基于35kV配網(wǎng)線路保護計算概論

摘 要：在配電網(wǎng)電力系統(tǒng)中，繼電保護裝置起到非常重要的作用，它讓配電網(wǎng)的安全性和可靠性得到了充分的保障。但是隨著電網(wǎng)規(guī)模正在不斷的變大，同樣對繼電保護裝置的能力要求也越來越嚴格。為提升保護裝置的性能，我們需要對繼電保護動作行為進行提前計算、仿真，探究和對結果的校正、分析。到現(xiàn)在為止，繼電保護數(shù)字計算、仿真技術已經(jīng)成為了繼電保護裝置研發(fā)的重要手段。其中，針對配電網(wǎng)短路進行分析計算仍是一重要事項。

關鍵詞：配電網(wǎng)；保護；計算；整定

引言

電力生產過程主要是發(fā)電、輸電、變電、配電、用電，而直接面向電力用戶的是配電網(wǎng)環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)也是電力系統(tǒng)向用戶供電的最后一個環(huán)節(jié)。它由配電網(wǎng)（其中包括饋線、降壓變壓器、斷路器、各種開關等配電設備）、繼電保護、自動裝置、測量和計量儀表以及通信和控制設備構成一個配電系統(tǒng)。從眾多角度來講，城市配電網(wǎng)電壓等為110kV、10kV、0.4kV，各其它電壓等級的電網(wǎng)為高壓輸電線電網(wǎng)。就整個電力系統(tǒng)而言，配電網(wǎng)的優(yōu)質運行是電力生產的一個重要環(huán)節(jié)。而保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性運行，其中配電網(wǎng)的保護起到了一個非常重要的作用。因此，對配電網(wǎng)線路進行研究分析是一項非常有意義的課題[1-2]。

1 配電網(wǎng)保護的現(xiàn)狀

在城市配電網(wǎng)中，因大部分采用的是單側電源、輻射型35kV、10kV的配電網(wǎng)絡，饋線保護設備安裝在變電站靠近母線的饋線斷路器處。電力系統(tǒng)運行要求：110kV及以下的電網(wǎng)中，配電系統(tǒng)中性點不直接接地，或經(jīng)消弧線圈接地，因此，城市配電網(wǎng)主要采用三段式保護、電流速斷、定時限流速斷、定時限過電流保護，通常采用上述三階段式電流保護的配合。

2 配電網(wǎng)保護的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展進一步推進了配電網(wǎng)的繼電保護向著智能化、多功能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。目前，配電網(wǎng)在故障定位方面可以做到快速、準確，誤差率低的找到配電網(wǎng)絡中的故障位置，同時通過快速斷路器等設備在0.5S內可以將故障隔離開來，在隔離故障的同時并恢復對非故障區(qū)正常供電，讓用戶停電損失最低化。更深一層化提高了配電網(wǎng)的自動化、保障了連續(xù)供電性。當出現(xiàn)下列情況應快速切除故障[1-2]：（1）如線路短路，使發(fā)電廠廠用母線電壓低于額定電壓的60%時；（2）如切除線路故障時間長，可能導致線路失去熱穩(wěn)定時；（3）當線路出現(xiàn)其它重大異常情況時。

3 配電網(wǎng)線路三段保護整定計算

配電網(wǎng)中主要是電流保護，其第I段整定：I'opA=K'rel×IABmax，當采用線路-變壓器組的接線方式時，這里將線路和變壓器等價為一個元件，則按躲過變壓器低壓側出口處短路來整定。若本線路15%處短路：Ikmin若Ik.min>I'op.A則合格，t'op.A=0s。

其第II段整定原則為：I\"opA=K\"relI'opB，其中K'rel取1.1～1.2，I'op.B 是下一條線路電流Ⅰ段的整定值，當有多個相鄰下一級設備時（如下一級可能是線路或者是變壓器設備），首先按與各個相鄰下一級設備的Ⅰ段配合整定，然后選擇數(shù)值較大者。

其中： K\"sen必須大于1.3～1.5，若靈敏

系數(shù)不滿足要求，則應該與相鄰下一級線路的Ⅱ段配合。

其第III段： ，整定原則為躲過線路正常時

流過的最大相電流，其中 為1.2，自啟動系數(shù)Kss取1.5～3，返回系數(shù)Kre取0.85～0.95，

近后備靈敏系數(shù)：

要求近后備靈敏系數(shù)須大于1.3～1.5，Ik.min是本線路末端短路的最小短路電流：

遠后備靈敏系數(shù)： 要求遠

后備靈敏系數(shù)須大于1.2，Ik.min是下一級線路末端最小短路電流：

。

通常，在配電網(wǎng)中采取三段式保護相互配合來實現(xiàn)整條線路來進行保護的，各個保護間有一個間隔時間差，這個時間差一般整定為0.3s-0.5s間。三段保護互相配合、互相協(xié)作，對配網(wǎng)線路構成一套完整保護，所以取長補短，把這三種保護結合起來，可以彌補每個保護的不足，組成名為階段式電流保護的一整套系統(tǒng)。在實際應用中可以根據(jù)實際情況采用三種保護的組合或者其中兩種保護的組合，可以靈活多變的來設置線路保護。其保護時間特性見圖1。

4 線路距離保護分析

線路距離保護Ⅰ段一般按照以下兩個原則進行整定：

（1）一般按躲過下一條線路出口處短路整定：Z'op.1=K'relZAB，K'rel取0.8～0.85。

（2）對于線路變壓器組按躲過變壓器出口處短路來整定，Z'op.1=K'rel（ZAB+ZT）。

第II段整定原則：

a.按與相鄰下一級線路Ⅰ段配合整定：Z\"op.1=K\"rel（ZAB+Kb.minZ'op.2） K\"rel取0.8，其中Kb.min是最小分支系數(shù)，為相鄰下一級設備距離Ⅰ段保護范圍末端三相短路時，流過相鄰下一級設備的電流與流過被保護線路電流之比。

b.按躲過相鄰變壓器出口處短路來整定：Z\"op.1=K\"rel（ZAB+Kb.minZT）

5 結束語

伴隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，以及用電需求的不斷增加，配電網(wǎng)的角色越來越關鍵，但就針對如何保證安全、優(yōu)質、經(jīng)濟供電，一直以來是學者不斷的研究課題。這就間接的迫切要求配網(wǎng)保護來承擔這一關鍵角色，以實現(xiàn)故障迅速定位與隔離、調度迅速的負荷轉移等多方面實現(xiàn)自動化，才能讓用戶損失盡可能的最小，文章僅僅針對保護角度進行文章淺析，還存在更多的工作等待相關研究。

參考文獻

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