重合閘來保證。

當線路很短時，小方式無保護區；或下一級為重要用戶變電站時，可按上述情況將速斷保護改為限時電流速斷保護。

當線路較長且較規則，線路上用戶較少，可采用躲過線路末端最大三相短路電流整定，此種情況一般能同時滿足選擇性與靈敏性。

當線路較長且不規則，線路上用戶較多，可采用躲過線路上距電源側最近的最大配變低壓側出口最大三相短路電流整定。

對于110kV變電站配出的10kV線路保護，由于母線短路容量較大，可按三段電流保護設置，并適當提高速斷保護定值，優先考慮滿足選擇性要求。另外此種情況應注意校核電流互感器的飽和性。

當線路較長，分支較多，線路主干或分支設有柱上開關，開關具備跳閘功能。當計算定值較小時，可考慮線路柱上開關的保護作用，適當提高線路速斷保護定值。

總之，10kV配電線路的速斷保護整定計算靈活性較大，在不同的線路上適用不同的整定原則。根據線路的不同情況，允許保護線路全長，也可以只保護線路很少一部分，但不應伸出線路配變，且必須滿足如下要求：一是必須與主變低后備一般過電流保護配合，二是必須躲過空送線路時的配變最大勵磁涌流，這往往是10kV配電線路保護整定計算工作中容易忽視的問題，應特別注意。

3.2 過電流保護

一般按躲過本線路最大負荷電流整定，時限整定為0.3s（微機保護），按階梯型原則整定，盡量控制不大于0.6s。特殊問題解決如下。

當線路較長，容量較大，過流保護靈敏度（近后備）往往不夠，此時可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護，負序電壓取0.06Ue，低電壓取0.6～0.7Ue，動作電流按正常最大負荷電流整定，此時只考慮可靠系數及返回系數即可。當保護裝置無二次電壓接入時，可考慮按最低保證1.3倍的靈敏系數整定。

當因躲過勵磁涌流而使過流定值較大，保護靈敏度不夠時，可考慮將過流定值降低，保證靈敏度，而將重合閘后加速時間設置為0.2S或將重合閘后加速退出。

由于配電線路每臺配電變壓器高壓側均裝有跌落式熔斷器或斷路器，線路過電流保護的遠后備一般不作具體要求，其靈敏度可根據線路的不同情況給予適應考慮。

總之，10kV配電線路的過電流保護定值必須滿足靈敏度（近后備）要求，以保證配網安全運行的基本要求。

4 重合閘

10kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘，由于安裝于末級保護上，所以不需要與其他保護配合。考慮的主要是重合閘的重合成功率，以使用戶負荷盡量減少影響。根據有關統計分析，架空線路的瞬時性故障次數，約占故障次數的70%左右，重合閘的成功率約50%～70%。因而重合閘對電力系統供電可靠性起了很大的作用。

重合閘整定時間，應等于線路對有足夠靈敏系數的延時段保護的動作時間，加上故障點足夠斷電去游離時間和裕度時間，再減去斷路器合閘固有時間。在10kV配電線路中，一般采用1～1.5s的重合閘時間。對于自然環境較惡劣地域的線路，其重合閘時間選擇較長時限，可提高重合成功率，一般情況可選擇1s的重合閘時間即可。

5 結束語

上述整定計算方案經多年運行考驗，符合選擇性、靈敏性、速動性、可靠性“四性”原則。對于10kV配電線路，動作時間小于0.6s，保證了10kV設備和線路的熱穩定，同時選擇性好，動作時間準確，不易出現誤動情況，保證了供電可靠性。

參考文獻

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