宜昌宜都10kV線路保護(hù)簡(jiǎn)化整定計(jì)算

王濤

摘 要：電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有極其重要的意義，因此對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算的要求很高，討論的也很多，但供電可靠性主要還是體現(xiàn)在10kV供配電線路上。相對(duì)于高電壓等級(jí)的輸電線路，10kV供配電線路的繼電保護(hù)整定計(jì)算較為簡(jiǎn)單，但有許多特殊情況需要考慮，不能僅僅按照規(guī)程直接整定。本文結(jié)合宜都電網(wǎng)實(shí)際整定工作經(jīng)驗(yàn)，提出了在保證繼電保護(hù)選擇性、快速性、靈敏性和可靠性的基礎(chǔ)上，較為實(shí)用的保護(hù)配置及簡(jiǎn)化計(jì)算方法，既保證了整定的正確、科學(xué)和合理，又提高了整定計(jì)算工作的效率。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);簡(jiǎn)化;整定計(jì)算

引 言

宜昌宜都10kV供配電線路為縣域農(nóng)網(wǎng)的主要供電線路，雖然處于電網(wǎng)末端，但是其安全可靠與否同人們的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，需要高度重視，保證其安全、可靠供電。繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電的重要保障措施，只有合理、正確的保護(hù)定值，才能滿足繼電保護(hù)選擇性、靈敏性和可靠性，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 10kV供配電線路的特點(diǎn)

宜都市10kV供配電線路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、一致性差，有的用戶專線只接一或兩個(gè)用戶負(fù)荷，有的則呈放射狀，同一條支線上會(huì)T接多臺(tái)變壓器，且變壓器容量從100kVA到幾千kVA不等;線路長(zhǎng)度差別很大，有的用戶專線僅幾百米長(zhǎng)，有的農(nóng)網(wǎng)線路則可達(dá)到幾十公里;有的屬于線路的最末級(jí)，有的還設(shè)有開關(guān)站或用戶變電所等。由于其規(guī)范性不強(qiáng)，在整定計(jì)算方面按照常規(guī)方式進(jìn)行反而可能造成不良后果[1]。

2 10kV線路簡(jiǎn)化整定計(jì)算方案

2.1 保護(hù)配置方案。宜都市的10kV供配電線路的保護(hù)，一般采用二段式電流保護(hù)（電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)）及三相一次重合閘，部分特殊結(jié)構(gòu)或帶有特殊負(fù)荷的線路保護(hù)，如果不能滿足要求，可以考慮采用三段式電流保護(hù)，即增加限時(shí)電流速斷保護(hù)。

2.2 無時(shí)限電流速斷保護(hù)

10kV線路一般為保護(hù)的最末級(jí)，或最末級(jí)用戶變電所保護(hù)的上一級(jí)保護(hù)，對(duì)于有用戶變電所的線路，選擇性可以靠重合閘來實(shí)現(xiàn)，因此，10kV線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)主要考慮靈敏性，按照躲過本線路末端故障整定。

2.2.1 按躲過本線路末端故障整定。按躲本線路末端故障的最大故障電流整定，最大故障電流取三相短路時(shí)的短路電流：

Idz=KkId.max=KkIj/（Z∑+Zl）

式中 Idz為電流速斷一次值;

Kk可靠系數(shù)實(shí)際工作中一般取1.3;

Z∑保護(hù)裝置背后，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下正序

短路阻抗標(biāo)幺值;

Zl本線路正序阻抗標(biāo)幺值。

2.2.2 保護(hù)范圍校驗(yàn)

在已知保護(hù)的動(dòng)作電流后，大于一次動(dòng)作電流的短路電流對(duì)應(yīng)的短路點(diǎn)區(qū)域，就是保護(hù)范圍。保護(hù)范圍隨運(yùn)行方式、故障類型的變化而變化，最小的保護(hù)范圍為在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)出現(xiàn)。一般情況下，應(yīng)按這種運(yùn)行方式和故障類型來校驗(yàn)保護(hù)的最小范圍，要求大于被保護(hù)線路全長(zhǎng)的（15%～20%） ，允許速斷保護(hù)保護(hù)線路全長(zhǎng)。保護(hù)的范圍百分比計(jì)算式為[2]：

i=（IB/ Idz-ZΣ）/ ZL*100%≥15%

2.3 帶時(shí)限電流速斷保護(hù)

在無時(shí)限電流速斷保護(hù)靈敏度不夠的情況下，，10kV線路往往采用帶時(shí)限電流速斷保護(hù)。與上文同理，由于10kV供配電線路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不需考慮多種整定原則，主要考慮保護(hù)得靈敏性，按照保證本線路末端故障靈敏度整定。

