基于10kV配網線路的開關配置和線路保護定值設定原則分析

梁國平

摘要：10kV配網在整個電力系統中占據重要地位，在內外力的干擾下，配網的安全運行勢必受到影響，影響整個配電系統的安全配電。對此可以通過科學配置開關，同時進行線路保護定值的設定來控制不良影響，減少故障發生概率。文章分析了10kV配網線路開關配置原則以及線路保護定值的設定原則。

關鍵詞：10kV配網線路；開關配置；線路保護定值；設定原則；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM773 文章編號：1009-2374（2016）31-0118-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.059

以往的配網線路一般通過配置故障指示器來防范配網故障，達到隔離故障的目的，進而定位并及時解除故障，然而由于配網實際工作運行中面臨著相對復雜環境，容易遭受多種內部、外部因素等的影響，對此則十分有必要安裝配網線路開關，并對線路保護進行整定，這樣才能控制問題的發生，為配網的安全工作與運轉創造一個良好的環境，配網線路開關的設置以及線路保護定值的設定需要遵循科學的原則，只有積極按照這些原則來配置開關，設定保護值才能從根本上緩解配網故障。

1 10kV配網線路的開關配置原則

1.1 安全性原則

配網線路開關的配置應該將安全放在首位，在遵照配網相關規程、規定的前提下，將配網分段，各段分別對應配置斷路器、負荷開關以及刀閘，其中要控制刀閘數目，因為其使用周期較短且運轉不靈活，應該從優選擇負荷開關。

為了確保線路安全、穩定地運行，除了要在線路本體設主保護，也要增設主變壓端的后備保護，這是因為配網長度較長，這樣線路尾部故障電流可能相對微弱，保護無法及時發出動作，有必要對線路實行雙重化保護，從而提升線路運行的安全性、穩定性，實現雙重保護功能。

由于配網分支線路、末端等可能出現短路問題，為了防范短路威脅，可以將斷路器配置于分支線路，發揮保護作用，從而確保高效、及時地阻斷故障，隔離過電流線路。

1.2 經濟性原則

開關控制裝置是整個配網線路安全控制的關鍵，所以配網線路配置中有必要增加對控制裝置的投入，充分發揮控制裝置的安全控制與保護作用，維護配網線路整體的安全，也就間接減少了配網系統維護的資金投入，保護配網安全運行也就間接控制了故障問題帶來了的經濟損失，也就提升了配網系統運行的經濟效益，維護了供電企業的經濟利益。

而且配網運行中易受多種條件、多方因素的不良干擾，例如外部環境條件、系統停電時間、供電企業的經管能力、配網規劃等，通過提高控制裝置的質量，確保其及時動作，保護配網安全，才能有效抵御各類不良因素的干擾，從而減少配網運維的各項投入，提高配網運行效率，保護配網安全。

2 10kV配網線路保護定值設定的原則分析

2.1 保護整定的總體原則

10kV配網線路保護整定從整體上應該本著選擇性、靈活性、高效性、安全性等基礎原則，需要嚴格依照上一級配網運轉、運行整定的具體規定和要求來進行整定，立足于整體來保護主網的安全，實際整定中遇到個別問題、特殊故障時，可以選擇性地放棄一部分保護，對應引入重合閘、備自投等設備來發揮補救功能。配網線路保護整定過程中要重點保護一些大型客戶、重要客戶的穩定用電，而且要盡量確保各項電氣設備、電力線路安全、穩定地運轉。

配網線路保護定值設定也要嚴格依照特定的規程和規范，例如GB 14285中關于繼電保護與安全自動裝置等的相關規定。

如果將斷路器安裝于配網出線端，要確保其能有效發揮以下關鍵作用，如三段式相間定時限過流保護，過負荷保護，三相一次重合閘、低頻減載等。

2.2 線路保護定值整定的計算方法

實際電網系統運行中難免發生短路故障，產生極具危害性的短路電流，此時系統的相與相、相與地之間則可能出現了故障性鏈接，其中會產生過電流，該電流數值較大，已經超出了設定的額定電流，具體的短路電流大小也和短路點與電源之間的距離有關，對于一些大型電網系統，此短路電流最高達到幾萬安，難免會對配網的安全造成威脅。

