城市配网10kV配电线路保护整定值分析

◎栾丽明 王岩 张勇



城市配网10kV配电线路保护整定值分析

◎栾丽明 王岩 张勇

配电网一般指中低压（35kV及以下）的送电网络，其中10kV为骨干，加上开闭所、开关站、电缆分支箱、配电变压器等组成。配网线路的继电保护装置是保证电网安全稳定运行和可靠供电的基本前提，而定值设置则是其中最关键的一环。随着地方经济的飞速发展，特别是城市配网的发展，配网结构越来越复杂，线路定值设置很难做到前后级配合，导致部分区域发生不必要的停电事故。为此，蓬莱市供电公司针对不同的线路结构，综合考虑多种因素，经过多年实践，总结出了实用、可靠的10kV配网线路保护定值整定方法。

城市电网线的特点是配电线路短、线路导线截面积大、负荷大、配电变压器容量大，线路运行方式存在环网运行、开环运行，不同变电站间的手拉手运行等，这些都对保护定值的整定计算、上下级线路定值的配合增加了较大的难度。在整定计算中，偏重灵敏性，对有用户变电站和支线的线路，做特殊情况来考虑。

蓬莱城区配网情况简介

蓬莱城区中压10kV配电网采用变电站、开闭所、环网柜、分接箱相结合的方式，主干环网线路沿非主干道架空架设，导线采用绝缘线，主干道及繁华市区采用电缆地下敷设。配网接线尽量简单可靠，根据负荷分布、负荷性质、附近高压变电站分布情况，采用适当的接线方式。具体接线图见图1。

10kV配网保护方式及定值配合设定

城区环网主干线采用JKLGYJ—240绝缘导线及YJLV22—240电力电缆，因此，主干线发生瞬时性故障的机率较小，相反，分支线路多为架空裸导线，支路较多且深入工厂、居民区，因而，发生瞬时性故障的机率较大。根据这一特点结合烟台东方配电自动化系统的功能，设置保护如下：

保护设置：用于环网线路的变电站内开关（如10kV城关线开关）投入常规电流保护，即电流速断保护、过电流保护，配合一次自动重合闸。

城区环网主干线开关保护解除，与主干线直接连接的分支线路开关投入其自身的电流保护，定值按照实际情况整定，具有一次重合闸功能。

保护时限设定：变电站内开关的电流速断保护动作时限为0.2秒，自动重合闸时限为1.0秒；过电流保护时限为0.8秒。

分支线路开关速断保护时限为0秒，过流保护时限0.5s，

保护范围：变电站内开关的电流速断保护、过电流保护按保护到对端变电站内开关出口处整定，例如：登州站内10kV城关线开关保护按保护到凤凰站10kV市区线开关出口处整定，并满足灵敏度要求。

分支线路开关保护范围应按各分支线路的具体接线分析计算，并满足灵敏度要求。

图1　蓬莱城区10kV配网接线图

保护存在的问题及解决措施

保护上下级配合问题。10kV线路分支众多，为了使其中一个用户内部出现故障不影响其他用户供电，通常用户的进线也都配置两段电流保护，设置速断保护时限为0秒，过流保护时限0.5s，与分支线路开关保护范围重叠，时间相同。用户内部故障时，分支开关与用户进线将同时动作。如果分支开关重合闸投入，可以由重合闸补救，但是由于很多线路是电缆线路，重合闸是退出的，这样就会造成由于一个用户的问题，影响此用户所在分支线上所有用户的供电。

配电线路保护的灵敏度问题。受供电条件限制，存在一些重负荷线路，其负荷电流与线路末端故障的故障电流相差不大，无法保证保护的灵敏度。

问题的解决措施。充分利用配网自动化系统的故障隔离、自愈功能，解决配网保护之间的配合问题。即：当配电网发生故障或异常运行时，能快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积。当主干线发生故障时，开关第一次动作（分闸）变位信号传至配电主站之前，开关的重合、再分闸动作已经发生，因此，故障诊断程序应对开关的动作时序作充分的考虑，且在故障诊断期间拒绝执行来自主站对相关开关分、合指令的传达。

配电自动化通过各分段断路器之间的通信，信息交换，分析各分段断路器采集到的电流，综合判断故障点所在区域，不仅仅是根据电流的大小来区分故障电流与负荷电流，从而解决配网线路的保护配合问题和灵敏度问题。

本文探讨的10kV城市配电线路保护整定配合方法及问题解决措施经多年运行考验，能很好地满足可靠性、速动性、选择性、灵敏性的“四性”要求，又简单、实用，保证了配电网的可靠供电。但是，任何保护都不可能是十分完善的，不可能有百分之百的正确动作率。若要提高供电的可靠性，减少误动作率，关键还在于不断加大和加快10kV配网的改造，优化配电网络，如：缩短供电半径、线路电缆化、全绝缘化及手拉手形式供电等。

（作者单位：国网山东蓬莱市供电公司）