按保證本線路末端故障靈敏度整定，公式如下：

Idz=Id.min/Klm=0.866Ij/ Klm（Zxt.min+Zxt）

式中 Id.min為本線路末端最小兩相短路電流;

Klm靈敏度，應(yīng)不小于1.3～1.5，實(shí)際工作中在此取1.5;

Zxt.min系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下至保護(hù)安裝處的短路阻抗及線路阻抗（均為標(biāo)幺值）。

②保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間定值取0.3s級(jí)差，即t=0.3s。

2.4 過電流保護(hù)。在以往的整定計(jì)算工作當(dāng)中，10kV線路過電流保護(hù)應(yīng)按照躲過線路最大負(fù)荷電流和躲過配變勵(lì)磁涌流兩種原則整定，取其中較大值作為過電流保護(hù)定值。實(shí)際工作中，由于過電流保護(hù)的時(shí)限都在0.5s以上，可以通過時(shí)限躲過勵(lì)磁涌流。在整定計(jì)算過程中，對(duì)電流值的整定除了考慮本線路正常情況下的最大負(fù)荷電流，對(duì)于用戶專線還需要考慮電機(jī)的自啟動(dòng)電流。目前，隨著微機(jī)保護(hù)及自動(dòng)化裝置的不斷發(fā)展，實(shí)際工作中，線路微機(jī)保護(hù)均配置有帶復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)。

2.4.1 帶復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)整定。

①電流定值整定：Idz=KkIfh.max/Kf

式中 Kk為可靠系數(shù)，取1.15～1.25;

Kf返回系數(shù)，電磁型繼電器取0.85，目前多采用感應(yīng)型繼電器，取0.95;

Ifh.max本線路正常情況下最大負(fù)荷電流（A）。

實(shí)際工作中也采用簡(jiǎn)化公式：

Idz=1.41Ifh.max

由于用戶專線的大電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間一般都大于10s，不能通過設(shè)置時(shí)限躲過，因此用戶專線必須校驗(yàn)定值能否躲過大電機(jī)的自啟動(dòng)電流。

Kk=Idz/（Ke*Ie）≥1.2

其中Kk為可靠系數(shù);

Ie為電機(jī)額定電流;

Ke為電機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)。

②電壓定值整定：Udz=Ufh.min /KkKf

式中 Ufh.min為最低運(yùn)行電壓，取（0.9～0.95）額定電壓;

Kk可靠系數(shù)，取1.15～1.25;

Kf返回系數(shù)，取1.25～1.3。

實(shí)際工作中Udz一般取70V。

③保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間定值取0.3s級(jí)差，即t=0.6s。

2.4.2 保護(hù)靈敏度計(jì)算

本線路末端靈敏度Klm為：

Klm=Id.min/Idz≥1.3～1.5

Klm在200km以上線路中不小于1.3;50～200km線路中不小于1.4;50km一下線路中不小于1.5[3]。

實(shí)際工作中一般以1.5為標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)靈敏度。

3 重合閘

10kV供配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘，由于安裝在末級(jí)保護(hù)上，不需要與其他保護(hù)配合，主要考慮重合閘的成功率及縮短重合停電時(shí)間，以使公用線路負(fù)荷盡量少受影響，實(shí)際工作中公用線路重合時(shí)間一般取2s，考慮到專線用戶線路在非雷雨天跳閘的永久故障率較高，一般10kV專線不設(shè)重合閘。

結(jié) 論

宜都地區(qū)10kV供配電線路保護(hù)采用二段式電流保護(hù)完全可以滿足要求。在保護(hù)整定計(jì)算工作中，根據(jù)實(shí)際情況簡(jiǎn)化整定計(jì)算，在實(shí)際工作中也取得了比較好的結(jié)果，保護(hù)無越級(jí)跳閘或者拒動(dòng)，不僅可以滿足保護(hù)的選擇性、靈敏性和可靠性，還可以提高工作效率，是完全科學(xué)、合理的，也是切實(shí)可行的。

參考文獻(xiàn)

[1] 李志宇. 10kV配電線路保護(hù)的整定計(jì)算存在的問題[J]. 湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2008，30（3）：48-52.

[2] 張保會(huì)，尹項(xiàng)根等. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M]. 北京： 中國電力出版社， 2005.

[3] 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(dòng)裝置整定計(jì)算[M]. 北京： 中國電力出版社， 1993.