10kV線路保護整定方案分析

孔慧欣 ，王 鵬 ，趙 煜

（1.河南省新鄉供電公司，河南 新鄉 453000；2.河南省開封供電公司，河南 開封475001）

10 kV配電線路結構特點是一致性差，不僅所帶負荷性質各異，線路長短差異較大，有的線路只有數百米，而有的線路則數十千米。有的10 kV線路保護為開閉所或用戶變電所的上一級電源點保護，有的則為最末一級保護。在某些情況下，采用常規的保護整定方法，有可能造成保護拒動或誤動。下面我們針對這些特殊情況進行分析，以得出最佳的整定方案。

1 保護配置的選擇

常規采用三段式電流保護和帶后加速的三相一次重合閘。以瞬時電流速斷保護作為第一段，加速切除線路首端的故障；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，保護線路全長；以定時限過流保護作為第三段，作為全線路和相鄰下一級線路的后備保護。

2 常規整定方案

2.1 瞬時電流速斷保護

按躲本線路末端故障整定，適用于帶開關站的線路，線路保護為開關站出線保護的上一級保護。

式中，

Kk為可靠系數，取1.2～1.3；

Idz為瞬時電流速斷整定值；

Id.max為線路末端最大運行方式下，三相短路故障時的短路電流。

2.2 限時電流速斷保護

按線路末端小方式下相間兩相短路故障。

式中，

Id.min為線路末端最小短路電流；

Klm為靈敏系數，取1.5；

Idz為限時速斷電流整定值。

2.3 定時限過流保護

按躲開本線路最大負荷電流整定。

式中，

Kk為可靠系數，取1.1～1.2；

Kf為返回系數，取0.85；

Kzqd為電動機自啟動系數，取1～3；

Idz為定時限過流整定值。

3 整定方案特例

3.1 CT飽和對保護整定的影響

（1）造成CT飽和的原因。隨著系統規模的不斷擴大，10 kV系統短路電流會隨之變大，可以達到CT一次額定電流的數百倍，系統中原有一些能正常運行的變比小的CT就可能飽和；另一方面，短路故障是一個暫態過程，短路電流中含大量非周期分量，又進一步加速CT飽和。CT嚴重飽和時，一次電流全部變成勵磁電流，二次側感應電流為零，流過電流繼電器的電流為零，保護裝置就會拒動。

（2）分析CT飽和對保護的影響。圖1為新鄉供電公司110 kV朱莊變，其中10 kV線路開關朱酒1CT變比為100/5，CT準確級為10 P 10，朱酒1保護配置為三段式電路保護，若通過常規方式進行計算，未考慮CT飽和對保護的影響，則朱酒1整定方案如表1。

圖1 朱莊變一次接線圖

表1 朱酒1整定方案如表

朱莊變#1主變低后備保護定值為4 800 A（一次值），時間為0.6 s時跳100，時間為0.9 s時跳全變。10 kV朱酒線發生故障時，當故障電流達到1 600 A（一次值）時，速斷保護、限時速斷保護、過流保護均應啟動，但由于朱酒1 CT變比為100/5，CT準確級為10 P10，當電流達到1 000 A（一次值）時CT已飽和，CT感應到二次側的電流會很小或接近于零，故速斷保護和限時速斷保護不出口，造成保護裝置拒動，而朱酒1過流保護動作時間大于#1主變低后備保護動作時間，所以故障由主變后備保護來切除，不但延長了故障時間，使故障范圍擴大，影響供電可靠性，而且嚴重威脅運行設備的安全。

（3）解決CT飽和的方法。避免TA飽和主要從兩個方面入手，一是在CT選型時，變比不能選得太小，二是要考慮線路短路時CT飽和問題，在CT未更換時，建議將速斷保護定值按CT飽和度整定，例如當朱酒1電流達到1 000 A（一次值）時CT已飽和，即速斷保護、限時速斷保護取值應小于1 000 A，同時又能躲過最大負荷電流。但最終解決辦法還是要更換CT。

3.2 較長線路保護的整定方案

例如朱莊變一次接線圖中朱秦1線路長度為17 km，經計算最小兩相短路電流為400 A，限時速斷保護定值要保證線末故障時至少有1.5倍靈敏度，故取值為266 A（400/1.5），而最大負荷電流已達300A，整定值無法躲過正常的負荷電流。

此種情況下，建議整定方案為動作電流按正常最大負荷電流整定，只考慮可靠系數及返回系數。限時速斷保護靈敏度不夠時，可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護，此時負序電壓取0.06 Ue，低電壓取0.6～0.7 Ue，這樣就可以保證在最大負荷電流下，保護不會誤動作。但最終解決辦法是網絡調整，使10 kV線路長度滿足規程要求。

3.3 帶開閉所的10 kV線路整定方案

圖2 新市場開閉所一次接線圖

例如，公司新市場開閉所由濱新線供電。濱新1三段定值分別為

Idz1=4000A；

t1=0s；

Idz2=3000A；

t2=0.3s；

Idz3=600A；

t3=1s。

市商1分別為

Idz1=2700A；

t1=0s；

Idz2=2000A；

t2=0.3s；

Idz3=400A；

t3=1s。

濱新線為YJV 22-300的純電纜線路，線路長度為0.5 km，由于線路長度較短，速斷保護整定時保護范圍已深入到下一級線路中去；同時，濱新1與市商1速斷保護時間定值均為0 s，當市商線發生故障時，就無法保證保護動作的選擇性。

由于濱新線是純電纜線路，重合閘不宜投入，所以保護的選擇性也無法靠重合閘來糾正。此時建議取消濱新1速斷保護，市商1速斷保護定值與濱新1限時速斷定值相配合，配合系數取1.1～1.2。取消瞬時速斷保護時，應注意考察出口短路時設備（母線、斷路器、出線電纜等）承載動熱穩定電流的能力、母線及隔離開關的支持絕緣子承載橫向剪切力的能力。

4結束語

通過對10 kV線路保護在特殊情況下的分析，找出10 kV線路保護在實際整定過程中存在的一些問題，提出了解決問題的新思路，能充分發揮各級保護裝置的選擇性，縮小停電范圍，對提高配電網絡的供電可靠性，有著重要的現實意義。

[1]崔家佩，孟慶炎，陳永芳，熊炳耀.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，1993.

[2]國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護規定匯編[M].北京：中國電力出版社，2000.