配電線路繼電保護(hù)整定計(jì)算問(wèn)題探究

余莉

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)器在35kV變電站中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，它不僅保護(hù)著設(shè)備本身的安全，而且還保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此，做好繼電保護(hù)的整定對(duì)于保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行是十分重要的。本文主要就配電線路繼電保護(hù)整定計(jì)算問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真研究，具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：配電線路 繼電保護(hù) 整定計(jì)算方法 研究

1 概述

配電系統(tǒng)主要是因?yàn)槿藶樵O(shè)備或者自然等方面的因素而形成的，因此當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障后，為了保證繼電保護(hù)裝置能夠快速地清除故障，就需要保證繼電系統(tǒng)的可靠性以及設(shè)備安全等。因此，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的地位，我們可以看出是十分重要的。

2 常規(guī)10kV線路整定計(jì)算方案

遵化市供電公司共管轄35kV變電站19座，繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置280套，微機(jī)化率100%；管轄縣域內(nèi)的10kV配電線路共150條， 10kV配電線路繼電保護(hù)最常用的是三段式過(guò)電流保護(hù)。

①電流速斷保護(hù)。僅反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作。一般按照躲本線路末端的短路電流進(jìn)行整定，考慮1.8倍靈敏度，時(shí)限0秒。

②限時(shí)電流速斷保護(hù)。用來(lái)切除本線路上速斷范圍以外的故障，一般按躲配變低壓側(cè)短路故障進(jìn)行，考慮與相鄰設(shè)備配合，需進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。時(shí)限一般設(shè)置0.3-1秒。

③過(guò)電流保護(hù)。起動(dòng)電流按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定，正常時(shí)候不會(huì)起到，但是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障的時(shí)候，則能夠增加電流的動(dòng)作。它不僅能夠保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，也能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)。時(shí)限與上級(jí)變壓器配合，級(jí)差0.3秒。過(guò)電流保護(hù)的電流定值在本線路末端故障時(shí)要求靈敏系數(shù)不小于1.8。

2.1 電流速斷保護(hù)措施

我們?cè)谶M(jìn)行整定計(jì)算的時(shí)候，由于10kV的線路一般都是為了保護(hù)電流速斷最末級(jí)，因此定值計(jì)算就偏重于靈敏性，為了不改變用戶變電站的線路，我們需要選擇性靠重合閘來(lái)保證。進(jìn)而在進(jìn)行實(shí)際計(jì)算的時(shí)候，需要我們按照保護(hù)安裝較近的線路最大的變壓器低壓側(cè)的故障進(jìn)行整定。因此，當(dāng)保護(hù)按照處變電站主變流保護(hù)為一般過(guò)流保護(hù)的時(shí)候，需要進(jìn)行電路速斷定值與主變過(guò)流定值相配合。

特殊線路的處理：

①線路很短，最小方式時(shí)無(wú)人保護(hù)區(qū)；下一級(jí)為重要的用戶變電站時(shí)，要將速斷保護(hù)改為時(shí)限速斷保護(hù)。動(dòng)作電流與下級(jí)保護(hù)速斷配合，此種情況出現(xiàn)在城區(qū)新建變電站或改造變電站的時(shí)候，我們建議保護(hù)配置用全面的微機(jī)進(jìn)行保護(hù)，這樣改變保護(hù)方式就相對(duì)容易。我們?cè)跓o(wú)法采用其它保護(hù)的情況下，可以依靠重合閘來(lái)保證選擇性。

②當(dāng)保護(hù)安裝處于主變過(guò)流保護(hù)為復(fù)壓閉鎖過(guò)流或低壓閉鎖過(guò)流時(shí)，不能夠與主變過(guò)流配合。

③當(dāng)線路較長(zhǎng)且相對(duì)規(guī)則的時(shí)候，線路上的用戶就會(huì)逐漸減小，我們就需要采用躲過(guò)線路末端的最大短路電流進(jìn)行整定，這時(shí)候可靠的系數(shù)則采取1.5-1.8。此種情況我們一般也只是能夠保證選擇性和靈敏性。

④當(dāng)速斷的定值較小或者與負(fù)荷電流相差不大的時(shí)候，我們需要先驗(yàn)證速斷定值躲過(guò)勵(lì)磁涌流的能力，然后再往下繼續(xù)進(jìn)行。

