配電線路繼電保護(hù)整定計算問題探究

余莉

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)器在35kV變電站中的應(yīng)用也越來越廣泛，它不僅保護(hù)著設(shè)備本身的安全，而且還保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，因此，做好繼電保護(hù)的整定對于保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行是十分重要的。本文主要就配電線路繼電保護(hù)整定計算問題進(jìn)行了認(rèn)真研究，具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：配電線路 繼電保護(hù) 整定計算方法 研究

1 概述

配電系統(tǒng)主要是因為人為設(shè)備或者自然等方面的因素而形成的，因此當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障后，為了保證繼電保護(hù)裝置能夠快速地清除故障，就需要保證繼電系統(tǒng)的可靠性以及設(shè)備安全等。因此，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的地位，我們可以看出是十分重要的。

2 常規(guī)10kV線路整定計算方案

遵化市供電公司共管轄35kV變電站19座，繼電保護(hù)及安全自動裝置280套，微機(jī)化率100%；管轄縣域內(nèi)的10kV配電線路共150條， 10kV配電線路繼電保護(hù)最常用的是三段式過電流保護(hù)。

①電流速斷保護(hù)。僅反應(yīng)電流增大而瞬時動作。一般按照躲本線路末端的短路電流進(jìn)行整定，考慮1.8倍靈敏度，時限0秒。

②限時電流速斷保護(hù)。用來切除本線路上速斷范圍以外的故障，一般按躲配變低壓側(cè)短路故障進(jìn)行，考慮與相鄰設(shè)備配合，需進(jìn)行靈敏度校驗。時限一般設(shè)置0.3-1秒。

③過電流保護(hù)。起動電流按照躲過最大負(fù)荷電流來整定，正常時候不會起到，但是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障的時候，則能夠增加電流的動作。它不僅能夠保護(hù)本線路的全長，也能保護(hù)相鄰線路的全長。時限與上級變壓器配合，級差0.3秒。過電流保護(hù)的電流定值在本線路末端故障時要求靈敏系數(shù)不小于1.8。

2.1 電流速斷保護(hù)措施

我們在進(jìn)行整定計算的時候，由于10kV的線路一般都是為了保護(hù)電流速斷最末級，因此定值計算就偏重于靈敏性，為了不改變用戶變電站的線路，我們需要選擇性靠重合閘來保證。進(jìn)而在進(jìn)行實際計算的時候，需要我們按照保護(hù)安裝較近的線路最大的變壓器低壓側(cè)的故障進(jìn)行整定。因此，當(dāng)保護(hù)按照處變電站主變流保護(hù)為一般過流保護(hù)的時候，需要進(jìn)行電路速斷定值與主變過流定值相配合。

特殊線路的處理：

①線路很短，最小方式時無人保護(hù)區(qū)；下一級為重要的用戶變電站時，要將速斷保護(hù)改為時限速斷保護(hù)。動作電流與下級保護(hù)速斷配合，此種情況出現(xiàn)在城區(qū)新建變電站或改造變電站的時候，我們建議保護(hù)配置用全面的微機(jī)進(jìn)行保護(hù)，這樣改變保護(hù)方式就相對容易。我們在無法采用其它保護(hù)的情況下，可以依靠重合閘來保證選擇性。

②當(dāng)保護(hù)安裝處于主變過流保護(hù)為復(fù)壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時，不能夠與主變過流配合。

③當(dāng)線路較長且相對規(guī)則的時候，線路上的用戶就會逐漸減小，我們就需要采用躲過線路末端的最大短路電流進(jìn)行整定，這時候可靠的系數(shù)則采取1.5-1.8。此種情況我們一般也只是能夠保證選擇性和靈敏性。

④當(dāng)速斷的定值較小或者與負(fù)荷電流相差不大的時候，我們需要先驗證速斷定值躲過勵磁涌流的能力，然后再往下繼續(xù)進(jìn)行。

2.2 過電流保護(hù)

我們按照躲過線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般是額定電流的6-8倍。因此，當(dāng)重合閘線路需要躲過勵磁涌流的時候。我們需要決定線路總勵磁涌流就會小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此，我們在進(jìn)行實際整定計算的時候，就會適當(dāng)降低勵磁涌流系數(shù)。

3 重合閘

重合閘能否成功主要取決于電弧熄滅時間以及外力所造成故障時短路物體所滯空的時間，如樹木等。但是由于電弧熄滅的時間往往小于0.5s，所以就造成短路物體滯空時間相對較長。因此，當(dāng)重合閘的重合連續(xù)性進(jìn)行檢測的時候，我們一般所采用的時間為0.8-3s；而因為農(nóng)村線路的負(fù)荷多為照明及長期不運行的小型電動機(jī)等，所以進(jìn)行供電的時候可靠性等方面要求就會相應(yīng)降低，這樣即使出現(xiàn)停電現(xiàn)象，也不會造成很大的損失。但是為了保證重合閘較高的成功率，就需要我們采用的重合閘時間為3.0s。而實踐也確實能夠證明，我們在延長重合閘的時間后，就會將重合閘的成功率由40%以下提升到60%左右。

