基于10kV線路保護(hù)整定計(jì)算問題及解決辦法

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

　　10 kV配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有的是用戶專線，只接一兩個(gè)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(gè)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(dá)幾千千伏安的變壓器；有的線路上設(shè)有開關(guān)站或用戶變電站，還有多座并網(wǎng)小水電站等。有的線路屬于最末級保護(hù)。陜西省鎮(zhèn)安電網(wǎng)中運(yùn)行的35 kV變電站共有7座，主變壓器10臺，總?cè)萘?5.65 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(wǎng)的小水電站41座（21條上網(wǎng)線路），總裝機(jī)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(fù)荷，至多T接一、兩個(gè)集中負(fù)荷。因此，利用規(guī)范的保護(hù)整定計(jì)算方法，各種情況都能夠計(jì)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(diǎn)，在設(shè)計(jì)、整定、運(yùn)行中會碰到一些具體問題，整定計(jì)算時(shí)需做一些具體的、特殊的考慮，以滿足保護(hù)的要求。

　　2 保護(hù)整定應(yīng)考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式

　　按《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》，為了取得合理的經(jīng)濟(jì)效益，城網(wǎng)各級電壓的短路容量應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運(yùn)行方式等方面進(jìn)行控制，使各級電壓下斷路器的開斷電流以及設(shè)備的動(dòng)熱穩(wěn)定電流得到配合，該導(dǎo)則推薦10 kV短路電流I k≤16 kA。

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

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

　　在無110 kV系統(tǒng)阻抗資料的情況時(shí)，由于3～35 kV系統(tǒng)容量與110 kV系統(tǒng)比較，相對較小，其各元件阻抗相對較大，則可近似認(rèn)為110 kV系統(tǒng)容量為無窮大，對實(shí)際計(jì)算結(jié)果沒有多大影響。

　　選取基準(zhǔn)容量Sjz = 100 MVA，10 kV基準(zhǔn)電壓Ujz = 10.5kV，10 kV基準(zhǔn)電流Ijz = 5.5 kA，10 kV基準(zhǔn)阻抗Zjz = 1.103Ω。

　　3 整定計(jì)算方案

　　10 kV配電線路的保護(hù)，一般采用瞬時(shí)電流速斷（Ⅰ段）、定時(shí)限過電流（III段）及三相一次重合閘構(gòu)成。特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負(fù)荷線路保護(hù)，不能滿足要求時(shí)，可考慮增加其它保護(hù)，如保護(hù)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?，F(xiàn)針對一般保護(hù)配置進(jìn)行分析。

　　3.1 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)

　　由于10 kV線路一般為多級保護(hù)的最末級，或最末級用戶變電站保護(hù)的上一級保護(hù)。所以，在整定計(jì)算中，定值計(jì)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(jìn)行整定計(jì)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(shí)限整定為0 s（保護(hù)裝置只有固有動(dòng)作時(shí)間無人為延時(shí)）。

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

　　特殊問題的解決如下

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

　　當(dāng)線路較長且較規(guī)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(shí)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(shí)，按常規(guī)，在繼電保護(hù)整定計(jì)算中是不考慮重疊故障的，但可采用加裝瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，一般可整定于0 s 動(dòng)作，使線路故障在盡可能短的時(shí)限內(nèi)切除；在上下級保護(hù)時(shí)限配合可能的情況下，適當(dāng)調(diào)整10 kV線路過電流保護(hù)與主變壓器過電流保護(hù)的時(shí)限級差，以使主變壓器過電流保護(hù)有足夠的返回時(shí)間。