配电线路继电保护整定计算问题探究

余莉

摘要：随着科学技术的飞速发展，继电保护器在35kV变电站中的应用也越来越广泛，它不仅保护着设备本身的安全，而且还保障了电网的安全稳定运行，因此，做好继电保护的整定对于保障设备安全和生产的正常进行是十分重要的。本文主要就配电线路继电保护整定计算问题进行了认真研究，具有一定的借鉴意义。

关键词：配电线路 继电保护 整定计算方法 研究

1 概述

配电系统主要是因为人为设备或者自然等方面的因素而形成的，因此当配电网发生故障后，为了保证继电保护装置能够快速地清除故障，就需要保证继电系统的可靠性以及设备安全等。因此，继电保护在电力系统中的地位，我们可以看出是十分重要的。

2 常规10kV线路整定计算方案

遵化市供电公司共管辖35kV变电站19座，继电保护及安全自动装置280套，微机化率100%；管辖县域内的10kV配电线路共150条， 10kV配电线路继电保护最常用的是三段式过电流保护。

①电流速断保护。仅反应电流增大而瞬时动作。一般按照躲本线路末端的短路电流进行整定，考虑1.8倍灵敏度，时限0秒。

②限时电流速断保护。用来切除本线路上速断范围以外的故障，一般按躲配变低压侧短路故障进行，考虑与相邻设备配合，需进行灵敏度校验。时限一般设置0.3-1秒。

③过电流保护。起动电流按照躲过最大负荷电流来整定，正常时候不会起到，但是当电网发生故障的时候，则能够增加电流的动作。它不仅能够保护本线路的全长，也能保护相邻线路的全长。时限与上级变压器配合，级差0.3秒。过电流保护的电流定值在本线路末端故障时要求灵敏系数不小于1.8。

2.1 电流速断保护措施

我们在进行整定计算的时候，由于10kV的线路一般都是为了保护电流速断最末级，因此定值计算就偏重于灵敏性，为了不改变用户变电站的线路，我们需要选择性靠重合闸来保证。进而在进行实际计算的时候，需要我们按照保护安装较近的线路最大的变压器低压侧的故障进行整定。因此，当保护按照处变电站主变流保护为一般过流保护的时候，需要进行电路速断定值与主变过流定值相配合。

特殊线路的处理：

①线路很短，最小方式时无人保护区；下一级为重要的用户变电站时，要将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合，此种情况出现在城区新建变电站或改造变电站的时候，我们建议保护配置用全面的微机进行保护，这样改变保护方式就相对容易。我们在无法采用其它保护的情况下，可以依靠重合闸来保证选择性。

②当保护安装处于主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时，不能够与主变过流配合。

③当线路较长且相对规则的时候，线路上的用户就会逐渐减小，我们就需要采用躲过线路末端的最大短路电流进行整定，这时候可靠的系数则采取1.5-1.8。此种情况我们一般也只是能够保证选择性和灵敏性。

④当速断的定值较小或者与负荷电流相差不大的时候，我们需要先验证速断定值躲过励磁涌流的能力，然后再往下继续进行。

2.2 过电流保护

我们按照躲过线路上配变的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般是额定电流的6-8倍。因此，当重合闸线路需要躲过励磁涌流的时候。我们需要决定线路总励磁涌流就会小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此，我们在进行实际整定计算的时候，就会适当降低励磁涌流系数。

3 重合闸

重合闸能否成功主要取决于电弧熄灭时间以及外力所造成故障时短路物体所滞空的时间，如树木等。但是由于电弧熄灭的时间往往小于0.5s，所以就造成短路物体滞空时间相对较长。因此，当重合闸的重合连续性进行检测的时候，我们一般所采用的时间为0.8-3s；而因为农村线路的负荷多为照明及长期不运行的小型电动机等，所以进行供电的时候可靠性等方面要求就会相应降低，这样即使出现停电现象，也不会造成很大的损失。但是为了保证重合闸较高的成功率，就需要我们采用的重合闸时间为3.0s。而实践也确实能够证明，我们在延长重合闸的时间后，就会将重合闸的成功率由40%以下提升到60%左右。

