基于10kV線路保護整定計算問題及解決辦法

　摘要：對10 kV線路繼電保護的整定計算中存在的特殊問題，提出了解決的方法。

　　10 kV配電線路結構復雜，有的是用戶專線，只接一兩個用戶，類似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺甚至上百臺變壓器T接于同一條線路的各個分支上；有的線路短到幾十米，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100 kVA，有的線路上卻達幾千千伏安的變壓器；有的線路上設有開關站或用戶變電站，還有多座并網小水電站等。有的線路屬于最末級保護。陜西省鎮安電網中運行的35 kV變電站共有7座，主變壓器10臺，總容量45.65 MVA；35 kV線路8條，總長度135 km；10 kV線路36條，總長度1240 km；并網的小水電站41座（21條上網線路），總裝機容量17020 kW。

　　1 10 kV線路的具體問題

　　對于輸電線路而言，一般無T接負荷，至多T接一、兩個集中負荷。因此，利用規范的保護整定計算方法，各種情況都能夠計算，一般均滿足要求。但對于10 kV配電線路，由于以上所述的特點，在設計、整定、運行中會碰到一些具體問題，整定計算時需做一些具體的、特殊的考慮，以滿足保護的要求。

　　2 保護整定應考慮系統運行方式

　　按《城市電力網規劃設計導則》，為了取得合理的經濟效益，城網各級電壓的短路容量應該從網絡的設計、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運行方式等方面進行控制，使各級電壓下斷路器的開斷電流以及設備的動熱穩定電流得到配合，該導則推薦10 kV短路電流I k≤16 kA。

　　系統最大運行方式，流過保護裝置短路電流最大的運行方式（由系統阻抗最小的電源供電）。

　　系統最小運行方式，流過保護裝置短路電流最小的運行方式（由系統阻抗最大的電源供電）。

　　在無110 kV系統阻抗資料的情況時，由于3～35 kV系統容量與110 kV系統比較，相對較小，其各元件阻抗相對較大，則可近似認為110 kV系統容量為無窮大，對實際計算結果沒有多大影響。

　　選取基準容量Sjz = 100 MVA，10 kV基準電壓Ujz = 10.5kV，10 kV基準電流Ijz = 5.5 kA，10 kV基準阻抗Zjz = 1.103Ω。

　　3 整定計算方案

　　10 kV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分析。

　　3.1 瞬時電流速斷保護

　　由于10 kV線路一般為多級保護的最末級，或最末級用戶變電站保護的上一級保護。所以，在整定計算中，定值計算偏重靈敏性，對有用戶變電站的線路，選擇性靠重合閘來糾正。分為兩種類型進行整定計算。

　　放射狀類型：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。時限整定為0 s（保護裝置只有固有動作時間無人為延時）。

　　專線類型：按躲過線路上配電變壓器低壓側出口最大三相短路電流整定。時限整定為0 s（保護裝置只有固有動作時間無人為延時）。

　　特殊問題的解決如下

　　當線路很短時，最小方式時無保護區；或下一級為重要的用戶變電站時，可將速斷保護改為限時電流速斷保護。動作電流與下級電流速斷保護配合（即取1.1倍的下級保護最大速斷值），動作時限較下級電流速斷大一個時間級差，此種情況在城區較常見，在新建變電站或改造變電站時，建議保護配置采用微機保護，這樣改變保護方式就非常容易。在無法采用其它保護的情況下，可依靠重合閘來保證選擇性。

　　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保證選擇性與靈敏性，按放射狀類型整定。

　　對于多條線路重疊故障，引起主變壓器斷路器越級跳閘時，按常規，在繼電保護整定計算中是不考慮重疊故障的，但可采用加裝瞬時電流速斷保護，一般可整定于0 s 動作，使線路故障在盡可能短的時限內切除；在上下級保護時限配合可能的情況下，適當調整10 kV線路過電流保護與主變壓器過電流保護的時限級差，以使主變壓器過電流保護有足夠的返回時間。