配电网自动化系统的10kV线路继电保护整定计算

配电网自动化系统的 10kV线路继电保护整定计算

梁智辉

广东怡信电力工程有限公司 528000

摘要：针对配电网自动化系统的线路进行分析，其具体要涉及到三个或三个以上的开关保护整定，如果每个开关都对一级保护进行设置，将会存在由于保护时限紧张而无法配合的问题。常规10KV线路的两段式过流保护在时限方面无法使配电网自动化线路的多级开关保护时限配合要求得到满足，对此需要采取分级整定的方法对配电网多个开关，按照其具体保护安装位置和接带负荷性质进行划分，从而形成三级整定模式。本文针对配电网自动化系统的10KV线路继电保护整定计算进行分析，介绍了常规10KV线路继电保护的整定方案，探讨了配电网自动化系统的10KV线路保护整定，并针对其继电保护整定计算流程进行具体阐述，希望能够为相关研究人员起到一些参考和借鉴。

关键词：配电网自动化系统；10KV线路；继电保护；整定计算

配电网自动化系统可以有效实现配电网运行期间的自动化监视和控制，同时还能够实时监控配电网，对故障问题进行自动隔离，并及时恢复供电。针对自动化系统而言，其可以自动隔离故障和恢复供电，因此在线路有故障问题发生时，系统能够对故障进行自动定位，并将其两侧开关及时断开，从而使故障区得到隔离，对非故障区的供电进行恢复。对比传统人工的故障查找和修复方式，配电网自动化系统的建立，可以使停电范围得到缩小，使停电时间得到减少，从而有效保证供电可靠性。随着社会经济的持续发展，对供电可靠性也提出了更高要求，这需要对配电网有效开展继电保护工作。而配电网线路在保护配置和定值等方面的设置，对继电保护动作的性能具有重要影响，因此相关工作人员需要通过运用配电网自动化系统来合理制定10KV线路的保护整定方案，使配电网的供电质量得到有效提高。

一、常规10KV线路继电保护整定方案

针对10KV线路继电保护进行分析，其常规继电保护整定方案具体如下。

（一）配电网结构

随着我国电力事业的快速发展，配电网结构也逐渐变得更加复杂，其由传统的单一辐射型结构，逐渐向多分段多联络的网格化结构进行转变。对于单环网接线方式的结构相对比较简单，具有较高可靠性，但针对线路的载流量需要结合环网的负荷安全来合理设计供电，同时还需要对1/2的容量进行预留，将其作为备用容量，这也使得容量利用率只达到了50%。为了使线路容量的整体利用率得到有效提高，应对多联络的接线方式进行采用^[1]。

（二）常规10KV线路保护整定方案

针对常规10KV线路保护，其一般对两段式过流保护进行配置，并采取三相一次重合闸的形式。针对地区电网的相关调度，继电保护部门10KV线路的保护整定范围只局限于变电站的出线开关。而针对分段开关以及环网柜保护定值，则需要由线路运维单位根据上级保护进行配合整定。但结合线路的实际继电保护整定进行分析，可以发现由于配电网自动化线路需要对多个开关的保护配合进行设计，因此采取常规的线路两段式过流保护，无法使多个开关保护在时限配合方面的需求得到满足。

二、配电网自动化系统的10KV线路保护整定

（一）保护配置

通常来说，配电网自动化系统在10KV线路继电保护构成方面比较固定，在制定保护策略时需要结合其实际配置情况。而10KV配电线路主要采取两段式过流保护，并与相关开关配合使用，共同开展保护工作，这是线路出现故障问题时的一项主要保护装置。而在保护装置当中，电闸也是十分重要的一项内容，在使用方面具有严格要求，需要做到梯次配置，并科学进行安装与调整。对于重合闸通常会对三相重合闸进行选择，以此来提升保护配置水平^[2]。

（二）整定基本原则

在继电保护定值的过程当中，需要对速动性、灵敏性以及选择性等方面的要求进行满足。如果由于电网运行方式和装置性能等相关因素而无法满足继电保护的定值要求，需要在整定计算过程当中，达到规定的灵敏度要求，并按照以下原则进行取舍。首先，对于配电网需要有效服从主网。其次，下级配电线路应对上级配电线路进行服从。最后，需要对电力设备安全进行有效保护，并为重要用户的供电提供保障。

（三）整定计算

针对，整定计算的基本原则进行分析，其具体包括以下几个方面。

首先，安全性原则。在继电保护和自动化研究工作开展过程当中，需要对电力设备安全进行充分保证，同时还需要为用户、实验人员以及操作者的人身安全提供保障，以此来有效提升生产、科研等工作的安全性。

其次，服从性原则。对于10KV线路和配电网络，其应对主网或大区域网络进行服从，并对整体与部分间的关系进行正确看待^[3]。

最后，灵活性原则。在选择继电保护定值时，需要确保灵活有效，对规律性、速动性以及灵敏性等特征进行有效体现。相关研究人员需要结合电网运行方式、周期和装置性能对数值进行合理调整。而在开展整定计算工作时，则应确保调整的灵活性，并对其内容及时进行更新，有效创新形式，从而使继电保护研究水平得到有效提高。

随着配电网自动化技术的有效应用，在我国相关讨论会议当中，重新调整了主变压器低后备时限速断的保护时限。针对复杂配电网线路，当其涉及到三个及以上开关时，如果各个开关都按照一个层级进行整定，将会产生保护配合缺乏以及时限紧张等问题。所以针对三个及以上开关，需要结合保护安装位置和接待带负荷性质进行合理划分，具体需要分为三级整定，这样一来可以加强保护时限间的配合，使继电保护动作的选择性得到有效保证^[4]。

