10kV配网线路保护整定存在的问题分析及优化对策

蒋道乾

（云南电网有限责任公司昭通供电局，云南 昭通 657000）

摘要：10 kV配网线路保护的配置、整定不合理，将严重影响供电的可靠性。现分析指出常规保护配置、整定方案存在的问题，并提出优化对策，探讨从整定方面入手提高供电可靠性的技术手段。

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关键词 ：10 kV配网线路；保护；配置；整定；可靠性

0引言

配网线路的继电保护是保证配网安全稳定运行和可靠供电的基本前提。经济的发展及用户对供电可靠性的要求日益提高，对配网的继电保护工作提出了更高的要求，相关文献已对配网保护配置、整定进行了规范［1?2］和一些研究［3?6］。本文结合实际配网整定计算工作指出配网保护整定存在的问题，并提出优化措施，希望能为类似问题提供参考，为切实提高配网供电可靠性提供技术保障。

110 kV配网线路保护整定计算常见问题

1.1保护配置运行问题

保护配置不规范及整定方案不合理。本文讨论是基于无配网自动化系统的城网，配网线路主要指配网10 kV城网线路及10 kV馈线供电线路。现在配网线路中保护配置基本无统一标准，保护配置不规范，未对装置配置提出统一要求，如部分设备配置有仅有一段，部分配置两段，部分配置三段，有些主干线路配置多达4级保护；重合闸功能的配置也不统一；城网线路运行方式灵活；部分配网断路器灭弧时间不达标（大于0.1 s），导致上下级配合时间受限，不便于各区段故障隔离；整定方案的“四性”［1］取舍不合理。上述情况造成了保护整定方案比较灵活，因此，选择合适的整定方案有利于提高配网供电可靠性。

1.2保护整定问题

在10 kV配电线路网架中，通常存在T接配电变压器以及直供用户专用变压器，多级配置保护，在这种条件下，常规的保护整定计算方法可能会出现如下问题：

（1） 10 kV线路发生故障时可能直接跳变电站出线开关。220 kV变或110 kV主变10 kV侧一般配置了两段过流保护，10 kV线路保护按3段式配置［1］。220 kV或110 kV变电站母线故障及出口故障短路电流较大，要求220 kV、110 kV主变10 kV侧配置快速保护，动作值按变电站10 kV母线故障有灵敏度整定，1时限跳主变10 kV母联（一般为0.3 s），2时限按跳主变10 kV侧整定，跳低压侧开关时间不大于0.6 s［2］。主变的慢速过流段按躲最大负荷电流整定，时限与跳高压侧复压过流时限反配。

220 kV或110 kV变电站10 kV出线的瞬时速断（或限时速断）与主变速断（0.3 s）反配，按照0.3 s的时限配合级差要求，10 kV出线的速断时限被压到0 s（最大不超过0.1 s），10 kV出线Ⅰ段、Ⅱ段级差仅0.1 s，如图1所示，因此速断保护没有必要使用Ⅰ段，用Ⅱ段即可，取消Ⅰ段后的配合如图2所示。其次，若要使用Ⅰ段，为保证选择性，按躲线末故障整定，存在Ⅰ段无保护区的问题，并且配网线路长度台账很复杂，计算数据准确性不高；若按灵敏度整定Ⅰ段，存在与下级保护无选择性（同为0 s），造成直接下级故障越级跳变电站侧开关的问题。

（2） 长线路主干线T节点较少，瞬时段按躲线末故障或灵敏度整定，常导致整定电流较小，无法躲过励磁涌流，送电时，变电站端10 kV开关及支线开关同时跳闸（支线时限与主干线反配时限一般整定为0 s）。

（3） 带专用用户电动机负荷的保护存在两种情况：1）线路慢速过流段保护按躲最大负荷整定，难以躲过电动机启动电流；2）变电站端开关动作跳闸后电动机低压保护动作。一般专用负荷线路，长度较短，灵敏度普遍满足规程，此处不作讨论。

