10kv配电线路微机保护的整定计算

10kV 配电线路微机保护的整定计算 10kV 配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似 于输电线路;有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器 T 接于同一条线路的各个分支上;有 的线路短到几百 m，有的线路长到几十 km;有的线路由 35kV 变电所出线，有的线路由 110kV 变电所出线;有的线路上的配电变压器很小，最大不过 100kVA，有的线路上却有上万 kVA 的变压器;有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。 对于输电线路，由于其比较规范，一般无 T 接负荷，至多有一、二个集中负荷的 T 接 点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可一一计算，一般均可满足要求。 对于配电线路，由于以上所述的特点，整定计算时需做一些具体的特殊的考虑，以满足保 护“四性“的要求。 10kV 配电线路微机保护，一般采用电流速断、过电流、重合闸、过流加速段、过负荷 报警等构成。下面将分别从这几点展开讨论。 1 电流速断保护： 由于 10kV 线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以， 在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。 电流定值按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。 实际计算时，可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定，或直接把最 大变压器置于线路首端计算其二次侧最大短路电流。 max21IdKIkdz 速断一次值z 可靠系数，取 1.3k 线路上最大配变二次侧最大短路电线max2Id 在进行 10kV 线路短路计算时，不可以简单认为线路每公里阻抗为 0.4/公里，因为 10kV 线路大部分是由 LGJ-210 及以下导线构成，电阻值与电抗值之比均大于 0.3，LGJ-70 及以下导线电阻值均已超过电抗值，所以线路电阻不能再忽略，需采用公式： 电阻 R 的计算需每种型号导线电阻的相加，可以借助 Excel 表格来计算 由于电网的不断变化，最大配变容量可比实际最大配变大一些，比如实际最大配变为 1000kVA，最大配变容量可根据配电地区经济发展态势选择为 1250kVA 或 1600kVA。 下一级为重要的用户变电所时，可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(即取 1.1 倍的下级保护最大速断值)，动作时限较下级速断大一个时间级差。 在无法采用其它保护的情况下，可靠重合闸来保证选择性。 灵敏度校验： 在常见大运行方式下，线路保护出口处灵敏度不小于 1。允许速断保护保护线路全长。 1maxdzI 线路出口咱的常见大方式下适中电流ax 速断整定值1dzI 10kV 线路速断值一般介于 1000A-2500A 之间，值宜小不宜大，以增加速断的灵敏度， 延伸保护范围，减少故障大电流对设备的冲击损坏。对于农电线路，时限设为 0s，或带一 个小的时限 0.05s，以躲线路配变励磁涌流。 2 过电流保护： 按躲过线路最大负荷电流整定。这需要继电保护专责注意收集每条线路最大负荷 情况，线路最大负荷的出现一般与电网最大负荷出现的时期相近。随着调度自动化水平的 提高，精确掌握每条线路的最大负荷电流成为可能。应考虑负荷的自启动系数、保护可靠 系数及微机保护的返回系数。 maxk1/fhfzqdz IKI fzz 过流一次值1dzI 可靠系数，取 1.11.2kK 负荷自启动系数，取 1.52.5，要视高压电机总功率在配电总容量中所占比zqI 例先择，比例越大取系数越大，一般在 1.52.5 之间。 反回系数，微机保护取 0.95，或参考厂家技术说明书。f 综合系数。zK 线路最大负荷电流，具体计算时，可利用自动化设备采集最大负荷电流，maxfhI 或按出口处线路的载流量、电流互感器一次额定值和所带配电的额定电流值。结合线路末 端故障灵敏度要求，合理选取四值。 在灵敏度不足时，可取四者中较小值。若灵敏度还不能满足要求时，需适当降低负荷 自启动系数。 这样，在重负荷长线路中，过流值往往很难选取。这就要优先保灵敏度，并在定值通 知单中注明：“过流值可能躲不过线路最大负荷，建议转移负荷，进行网络调整。” 在微机保护中，重合闸过流加速段可以单独整定，过流值不再做为重合闸装置的后加 速电流值，所以无需考虑过流值要躲过线路配变励磁涌流，但速断值需考虑躲配变励磁涌 流。 特殊情况的处理： a.