三、基于配电网自动化系统的10KV线路继电保护整定计算流程

（一）电流速断保护

在对该环节进行整定时，需要结合能够躲过下一级开关出口最大短路电流这一要求来有效开展相关整定活动。与此同时，还需要确保能够对变台启动所产生的励磁涌流进行有效规避。而从保护范围的角度进行分析，其需要在最大运行方式采用的过程中有效满足保护范围值，同时还应大于该极限路长度的1/2。而对于最小运行方式的保护范围，则应大于该线路长度的1/5。除此之外，如果线路末端只安装了一台变压器，而且主保护采取差动保护方式时，需要配合电流速断定值和差动保护共同进行整定。当线路末端安装一台变压器，而主保护采用瞬间电流速断保护形式时，则需要结合瞬时电流速断保护来有效开展整定工作。因此，相关工作人员需要结合实际情况来对整定工作进行落实，从而使机电保护效率得到有效提高。

（二）过流保护

在过流保护过程当中，需要严格按照相关整定原则来开展过流保护工作。具体来说，相关工作人员需要结合该级开关的最大负荷电流来有效落实整定工作。与此同时，针对线路的灵敏度同样要与预定值相符合，并确保规范、有效的开展相关管理活动。在检验灵敏度时需要具有清晰、明确的界定标准。例如，当线路超过200千米时，其灵敏度系数应不低于1.3。而对于线路长度为50-200千米，灵敏度系数则应不小于1.4.当线路长度小于50千米时，灵敏度应不小于1.5。除此之外，如果两条相邻线路出现故障问题，其灵敏系数应该控制在1.2以上^[5]。

（三）时效配合

基于配电网自动化系统的10KV线路，在继电保护整定计算时，需要对时限配合活动加大关注，而且还需要结合逐级配合的关系来有效落实整定计算。具体来说，对于各级间的时间差需要控制在0.15秒左右，并要按照一定规律来进行时限配合。相关工作人员可以结合单回线路线以及具有联络能力的多线路，有效开展配合和设置等活动。如果此线路为单回线，在对各级开关时限配合的关系进行探索时，需要将其保护时限定为0.6秒，而且还需要由站内的一级、二级以及三级开关来共同开展保护和控制工作。对于10KV一线开关的过流时限，应该定为0.4秒，而且需要保证各级开关的逐级配合，将时间差设置为0.15秒。如果线路具有相应的线路联络能力，在对各级开关的时限配合关系进行探讨时，需要对两条联络路线的开关过流时间进行同时考虑。假设共有a、b两处变电站，而各个变电站有着相应的输电路线以及三个等级的开关，其中在二级开关和三级开关间安装了相关的联络开关，这可以使两处开关之间有效实现联络与沟通。如此一来，在a变电站的线路某处开展停电检修工作时，或者由于故障问题而导致供电停止，那么其供电方式也会产生相应的变化，线路的保护时限则会变成0秒，而此时b变电站的线路保护时限同样为0秒。这样可确保在故障出现后，线路各级保护不会发生变化，也不会有动作产生，这使继电保护动作具有的选择性得到了有效保证。

（四）补充说明

在运用配电网自动化系统的10KV线路继电保护整定计算过程当中，当为理想情况下时，可以进一步保证相关数值的精确性。而在实际生活和生产过程当中，由于会受到现实环境因素所带来的影响，进而使数值的准确性有所下降。如果线路相对较短，工作人员按照最大短路电流来开展整定工作，则可能无法产生保护区。在此情况下，当线路末端安装变压器后，动作电流与下层级的变压器将会产生速断保护，配合上级主变压器的时限手段保护共同进行整定，这样可以保证顺利进行相关的操作活动。而当线路相对较长，而且定值相对较小时，则可能无法躲过励磁涌流。在此状况下，应对保护时限增加的手段进行考虑，从而使其具有的躲避能力得到提高，避免在保护期间产生错误动作，使保护效率得到提高^[6]。

结束语：

综上所述，当配电网自动化线路需要涉及到多个开关配合整定时，其保护时限往往无法得到有效配合，因此需要对分级整定这一方式进行有效应用。具体来说，需要将配电网的多个开关结合其保护安装位置与接带负荷性质进行等级划分，具体需要划分为三级，同时还需要对配电网自动化系统的线路继电保护整定方案进行科学制定。而通过相关工程实验的开展，可以对此方案运行的有效性和准确性进行充分验证，也为配电网工程的有效开展提供了有力依据，可以使配电网运行期间的供电可靠性得到有效提高。

参考文献：

[1]胡维.基于配电网自动化系统的10kV线路继电保护整定计算[J].大众用电,2021,36(05):71-72.

[2]韩笑,孙杰,王凡,等.10kV馈线继电保护实用整定方案[J].电工电气,2021,12(02):24-28.

[3]闫石.某用户10 kV变电所保护分析[J].建筑电气,2020,39(08):18-22.

[4]乔妮,田振华.基于配电网自动化系统的10 kV线路继电保护整定计算[J].内蒙古电力技术,2019,37(02):93-96+100.

[5]张伟,张宗成,吴旭东,等.10kV单侧电源线路保护整定计算[J].中国高新科技,2018,14(08):28-29.

[6]吴治伟.刍议低压电网用电设备继电保护整定计算的探索思路[J].电子技术与软件工程,2016,17(04):162-163.