4 10kV保護(hù)整定中容易忽視的問題及對策

4.1 勵磁涌流問題

4.1.1 勵磁涌流對繼電保護(hù)裝置的影響

勵磁涌流是變壓器所特有的，主要是在空投變壓器的時候，變壓器鐵芯中的磁通不能夠改變，就出現(xiàn)了非周期分量磁通的變化，使變壓器的鐵芯飽和，這時候勵磁電流就會急劇增大。當(dāng)變壓器勵磁涌流最大值達(dá)到變壓器額定電流的6-8倍的時候，就會和變壓器的容量大小有一定的關(guān)聯(lián)，當(dāng)變壓器容量變小的時候，勵磁涌流倍數(shù)就會越來越大。這時候的勵磁涌流所存在的最大非周期分量，就會以一定的時間系數(shù)衰減，而衰減的時間常數(shù)同樣與變壓器容量的大小相關(guān)，而無論是容量，還是時間的增加就會導(dǎo)致涌流存在的時間越長。

因此在線路投入時，就會在10kV的線路上裝有大量的配電變壓器，這些配電變壓器主要是懸掛在線路上面的，在合閘的瞬間，各變壓器所產(chǎn)生的勵磁涌流在線路上就會來回反射、相互迭加，以此產(chǎn)生一個復(fù)雜的電磁暫態(tài)的過程。而系統(tǒng)阻抗較小的時候，就會出現(xiàn)較大的涌流，也會造成時間常數(shù)的增大。當(dāng)三段式的電流保護(hù)中的電流值降低的時候，特別是在長線路或系統(tǒng)阻抗大的時候尤為明顯。而勵磁涌流值可能因為大于裝置整定值，就會使保護(hù)被動。這種情況在線路變壓器個數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗較大的時候就會不太明顯，很容易被人們所忽視。但是當(dāng)線路變壓器個數(shù)及容量增大以后，就會出現(xiàn)。

4.1.2 簡單改造避免涌流誤動

避免勵磁涌流引起誤動，只需電流速斷保護(hù)裝置有短時延時即可。因為勵磁涌流含有大量的二次諧波并且波的大小會隨著時間延長而減弱，所以我們利用涌流這個特點，只作簡單改造，給電流速斷保護(hù)裝置加上短時間的延時。endprint

4.2 TA飽和問題

4.2.1 TA飽和的危險性

由于TA飽和感應(yīng)的存在，會導(dǎo)致故障時間的延長并且會擴(kuò)大故障范圍，這樣就會供電不穩(wěn)，設(shè)備運行安全也會受到威脅。TA飽和的危險性的原因就在于當(dāng)10kV的線路短路時，二次側(cè)的電流會很小或者接近于零，而TA飽和感應(yīng)到就會促使保護(hù)裝置拒動，故障就會造成母聯(lián)斷路器或主變后備保護(hù)切除。

4.2.2 TA飽和的防范

如何做到TA飽和的防范，我們需要從以下兩點進(jìn)行分析：第一，不能選太小的TA變比，在TA的選擇之初我們就該考慮到線路短路時的TA飽和問題，正常的情況下10kV線路保護(hù)TA變比通常會大于300/5；第二，TA二次電纜長度縮短、截面加大，這樣既可以減少TA二次負(fù)載阻抗，又能避免保護(hù)和計量共用TA，例如，綜合自動化變電站，10kV的線路最好選擇保護(hù)測控合一的產(chǎn)品，并就地安裝在控制屏上，這樣既能有效減少二次回路阻抗，又可防范TA飽和。

4.3 所用變保護(hù)問題

4.3.1 所用變保護(hù)存在的問題

由于所用變是一個比較特殊的設(shè)備，容量相對較小，可靠性要求就會變得較高，而安裝位置又相對特殊，通常接在10kV母線上，其高壓側(cè)短路電流又等同于系統(tǒng)短路電流，而且低壓側(cè)出口的電路電流也相對較大。人們通常對所用變保護(hù)的可靠性重視不夠，這就將對所用變甚至整個10kV系統(tǒng)的安全運行造成十分嚴(yán)重的威脅。

4.3.2 解決辦法

我們在解決所用變保護(hù)拒動問題的時候，首先需要從合理配置保護(hù)方面入手，然后其TA的選擇首先就是要考慮所用邊故障時飽和的問題。同時，計量所用的TA一定要與保護(hù)用的TA分開，繼而保護(hù)所用的TA是否裝在高壓側(cè)，這也是重點對所用變的保護(hù)，而計量用的TA裝是在所用變的低壓側(cè)，主要是用來提高計量的精度。在定值整定方面，電流速斷保護(hù)可按照所用變低壓出口短路所進(jìn)行整定的，而過負(fù)荷保護(hù)是要按所用變的容量進(jìn)行整定的。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔家佩，孟慶炎，陳永芳，熊炳耀.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動裝置整定計算.北京：中國電力出版社，1993.3 ISBN 978-7-801

25-284-5.

[2]許建安，王鳳華.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計算.北京：水利水電出版社，2007.8.

[3]楊曉敏.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及應(yīng)用[M].北京：北京中國電力出版社，2006.8.

[4]于喆.配電線路繼電保護(hù)整定計算問題探究[J].黑龍江科技信息，2011（27）.

[5]向藝，黃曼.輸變電系統(tǒng)中繼電保護(hù)的問題與對策[J].科技資訊，2011（17）.

[6]劉楠.淺談繼電保護(hù)配電線路的問題[J].中國科技信息，2010（24）.endprint