宜昌宜都10kV线路保护简化整定计算

王涛

摘 要：电网继电保护整定计算对电力系统安全稳定运行具有极其重要的意义，因此对继电保护整定计算的要求很高，讨论的也很多，但供电可靠性主要还是体现在10kV供配电线路上。相对于高电压等级的输电线路，10kV供配电线路的继电保护整定计算較为简单，但有许多特殊情况需要考虑，不能仅仅按照规程直接整定。本文结合宜都电网实际整定工作经验，提出了在保证继电保护选择性、快速性、灵敏性和可靠性的基础上，较为实用的保护配置及简化计算方法，既保证了整定的正确、科学和合理，又提高了整定计算工作的效率。

关键词：继电保护;简化;整定计算

引 言

宜昌宜都10kV供配电线路为县域农网的主要供电线路，虽然处于电网末端，但是其安全可靠与否同人们的生活、生产息息相关，需要高度重视，保证其安全、可靠供电。继电保护是电网安全稳定运行和可靠供电的重要保障措施，只有合理、正确的保护定值，才能满足继电保护选择性、灵敏性和可靠性，保证电网安全稳定运行。

1 10kV供配电线路的特点

宜都市10kV供配电线路的结构复杂、一致性差，有的用户专线只接一或两个用户负荷，有的则呈放射状，同一条支线上会T接多台变压器，且变压器容量从100kVA到几千kVA不等;线路长度差别很大，有的用户专线仅几百米长，有的农网线路则可达到几十公里;有的属于线路的最末级，有的还设有开关站或用户变电所等。由于其规范性不强，在整定计算方面按照常规方式进行反而可能造成不良后果[1]。

2 10kV线路简化整定计算方案

2.1 保护配置方案。宜都市的10kV供配电线路的保护，一般采用二段式电流保护（电流速断保护、过电流保护）及三相一次重合闸，部分特殊结构或带有特殊负荷的线路保护，如果不能满足要求，可以考虑采用三段式电流保护，即增加限时电流速断保护。

2.2 无时限电流速断保护

10kV线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护，对于有用户变电所的线路，选择性可以靠重合闸来实现，因此，10kV线路无时限电流速断保护主要考虑灵敏性，按照躲过本线路末端故障整定。

2.2.1 按躲过本线路末端故障整定。按躲本线路末端故障的最大故障电流整定，最大故障电流取三相短路时的短路电流：

Idz=KkId.max=KkIj/（Z∑+Zl）

式中 Idz为电流速断一次值;

Kk可靠系数实际工作中一般取1.3;

Z∑保护装置背后，系统最大运行方式下正序

短路阻抗标幺值;

Zl本线路正序阻抗标幺值。

2.2.2 保护范围校验

在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的短路电流对应的短路点区域，就是保护范围。保护范围随运行方式、故障类型的变化而变化，最小的保护范围为在系统最小运行方式下两相短路时出现。一般情况下，应按这种运行方式和故障类型来校验保护的最小范围，要求大于被保护线路全长的（15%～20%） ，允许速断保护保护线路全长。保护的范围百分比计算式为[2]：

i=（IB/ Idz-ZΣ）/ ZL*100%≥15%

2.3 带时限电流速断保护

在无时限电流速断保护灵敏度不够的情况下，，10kV线路往往采用带时限电流速断保护。与上文同理，由于10kV供配电线路的结构特点，不需考虑多种整定原则，主要考虑保护得灵敏性，按照保证本线路末端故障灵敏度整定。

按保证本线路末端故障灵敏度整定，公式如下：

Idz=Id.min/Klm=0.866Ij/ Klm（Zxt.min+Zxt）

式中 Id.min为本线路末端最小两相短路电流;

Klm灵敏度，应不小于1.3～1.5，实际工作中在此取1.5;

Zxt.min系统最小运行方式下至保护安装处的短路阻抗及线路阻抗（均为标幺值）。

②保护动作时间：动作时间定值取0.3s级差，即t=0.3s。

2.4 过电流保护。在以往的整定计算工作当中，10kV线路过电流保护应按照躲过线路最大负荷电流和躲过配变励磁涌流两种原则整定，取其中较大值作为过电流保护定值。实际工作中，由于过电流保护的时限都在0.5s以上，可以通过时限躲过励磁涌流。在整定计算过程中，对电流值的整定除了考虑本线路正常情况下的最大负荷电流，对于用户专线还需要考虑电机的自启动电流。目前，随着微机保护及自动化装置的不断发展，实际工作中，线路微机保护均配置有带复合电压闭锁的过电流保护。

2.4.1 带复合电压闭锁的过电流保护整定。

①电流定值整定：Idz=KkIfh.max/Kf

式中 Kk为可靠系数，取1.15～1.25;

Kf返回系数，电磁型继电器取0.85，目前多采用感应型继电器，取0.95;

Ifh.max本线路正常情况下最大负荷电流（A）。

实际工作中也采用简化公式：

Idz=1.41Ifh.max

由于用户专线的大电机启动时间一般都大于10s，不能通过设置时限躲过，因此用户专线必须校验定值能否躲过大电机的自启动电流。

Kk=Idz/（Ke*Ie）≥1.2

其中Kk为可靠系数;

Ie为电机额定电流;

Ke为电机自启动系数。

②电压定值整定：Udz=Ufh.min /KkKf

式中 Ufh.min为最低运行电压，取（0.9～0.95）额定电压;

Kk可靠系数，取1.15～1.25;

Kf返回系数，取1.25～1.3。

实际工作中Udz一般取70V。

③保护动作时间：动作时间定值取0.3s级差，即t=0.6s。

2.4.2 保护灵敏度计算

本线路末端灵敏度Klm为：

Klm=Id.min/Idz≥1.3～1.5

Klm在200km以上线路中不小于1.3;50～200km线路中不小于1.4;50km一下线路中不小于1.5[3]。

实际工作中一般以1.5为标准校验灵敏度。

3 重合闸

10kV供配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸，由于安装在末级保护上，不需要与其他保护配合，主要考虑重合闸的成功率及缩短重合停电时间，以使公用线路负荷尽量少受影响，实际工作中公用线路重合时间一般取2s，考虑到专线用户线路在非雷雨天跳闸的永久故障率较高，一般10kV专线不设重合闸。

结 论

宜都地区10kV供配电线路保护采用二段式电流保护完全可以满足要求。在保护整定计算工作中，根据实际情况简化整定计算，在实际工作中也取得了比较好的结果，保护无越级跳闸或者拒动，不仅可以满足保护的选择性、灵敏性和可靠性，还可以提高工作效率，是完全科学、合理的，也是切实可行的。

参考文献

[1] 李志宇. 10kV配电线路保护的整定计算存在的问题[J]. 湘潭师范学院学报， 2008，30（3）：48-52.

[2] 张保会，尹项根等. 电力系统继电保护[M]. 北京： 中国电力出版社， 2005.

[3] 崔家佩，孟庆炎，陈永芳，熊炳耀. 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M]. 北京： 中国电力出版社， 1993.