3 10kV配網主線路智能斷路器保護的設定

3.1 限時電流速斷保護

這主要包括電流、時間等的整定，其中時間的設定需要遵循以下思路：

第一，如果配網線路中只配置一只斷路器，為了達到同分線斷路器保護相互協調、有效配合的目標，應該將該斷路器的保護動作時限整定為0。

第二，如果整個配網系統中配置了2個或多個智能斷路器，而且此供電線路形狀為輻射狀，就需調整時限整定，自電源端計算，首個斷路器保護動作時限整定：50ms，接下來的余下斷路器則可以將保護動作時限設置成：0ms。具體見圖1所示：

當電網結構為輻射式時，CB是出線斷路器，隨后的K1至K3則是主線路中的分段式斷路器，具體的時限整定過程中，CB的時限整定設為：0.1s，K1則應整定成：50ms，相反，隨后的K2、K3的時限則適合整定成：0ms。

相反，假設此供電線路屬于雙電源環網結構，常規工作狀態下，則應斷開聯絡開關，此時就不能再自電源端進行整定，而是應該將接近電源的首個斷路器進行保護動作時限設置，具體為：50ms，同樣余下的則統一整定為：0ms。如果某一電源出現斷電時間較長，就有必要對接近電源的首個斷路器保護時限進行重新整定，使其變為0ms。具體見圖2所示：

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圖2的供電系統結構主要為雙電源環網結構，實際的保護整定則需要以上方的輻射狀電網為參照，如果發生轉供電現象，也就是出線斷路器從CB變成CB′，這一過程耗費較長時間，就需要對K9開關保護進行重新整定，變成50ms，對應的K7時限調整為0ms。

3.2 定時限過流保護

同樣涉及電流定值的整定與時限的整定，其中電流定值應該利用以下公式計算：

IDZm=KkIfK/Kfh

實際的電流值整定過程中既要運用此公式，又要注意同此線路中的下級開關過流保護定值協調一致。

時間的整定同樣還是要按照供電網絡結構特點來對應整定，如果是輻射狀結構，就要自電源端開始計算，按照斷路器所在次序、位置等來利用下列公式計算出時限整定值：

T=TDZm-nΔT

式中：ΔT為0.1s；TDZm為變電站出線過流段的時間定值。

如果此供電網絡為雙電源環網結構，常規狀態下，聯絡開關斷開，則斷路器保護時限整定需要參照輻射狀結構的整定原則來進行，如果其中某個電源長期斷電，5天以上就要再次計算與調節保護定值，從而達到不同等級斷路器之間的協調配合。

3.3 重合閘的時限整定

如果是三相一次重合閘，其重合的時限整定可以達到23s，如果是電壓式重合閘，則適合選擇三相二次重合閘，對應的重合閘時間分兩次進行整定，第一次依然遵照三相一次的時間，即：23s，對應的第二次重合閘時間則應適度縮短，小于23s。而且在這一過程中也要將開關前后閉合之間的時間納入考慮范圍，實際的重合閘充電時間需要結合柱上開關的具體數量來進行綜合分析、科學整定，力爭達到當線路末尾出現問題時，各個開關都能及時、準確地發出動作，本著這一目標來進行

整定。

4 結語

10kV配網線路的開關配置與保護值整定必須按照科學的原則進行，通過合理配置開關，設定保護值，才能有效防范配網故障和問題，維護配網的安全運轉，控制配網的安裝成本，減少故障發生的概率，為配網創造一個安全工作環境，提高配網工作效率。

參考文獻

[1] 謝萬濤.10kV線路分段開關在運行中出現的問題及改 進措施[J].中國高新技術企業，2012，（26）.

[2] 蔣玉萍，金海東.10kV配網開關設備配置探討[J].西 北電力技術，2012，（4）.

[3] 劉巍.變電站站址優化與配網開關優化配置的研究 [D].鄭州大學，2012.