（4） 对于负荷电流与线路末端短路电流数值接近的供电线路，过电流保护的电流定值按躲负荷电流整定，存在灵敏系数不够的问题。

（5） CT饱和。随着电网系统的发展，部分配置的CT抗短路能力不足，特别是短线路，存在用户选择变比不合理导致CT饱和，本级保护拒动，越级跳变电站侧开关的现象。

（6） 灵敏度不满足远后备要求。变电站侧主变低压过流保护定值对10 kV出线远后备灵敏度不满足规程要求的情况下（要求灵敏度≥1.2），存在低压出线短路故障开关拒动时，主变低压过流保护因灵敏度不够也拒动，无法及时切除故障而可能造成设备受损。

2优化10 kV配网线路保护整定方案

（1） 规范保护配置。要求配置结构合理、性能满足运行要求的继电保护装置；装置应带过流三段式配置，并带有重合闸及加速基本功能；相对固定运行方式；为保障保护选择性，主干线路保护配置两级为宜，合理配置分段断路器或负荷开关以在强送时隔离区段；为便于上下级保护配合时间留有空间，要求配网断路器分断时间必须控制在0.1 s以内。

（2） 为满足变电站110 kV、220 kV主变10 kV保护配合要求，简化整定计算，保证保护的选择性及灵敏性，10 kV配网保护按两段式进行整定，具体原则如下：

瞬时速断退出。

限时速断：

时限整定：与上级主变10 kV过流或上级10 kV线路过流保护反配，并考虑与下级线路过流保护配合。

（3） 长线路主干线T节点较少，瞬时速断按躲线末故障或灵敏度整定，都存在整定电流较小，无法躲过励磁涌流的问题，冲击时变电站端开关及支线开关同时跳闸的问题。两种方法处理：1）按躲励磁涌流整定，并满足与上级反配要求；2）主干线速断按保灵敏度整定，并满足与上级反配、与下级配合的要求，躲不过涌流时带一延时，时限一般取0.1～0.15 s。

（4） 专用用户电动机负荷整定改进两种办法：1）线路慢速过流段保护按躲最大负荷电流整定，经复合电压闭锁；如无复合电压闭锁功能，则按躲电动机自启动电流整定（一般2～3Ie），并满足与上级主变过流反配要求；2）电动机低压保护按与线路灵敏度配合时限配合。

（5） 对于负荷电流与线路末端短路电流数值接近的供电线路，过电流保护的电流定值按躲负荷电流整定：1）在灵敏系数不够的地方不宜配置保护，应装设断路器或有效的熔断器；2）经复合电压闭锁。

（6） 防止CT饱和。为防止电网发生短路电流变大后CT饱和的情况，主要应规范设备选型；其次，将用户保护定值纳入专门管理，应根据短路电流合理选择变比。

（7） 变电站侧主变低压过流保护定值对10 kV出线远后备灵敏度不满足规程要求的情况下（≥1.2），存在低压出线短路故障开关拒动时，主变低压过流保护因灵敏度不够也拒动，无法及时切除故障而可能造成设备损坏的，应在10 kV线路上合理设置分段开关，主要考虑配置电压—时间型分段器、电压—电流型分段开关。

3结语

10 kV配网线路保护的整定，虽有相关规范进行参考，但在实际工作中，因整定方案灵活，对一些问题的不合理解决将影响正常供电和用电安全。本文指出了10 kV配网线路保护整定过程中存在的典型问题，提出了优化措施，这对提高10 kV配网的安全运行水平具有重要参考意义。

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参考文献］

［1］GB/T14285—2006继电保护和安全自动装置技术规程［S］.

［2］云南电网公司2009年度反事故措施［Z］.

［3］陈善志.配电线路继电保护整定计算问题探究［J］.科技与企业，2012（23）：353.

［4］凌增伍.配电线路保护的整定计算问题研究［J］.科技创新与应用，2012（14）：115?116.

［5］唐金凤，聂一雄，武小梅，等.配电网继电保护相关问题的探讨［J］.广东电力，2014，27（5）：51?55.

［6］徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网建设中的继电保护问题 讲座二 配电网故障分析计算问题及其发展［J］.供用电，2012，29（2）：15?22.

收稿日期：2015?08?19

作者简介：蒋道乾（1978—），男，云南昭通人，硕士，工程师，研究方向：继电保护整定计算。