线路较短，配变总容量较少时，因为满足灵敏度要求不成问题，Kz 应选较大的系数。 其典型案例是对站用变保护的整定。 b.当线路较长，变电站至线路最末端距离远(如在 15km 以上)，线路阻抗大，过流近 后备灵敏度不够时，建议不采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护。因为 10kV 线路阻抗比 变电站 10kV 母线短路阻抗大许多，在长线路末端故障，变电站 10kV 母线电压并不能有效 降低，复压闭锁的灵敏度还没有过流保护的灵敏度高，易引起保护拒动，所以反对加复压 闭锁。 可调小分支断路器的变比，以利用其反时限过流保护对线路末端进行保护。这样，线 路末端仅能依靠不太可靠的过流脱扣器来完成一点保护，可靠性差。最终解决办法是网络 调整，使 10kV 线路长度满足规程要求。 灵敏度校验： 近后备按最小运行方式下线路末端故障，灵敏度大于等于 1.5。 远后备灵敏度可选择线路最末端的较小配变二次侧故障，接最小方式校验，灵敏度大 于或等于 1.2。远后备灵敏度通常较难满足，不过每台配变高压侧均有跌落式熔断器，低 压侧装有反时限保护和漏电保护器，因此过流值不能躲过最大负荷电流时，可以不考虑远 后备灵敏度。 对于农电线路，过流保护定值一般在 150A-780A 之间，以兼顾灵敏性和可靠性 3 重合闸 10kV 配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸，由于安装于末级保护上，所以不需 要与其他保护配合。重合闸所考虑的主要为重合闸的重合成功率及缩短重合停电时间，以 使用户负荷尽量少受影响。 重合闸的成功率主要决定于电弧熄灭时间、外力造成故障时的短路物体滞空时间(如： 树木等)。电弧熄灭时间一般小于 0.5s，但短路物体滞空时间往往较长。因此，对重合闸 重合的连续性，重合闸时间一般采用 1.0s;农业线路，负荷多为照明及不长期运行的小型 电动机等负荷，供电可靠性要求较低，短时停电不会造成大的损失。为保证重合闸的成功 率，采用 1.5s 的重合闸时间。实践证明，将重合闸时间由 1.0s 延长到 1.5s，可以有效提 高重合闸成功率。 重合闸的时限过长，旋转电机将失去其惯性，重合时，自启动电流相应增大，造成过 流值跳闸。对于带有大电机的线路，重合闸时限一般小于 1.0s。 4 过流加速段 在微机保护装置中，过流加速段电流定值和时限定值往往可以独立整定，这给继电保 护工作带来方便。过流加速段值不仅可以用在线路重合于永久性故障后加速跳开，还可以 用于新线路投运时，做为线路充电保护使用。因为过流加速段总是在断路器在由分到合状 态后自动投入，运行正常若干秒后，自动退出。 过流加速段电流定值按躲过线路上配变的励磁涌流整定。 由于重合闸的后加速特性(10kV 线路一般采用后加速)，如果过流加速段定值躲不过励 磁涌流，将使线路送电时或重合闸重合时无法成功。因此，重合闸线路，需躲过励磁涌流。 变压器的励磁涌流一般为额定电流的 46 倍。变压器容量越大，涌流也越增大。由于配电 线路负荷的分散性，决定了线路总励磁涌流将小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此， 在实际整定计算中，励磁涌流系数可适当降低。 732.1/1ezcdzUSKI 过流加速段值，取值一般可以介于速断值和过流值之间，可以在合到故障处，1dzI 更灵敏快速的跳开。而为了更好躲开励磁涌流的冲击，可以架 0.05s 的小时限。 线路励磁涌流系数，取 15，线路变压器总容量较少或单台配变较大时，取1cK 较大值。 线路配变总容量，单位 KVAezS 线路额定电压，此处为 10KVU 2007 版整定规程，对过流加速段的灵敏度不做具体要求，一般只要小于速断值，便 可投运。 5 过负荷报警 线路负荷重，电流过 CT，或大于线路出口处导线的最大安全电流，或有可能造成过流 跳闸时，需提醒运行人员，所以微机保护宜设置线路过负荷告警。 过负荷告警定值按躲过线路允许最大负荷电流整定计算。 maxk1/fhfdzIKI 过负荷一次值z 可靠系数，取 1.01.2k 返回系数。微机保护取 0.95，或根据其提供的技术参数选择。fK 线路允许最大负荷电流，可合理从出口处线路的载流量、电流互感器一次maxfhI 额定值、过流保护中取的最大负荷电流、所带配变的额定电流值(当是客户专线容量又较小 时)四值中选择较小值。线路允许最大负荷电流，过负荷告警的时间宜设置为 5S。 过负荷保护一般为只告警不跳闸，因此不再校验灵敏度。 6 保护的计算 继电保护整定计算若仅依靠手工计算，将比较繁琐。强烈建议读者做一个 Excel 表格， 利用其强大的公式编辑和计算功能，这使得继电保护整定计算变得简单有趣，而且准确。 10kV 母线系统最大最小阻抗需要事先算好，接下来需录入各线径总长度数，以计算线路总 阻抗，然后便是录入线路参数，包括最大配变容量