4 10kV保护整定中容易忽视的问题及对策

4.1 励磁涌流问题

4.1.1 励磁涌流对继电保护装置的影响

励磁涌流是变压器所特有的，主要是在空投变压器的时候，变压器铁芯中的磁通不能够改变，就出现了非周期分量磁通的变化，使变压器的铁芯饱和，这时候励磁电流就会急剧增大。当变压器励磁涌流最大值达到变压器额定电流的6-8倍的时候，就会和变压器的容量大小有一定的关联，当变压器容量变小的时候，励磁涌流倍数就会越来越大。这时候的励磁涌流所存在的最大非周期分量，就会以一定的时间系数衰减，而衰减的时间常数同样与变压器容量的大小相关，而无论是容量，还是时间的增加就会导致涌流存在的时间越长。

因此在线路投入时，就会在10kV的线路上装有大量的配电变压器，这些配电变压器主要是悬挂在线路上面的，在合闸的瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上就会来回反射、相互迭加，以此产生一个复杂的电磁暂态的过程。而系统阻抗较小的时候，就会出现较大的涌流，也会造成时间常数的增大。当三段式的电流保护中的电流值降低的时候，特别是在长线路或系统阻抗大的时候尤为明显。而励磁涌流值可能因为大于装置整定值，就会使保护被动。这种情况在线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗较大的时候就会不太明显，很容易被人们所忽视。但是当线路变压器个数及容量增大以后，就会出现。

4.1.2 简单改造避免涌流误动

避免励磁涌流引起误动，只需电流速断保护装置有短时延时即可。因为励磁涌流含有大量的二次谐波并且波的大小会随着时间延长而减弱，所以我们利用涌流这个特点，只作简单改造，给电流速断保护装置加上短时间的延时。endprint

4.2 TA饱和问题

4.2.1 TA饱和的危险性

由于TA饱和感应的存在，会导致故障时间的延长并且会扩大故障范围，这样就会供电不稳，设备运行安全也会受到威胁。TA饱和的危险性的原因就在于当10kV的线路短路时，二次侧的电流会很小或者接近于零，而TA饱和感应到就会促使保护装置拒动，故障就会造成母联断路器或主变后备保护切除。

4.2.2 TA饱和的防范

如何做到TA饱和的防范，我们需要从以下两点进行分析：第一，不能选太小的TA变比，在TA的选择之初我们就该考虑到线路短路时的TA饱和问题，正常的情况下10kV线路保护TA变比通常会大于300/5；第二，TA二次电缆长度缩短、截面加大，这样既可以减少TA二次负载阻抗，又能避免保护和计量共用TA，例如，综合自动化变电站，10kV的线路最好选择保护测控合一的产品，并就地安装在控制屏上，这样既能有效减少二次回路阻抗，又可防范TA饱和。

4.3 所用变保护问题

4.3.1 所用变保护存在的问题

由于所用变是一个比较特殊的设备，容量相对较小，可靠性要求就会变得较高，而安装位置又相对特殊，通常接在10kV母线上，其高压侧短路电流又等同于系统短路电流，而且低压侧出口的电路电流也相对较大。人们通常对所用变保护的可靠性重视不够，这就将对所用变甚至整个10kV系统的安全运行造成十分严重的威胁。

4.3.2 解决办法

我们在解决所用变保护拒动问题的时候，首先需要从合理配置保护方面入手，然后其TA的选择首先就是要考虑所用边故障时饱和的问题。同时，计量所用的TA一定要与保护用的TA分开，继而保护所用的TA是否装在高压侧，这也是重点对所用变的保护，而计量用的TA装是在所用变的低压侧，主要是用来提高计量的精度。在定值整定方面，电流速断保护可按照所用变低压出口短路所进行整定的，而过负荷保护是要按所用变的容量进行整定的。

参考文献：

[1]崔家佩，孟庆炎，陈永芳，熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.北京：中国电力出版社，1993.3 ISBN 978-7-801

25-284-5.

[2]许建安，王凤华.电力系统继电保护整定计算.北京：水利水电出版社，2007.8.

[3]杨晓敏.电力系统继电保护原理及应用[M].北京：北京中国电力出版社，2006.8.

[4]于喆.配电线路继电保护整定计算问题探究[J].黑龙江科技信息，2011（27）.

[5]向艺，黄曼.输变电系统中继电保护的问题与对策[J].科技资讯，2011（17）.

[6]刘楠.浅谈继电保护配电线路的问题[J].中国科技信息，2010（24）.endprint