配電線路繼電保護整定計算問題探究

王勛

摘 要：近年來，電力行業取得了較快的發展，由于社會發展過程中對電能需求量的不斷增加，這就對電網正常穩定的運行提出了更高的要求。配電線路作為電力系統的重要組成部分，其在運行過程中受到自然因素、人為因素和設備自身故障的影響較大，任何一個環節出現問題都會導致故障的發生。繼電保護裝置的應用至關重要，其可以在故障發生的第一時間內及時對故障進行隔離，確保了配電線路的穩定運行。但繼電保護在對配電線路進行保護過程中，對其整定計算則具有較高的要求。文章對一般的繼電器保護整定計算方法進行了分析，并進一步對繼電保護整定值計算中常出現的問題及應對措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：繼電保護；整定計算；配電線路

前言

配電網運行過程中由于受到的影響因素較多，所以一些常見故障發生的也較為頻繁。為了確保故障發生時不帶來較大的影響，則設置了繼電保護裝置，可以在故障發生的第一時間內及時切除、隔離故障，并對故障發生告警，以確保配電系統運行的連續性和可靠性。所以在電力系統中，繼電保護發揮著非常重要的作用，因此通過對繼電保護整定計算的研究，可以有效的確保繼電保護裝置的準確動作。

1 一般的繼電器保護整定計算方法

目前我國繼電保護整定計算方法主要是針對于10kV配電線路來進行，這是由于在該種類配電線路保護主要由電流速斷、過電流及三相一次重合閘構成，而對于一些需要特殊保護的線路，則還可以利用電壓閉鎖等保護措施，這可以在很大程度上提高線路保護的可靠性，確保線路運行的穩定性。下面僅以電流速斷保護為例說明：

10kV配電線路作為直接與用戶相連的線路，也是保護的最后一級線路，在對其進行整定計算時需要對其靈敏性進行充分的考慮，特別是對于10kV變電所的線路，則需要盡可能選擇具有較高可靠性的電流速斷保護，只有這樣才能確保繼電保護裝置的靈敏性，所以通常在進行整定計算時，速斷整定值往往會選擇較大值。

（1）在配電變壓器二次側，可以按躲過線路最大短路電流進行初步整定，而在實際計算中，按照距離保護安裝最短處的線路的最大變壓器低壓側斷流電流進行整定。

公式1：Idzl=Kk×Id2max。其中：Idzl為速斷一次值；Kk為可靠系數，可取1.5；Id2max為線路上最大配變二次側最大短路電流。

（2）當變電所主變過流保護采用的是復合電壓閉鎖過流和低壓閉鎖過流以外的一般的過流保護時，在整定計算中需要將線路速斷保護定值和主變過流定值相配合進行計算。

公式2：Ik=Kn×（Igl-Ie）。其中：Kn為主變電壓比，對于35/10降壓變壓器為3.33；Igl為變電所中各主變的最小過流值（一次值）；Ie為相應主變的額定電流一次值。

（3）一些特殊線路繼電保護整定計算的處理

一是如果線路較短，在最小方式下是沒有保護區的，如果下一級為變電所用戶，可以采用時限速斷保護，作為基本的繼電保護開關，此時動作電流與下一級的保護速斷配合，也就是可以取下一級保護最大速斷值的1.1倍作為速斷保護整定值。這種動作時限較下一級速斷就會大一個時間差，在一些新建的變電所或者進行改造的變電所，這種速斷保護可以保證其可靠性。

二是如果在保護安裝的地方采用復壓閉鎖過流或者低壓閉鎖過流的主變過流保護時，這時在計算過流保護整定值時是不能和主變過流進行配合計算的。

三是對于較規則的、較長的配電線路，同時在線路上又沒有多少用戶時，在這種情況下的整定計算通常情況下都會選擇躲過線路終端的最大斷電流來進行，只有這樣才能確保繼電保護裝置的靈敏性。

四是當繼電器原速斷整定值較小時，而且與負荷的電流值還沒有多大差距時，這時候的速斷定值則需要錯開線路勵磁涌流，而且還要確保速斷定值能夠有躲過勵磁涌流的能力。

五是校驗靈敏度。選擇在最小運行方式的情況下，選擇線路保護范圍大于或者等于線路長度的15%進行整定。

2 繼電保護整定值計算中常出現的問題及應對措施

2.1 勵磁涌流

勵磁涌流是在空投變壓器運行時發生頻繁較高的問題，這主要是由于變壓器鐵芯內的磁通在運行過程中，由于其不能發生突變，所以就會有非正常周期的分量磁通或是鐵芯磁通出現飽和等情況發生，這不可避免的會導致勵磁電流的增加，從而產生勵磁涌流。產生的勵磁涌流其涌流值較高，往往會達到額定電流的八倍左右，但一旦變壓器的容量較小時，則勵磁涌流的倍數則會變得越大。另外變壓器容量的大小還會對涌流的衰減時間長短帶來較大的影響。

當勵磁涌流產生時，會給變壓器帶來一定的危害，所以需要做好預防措施，減少勵磁涌流對保護所帶來的破壞。這就需要充分的利用好勵磁涌流在產生時所含有的二次諧波，并根據實際情況來采取必要的保護措施，從而確保繼電保護不會受到勵磁涌流所帶來的影響。但隨著時間的增加，勵磁涌流對保護的影響也會呈不斷衰減的趨勢，直至不會產生影響為止。所以可以利用電流速斷保護來延長時間，因此在不對其進行改革的情況下，只是需要對故障的時間進行延長這個方法，也能夠確保配電系統的安全穩定運行，目前這種方法在繼電保護裝置中已得以廣泛的應用。

2.2 TA飽和

在10kV的配電線路中，因為在整個線路的各個位置的電流是不相等的，且在線路出口位置的電流一般也比較小和不固定的，且會隨著系統運行方式或者是規模的改變而改變，其電流最高可達到TA幾百倍的額定電流，這個時候TA飽和的現象就會出現。此外，由于在短路電流當中會含有大量的非周期分量，暫態的短路故障也會加速TA的飽和。如果10kV的配電線路出現暫態的短路故障時，因TA處于飽和狀態，二次側的感應電流會很小，保護裝置就會因為能量不足而產生拒動作的可能，不但延長了故障的時間擴大了事故范圍，甚至會影響整個配電線路的穩定安全運行，所以，TA飽和問題是應該引起重視的問題，因為其自身的難于控制和事故易擴大的特點。通常情況下對于這個問題的解決大致有以下兩種方法：一是在選擇繼電保護裝置特別是TA的時候，盡量不要選擇變化范圍較小的，TA飽和是必須要充分考慮到線路短路故障的，比如對于10kV的線路保護來說，TA的選擇變化范圍應不小于300/5。第二就是要盡量降低TA的二次負載阻抗，避免計量與保護共用TA，從而縮短TA的二次電纜長度，也加大了二次電纜的截面，以防止TA飽和的問題。

3 結束語

在配電網運行過程中，繼電保護發揮著極為關鍵的作用，而且繼電保護裝置工作過程中，繼電保護整定計算作為十分關鍵的環節，整定計算的準確性和可靠性是確保電網能夠安全穩定運行的基礎，所以需要我們在日常工作中加強繼電保護的整定計算，從而確保繼電保護系統能夠正常運行，確保電網能夠及時、穩定的提供電能的供應。

參考文獻

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