城市配網(wǎng)10kV配電線路保護(hù)整定值分析

◎欒麗明 王巖 張勇

?

城市配網(wǎng)10kV配電線路保護(hù)整定值分析

◎欒麗明 王巖 張勇

配電網(wǎng)一般指中低壓（35kV及以下）的送電網(wǎng)絡(luò)，其中10kV為骨干，加上開閉所、開關(guān)站、電纜分支箱、配電變壓器等組成。配網(wǎng)線路的繼電保護(hù)裝置是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電的基本前提，而定值設(shè)置則是其中最關(guān)鍵的一環(huán)。隨著地方經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，特別是城市配網(wǎng)的發(fā)展，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，線路定值設(shè)置很難做到前后級配合，導(dǎo)致部分區(qū)域發(fā)生不必要的停電事故。為此，蓬萊市供電公司針對不同的線路結(jié)構(gòu)，綜合考慮多種因素，經(jīng)過多年實(shí)踐，總結(jié)出了實(shí)用、可靠的10kV配網(wǎng)線路保護(hù)定值整定方法。

城市電網(wǎng)線的特點(diǎn)是配電線路短、線路導(dǎo)線截面積大、負(fù)荷大、配電變壓器容量大，線路運(yùn)行方式存在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行、開環(huán)運(yùn)行，不同變電站間的手拉手運(yùn)行等，這些都對保護(hù)定值的整定計算、上下級線路定值的配合增加了較大的難度。在整定計算中，偏重靈敏性，對有用戶變電站和支線的線路，做特殊情況來考慮。

蓬萊城區(qū)配網(wǎng)情況簡介

蓬萊城區(qū)中壓10kV配電網(wǎng)采用變電站、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、分接箱相結(jié)合的方式，主干環(huán)網(wǎng)線路沿非主干道架空架設(shè)，導(dǎo)線采用絕緣線，主干道及繁華市區(qū)采用電纜地下敷設(shè)。配網(wǎng)接線盡量簡單可靠，根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷性質(zhì)、附近高壓變電站分布情況，采用適當(dāng)?shù)慕泳€方式。具體接線圖見圖1。

10kV配網(wǎng)保護(hù)方式及定值配合設(shè)定

城區(qū)環(huán)網(wǎng)主干線采用JKLGYJ—240絕緣導(dǎo)線及YJLV22—240電力電纜，因此，主干線發(fā)生瞬時性故障的機(jī)率較小，相反，分支線路多為架空裸導(dǎo)線，支路較多且深入工廠、居民區(qū)，因而，發(fā)生瞬時性故障的機(jī)率較大。根據(jù)這一特點(diǎn)結(jié)合煙臺東方配電自動化系統(tǒng)的功能，設(shè)置保護(hù)如下：

保護(hù)設(shè)置：用于環(huán)網(wǎng)線路的變電站內(nèi)開關(guān)（如10kV城關(guān)線開關(guān)）投入常規(guī)電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)，配合一次自動重合閘。

城區(qū)環(huán)網(wǎng)主干線開關(guān)保護(hù)解除，與主干線直接連接的分支線路開關(guān)投入其自身的電流保護(hù)，定值按照實(shí)際情況整定，具有一次重合閘功能。

保護(hù)時限設(shè)定：變電站內(nèi)開關(guān)的電流速斷保護(hù)動作時限為0.2秒，自動重合閘時限為1.0秒；過電流保護(hù)時限為0.8秒。

分支線路開關(guān)速斷保護(hù)時限為0秒，過流保護(hù)時限0.5s，

保護(hù)范圍：變電站內(nèi)開關(guān)的電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)按保護(hù)到對端變電站內(nèi)開關(guān)出口處整定，例如：登州站內(nèi)10kV城關(guān)線開關(guān)保護(hù)按保護(hù)到鳳凰站10kV市區(qū)線開關(guān)出口處整定，并滿足靈敏度要求。

分支線路開關(guān)保護(hù)范圍應(yīng)按各分支線路的具體接線分析計算，并滿足靈敏度要求。

圖1　蓬萊城區(qū)10kV配網(wǎng)接線圖

保護(hù)存在的問題及解決措施

保護(hù)上下級配合問題。10kV線路分支眾多，為了使其中一個用戶內(nèi)部出現(xiàn)故障不影響其他用戶供電，通常用戶的進(jìn)線也都配置兩段電流保護(hù)，設(shè)置速斷保護(hù)時限為0秒，過流保護(hù)時限0.5s，與分支線路開關(guān)保護(hù)范圍重疊，時間相同。用戶內(nèi)部故障時，分支開關(guān)與用戶進(jìn)線將同時動作。如果分支開關(guān)重合閘投入，可以由重合閘補(bǔ)救，但是由于很多線路是電纜線路，重合閘是退出的，這樣就會造成由于一個用戶的問題，影響此用戶所在分支線上所有用戶的供電。

配電線路保護(hù)的靈敏度問題。受供電條件限制，存在一些重負(fù)荷線路，其負(fù)荷電流與線路末端故障的故障電流相差不大，無法保證保護(hù)的靈敏度。

問題的解決措施。充分利用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的故障隔離、自愈功能，解決配網(wǎng)保護(hù)之間的配合問題。即：當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時，能快速隔離故障區(qū)段，及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對用戶的停電時間，減少停電面積。當(dāng)主干線發(fā)生故障時，開關(guān)第一次動作（分閘）變位信號傳至配電主站之前，開關(guān)的重合、再分閘動作已經(jīng)發(fā)生，因此，故障診斷程序應(yīng)對開關(guān)的動作時序作充分的考慮，且在故障診斷期間拒絕執(zhí)行來自主站對相關(guān)開關(guān)分、合指令的傳達(dá)。

配電自動化通過各分段斷路器之間的通信，信息交換，分析各分段斷路器采集到的電流，綜合判斷故障點(diǎn)所在區(qū)域，不僅僅是根據(jù)電流的大小來區(qū)分故障電流與負(fù)荷電流，從而解決配網(wǎng)線路的保護(hù)配合問題和靈敏度問題。

本文探討的10kV城市配電線路保護(hù)整定配合方法及問題解決措施經(jīng)多年運(yùn)行考驗，能很好地滿足可靠性、速動性、選擇性、靈敏性的“四性”要求，又簡單、實(shí)用，保證了配電網(wǎng)的可靠供電。但是，任何保護(hù)都不可能是十分完善的，不可能有百分之百的正確動作率。若要提高供電的可靠性，減少誤動作率，關(guān)鍵還在于不斷加大和加快10kV配網(wǎng)的改造，優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)，如：縮短供電半徑、線路電纜化、全絕緣化及手拉手形式供電等。

（作者單位：國網(wǎng)山東蓬萊市供電公司）