地區配網繼電保護整定原則探討

歐鵬

摘 ?要：配電網作為電網的重要組成部分，直接面向終端用戶，與廣大人民群眾的生產生活息息相關，是服務民生的重要基礎設施。文章結合江門地區配電網的運行情況，對該地區的配網繼電保護進行了探討，合理選擇配網開關保護配置，并在這基礎上提出了配網繼保整定原則，提高故障隔離能力，切實提高實用化水平，從而提高電網穩定運行水平，具有重要的借鑒意義。

關鍵詞：配電網;繼電保護;定值整定

中圖分類號：TM77 ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0085-03

1 ?概 ?述

繼電保護的正確可靠動作對保證電網安全穩定有著極其重要的作用，整定計算是決定繼電保護能否正確動作的關鍵環節之一，配置結構合理、質量優良和技術性能滿足運行要求的繼電保護及自動重合閘裝置是電網繼電保護的物質基礎;正確的運行整定是保證電網穩定運行、減輕故障設備損壞程度的必要條件。

2 ?配網饋線保護整定原則

2.1 ?10 kV饋線保護

2.1.1 ?相間電流保護

①限時速斷保護：考慮躲過配變低壓側三相故障短路電流。一般情況下可根據網內短路電流水平簡化整定，推薦動作值取3 000 A（一次值），動作時間取0.3 s。對于長線路或接有大容量配變的線路，需要根據實際情況另行計算動作值。

②定時限過流保護：按對線路末端故障有不小于1.5的靈敏系數或按躲負荷電流可靠系數1.3整定。

一般情況下，可根據網內短路電流水平簡化整定，推薦動作值取800 A（一次值），動作時間取0.6 s。對于長線路或接有大容量配變的線路，需要根據實際情況另行計算動作值。

2.1.2 ?后加速保護

有可獨立整定及可獨立投入的后加速保護段的，可投入后加速保護，后加速保護段的動作值必須可靠躲過合閘及重合閘時的涌流，否則退出后加速保護。

2.1.3 ?過負荷保護發信

有需求時可投入過負荷保護發信，動作值建議取1In（In可取CT二次額定值1 A或5 A），動作時間取5 s。一般不投過負荷保護。

2.1.4 ?饋線重合閘

①無小電源并網的線路投非同期重合閘方式，重合時間建議取1 s。

②有小電源并網的線路應裝設線路PT，取相間電壓，重合閘投檢無壓重合閘方式。如未裝設線路PT，用戶專線建議退出重合閘，公用線路建議臨時將重合閘時間整定為不小于3 s。

③如投入二次重合閘，一般可整定為：第一次重合時間5s（確保饋線上各中途開關均跳閘）;第二次重合閉鎖時間應小于第一個中途開關動作時間，可取同第一次重合時間;第二次重合時間需考慮開關兩次重合閘的間歇時間，可取60 s;重合閘充電時間則按照柱上開關的數目整定，9個以內的柱上開關可整定為65 s。

2.1.5 ?低電阻接地系統10 kV饋線零序電流保護

①接地電阻為10 Ω的系統：動作值取50 A（一次值），動作時間0.6 s。

②接地電阻為16 Ω的系統：動作值取30A（一次值），動作時間0.6 s。

2.2 ?10 kV配電線路中途開關保護的整定原則

2.2.1 ?相間電流保護

①速斷保護：考慮躲過配變低壓側三相故障短路電流和開關所帶負荷的涌流，并應盡量保證在最大運行方式下對線路末端三相短路故障有不小于1.2的靈敏系數。

一般情況下可根據網內短路電流水平簡化整定，推薦動作值取2 000 A（一次值），動作時間取0～0.1秒。對于長線路或接有大容量配變的線路，需要根據實際情況另行計算動作值。

過流保護：按保證在最小運行方式下對線路末端兩相故障有不小于1.5的靈敏系數或按躲負荷電流可靠系數1.3整定。

一般情況下可根據網內短路電流水平簡化整定，推薦動作值取600 A（一次值），動作時間取0.3 s。對于長線路或接有大容量配變的線路，需要根據實際情況另行計算動作值。

2.2.2 ?重合閘時間

主干線分段開關重合閘時間取45 s（確保變電站出線開關儲能及重合閘充電），分支線開關（無論在線路何處）在主干線開關重合后按7 s的重合閘時間級差逐級重合。

2.2.3 ?低電阻接地系統10 kV配電線路中途開關零序電流保護

接地電阻為10 Ω的系統：動作值取50 A（一次值），動作時間0.3 s。

接地電阻為16 Ω的系統：動作值取30 A（一次值），動作時間0.3 s。

2.3 ?配網分段開關保護配置原則

①由于保護動作時間受系統限制，只可以實現2級保護配合，配網線路主干線上最多只可投入一個分段開關的保護與變電站保護實現配合，且該開關必須帶有重合器并正常投入運行。如圖1所示。

②無聯絡的分支線可配置開關和保護，用于隔離分支線故障，減少故障對主干線的影響，但此時各分支線也只能投入一個開關的保護及開關重合功能，建議分支線的保護和重合器配置在分支線的第一個開關。如圖2所示。

③主干線配置了分段開關且投入了保護和重合器的線路，由于其主干線分段開關后的各分支線保護已無法與主干線分段開關的保護實現配合，若分支線投入開關重合功能，當分支線發生永久性故障時，將會導致主干線分段開關在重合后再次跳閘，從而造成主干線分段開關后的線路停電，配網運維部門應對此制定相關預案。如圖3所示。

2.4 ?配網中途分段斷路器保護整定原則

2.4.1 ?保護動作時間與變電站出線開關保護動作時間配合

變電站保護電流速斷保護時間取0.3 s，過流時間取0.6 s;分段斷路器保護速斷時間取0～0.1 s，過流時間取0.3 s。如圖4所示。

2.4.2 ?相間電流速斷保護定值整定

①按躲開關所帶負荷的涌流整定：I1zd≥Kk×IeΣ

式中：Kk為考慮涌流的可靠系數，可根據計算、試驗或實際運行經驗確定。

IeΣ為該分段開關帶配變總額定電流：IeΣ=SΣ/■Ue

Ue為平均額定電壓10.5 kV。

注意事項：

其一，對用電性質為居民用電的公用線路Kk一般取2.5～5，配變數量越多，取值越小;

其二，對有較多大型配變或電動機的線路，因為空載配變投入時涌流較大，大型電機投入時自啟動電流較大持續時間較長，Kk可取5～10;

其三，定值應躲過單臺大型配變投入時最大涌流：對

6 300 kVA及以下變壓器I1zd≥（7～12）×Ie變壓器容量越大，系數越小。

其四，定值應躲過單臺或多臺大型電機同時投入時最大啟動電流Iqd：I1zd≥Kk×Iqd，Kk取值1.5，Iqd參考值如下：單鼠籠電動機5.5～7 Ie;雙鼠籠電動機3.5～4 Ie;

繞線式電動機2.0～2.5 Ie ? 。

②計算出的速斷定值過小或能可靠躲過涌流時，可取推薦值一次動作值：2 000 A。

2.4.3 ?配網中途分段斷路器重合時間整定

主干線分段斷路器重合閘時間取45 s（確保變電站出線開關儲能及重合閘充電），位于主干線分段斷路器后的分支線斷路器在主干線開關重合后按7秒的重合閘時間級差逐級重合。如圖5所示。

動作邏輯：如FB1之后線路發生永久性故障，FB1與CB1同時跳閘，CB1重合成功，約20 s后完成彈簧儲能，約40 s后完成重合閘充電，準備再次重合;45 s后FB1重合于故障點，FB1和CB1同時分閘，CB1再次重合成功，恢復CB1- FB1區間供電。

3 ?變電站開關重合時間與配網自動化開關動作時間 ? 的配合

3.1 ?變電站開關保護二次重合閘功能介紹

變電站開關保護二次重合閘，如圖6所示。

TCH1：第一次重合延時，取5 s（確保饋線上各中途開關均跳閘）;

TCH2：第二次重合延時，需考慮開關兩次重合閘的間歇時間，可取60 s;

TBS：二次重合閘閉鎖延時，應小于第一個中途開關動作時間，可取同第一次重合時間5 s;

TCD：重合閘充電時間，按照柱上開關的數目整定，9個以內的柱上開關可整定為65 s。

3.2 ?變電站開關二次重合閘與配網自動化開關動作時間 ? ? 配合

①通過就地重合方式實現配電自動化時，一般可分為電壓-電流-時間型、電壓-時間型兩種類型，下面以電壓-時間型為例子：

②負荷開關具備的功能：失壓瞬時分閘、有壓延時合閘、若合閘之后在設定時間內失壓，則自動分閘并閉鎖合閘功能、脈動閉鎖功能。

③按故障點不同，分兩種情況開關動作情況進行介紹，如圖7、圖8所示。

其一，當永久性相間故障發生在CB1與FS1之間時：

動作邏輯： CB1保護動作分閘 、FS1/2/3失壓分閘;CB1重合于故障點，重合不成功再次分閘;CB1閉鎖二次重合閘，不再重合。

其二，當永久性相間故障發生在CB1與FS1之間時：

動作邏輯：CB1保護動作分閘、FS1/2/3失壓分閘;CB1第一次重合閘，重合成功，二次重合開始充電計時（充電時間28 s）;FS1有壓后7 s合閘，合閘成功;FS2有壓后7 s順序合閘，合閘成功;FS3有壓后7 s順序合閘，合于故障點;CB1保護動作再次分閘，FS1、2失壓分閘，FS3合閘后短時間內失壓，自動分閘并閉鎖合閘功能;CB1第二次重合成功;FS1有壓后7 s第二次合閘，合閘成功;FS2有壓后7 s第二次合閘，合閘成功，恢復CB1-FS3區間段供電。

4 ?結 ?語

今年以來，經濟下行壓力較大，經濟回穩的任務較重，加快配電網建設改造，提高電網穩定運行水平越來越重要，在地區電網的規劃、設計、運行階段，必須做好穩定性水平分析，為推進轉型升級，服務經濟社會發展，促使我國經濟、社會各方面穩定健康發展扎實重要保障。

參考文獻：

[1] 崔家佩，孟慶炎，陳永芳，等.電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計 ? 算[M].北京：中國電力出版社，2006

[2] 袁欽成.配電系統故障處理自動化技術[M].北京：中國電力出版社，

2007.