2.2 過(guò)電流保護(hù)

我們按照躲過(guò)線路上配變的勵(lì)磁涌流整定。變壓器的勵(lì)磁涌流一般是額定電流的6-8倍。因此，當(dāng)重合閘線路需要躲過(guò)勵(lì)磁涌流的時(shí)候。我們需要決定線路總勵(lì)磁涌流就會(huì)小于同容量的單臺(tái)變壓器的勵(lì)磁涌流。因此，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)際整定計(jì)算的時(shí)候，就會(huì)適當(dāng)降低勵(lì)磁涌流系數(shù)。

3 重合閘

重合閘能否成功主要取決于電弧熄滅時(shí)間以及外力所造成故障時(shí)短路物體所滯空的時(shí)間，如樹(shù)木等。但是由于電弧熄滅的時(shí)間往往小于0.5s，所以就造成短路物體滯空時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。因此，當(dāng)重合閘的重合連續(xù)性進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，我們一般所采用的時(shí)間為0.8-3s；而因?yàn)檗r(nóng)村線路的負(fù)荷多為照明及長(zhǎng)期不運(yùn)行的小型電動(dòng)機(jī)等，所以進(jìn)行供電的時(shí)候可靠性等方面要求就會(huì)相應(yīng)降低，這樣即使出現(xiàn)停電現(xiàn)象，也不會(huì)造成很大的損失。但是為了保證重合閘較高的成功率，就需要我們采用的重合閘時(shí)間為3.0s。而實(shí)踐也確實(shí)能夠證明，我們?cè)谘娱L(zhǎng)重合閘的時(shí)間后，就會(huì)將重合閘的成功率由40%以下提升到60%左右。

4 10kV保護(hù)整定中容易忽視的問(wèn)題及對(duì)策

4.1 勵(lì)磁涌流問(wèn)題

4.1.1 勵(lì)磁涌流對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響

勵(lì)磁涌流是變壓器所特有的，主要是在空投變壓器的時(shí)候，變壓器鐵芯中的磁通不能夠改變，就出現(xiàn)了非周期分量磁通的變化，使變壓器的鐵芯飽和，這時(shí)候勵(lì)磁電流就會(huì)急劇增大。當(dāng)變壓器勵(lì)磁涌流最大值達(dá)到變壓器額定電流的6-8倍的時(shí)候，就會(huì)和變壓器的容量大小有一定的關(guān)聯(lián)，當(dāng)變壓器容量變小的時(shí)候，勵(lì)磁涌流倍數(shù)就會(huì)越來(lái)越大。這時(shí)候的勵(lì)磁涌流所存在的最大非周期分量，就會(huì)以一定的時(shí)間系數(shù)衰減，而衰減的時(shí)間常數(shù)同樣與變壓器容量的大小相關(guān)，而無(wú)論是容量，還是時(shí)間的增加就會(huì)導(dǎo)致涌流存在的時(shí)間越長(zhǎng)。

因此在線路投入時(shí)，就會(huì)在10kV的線路上裝有大量的配電變壓器，這些配電變壓器主要是懸掛在線路上面的，在合閘的瞬間，各變壓器所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流在線路上就會(huì)來(lái)回反射、相互迭加，以此產(chǎn)生一個(gè)復(fù)雜的電磁暫態(tài)的過(guò)程。而系統(tǒng)阻抗較小的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)較大的涌流，也會(huì)造成時(shí)間常數(shù)的增大。當(dāng)三段式的電流保護(hù)中的電流值降低的時(shí)候，特別是在長(zhǎng)線路或系統(tǒng)阻抗大的時(shí)候尤為明顯。而勵(lì)磁涌流值可能因?yàn)榇笥谘b置整定值，就會(huì)使保護(hù)被動(dòng)。這種情況在線路變壓器個(gè)數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗較大的時(shí)候就會(huì)不太明顯，很容易被人們所忽視。但是當(dāng)線路變壓器個(gè)數(shù)及容量增大以后，就會(huì)出現(xiàn)。

4.1.2 簡(jiǎn)單改造避免涌流誤動(dòng)

避免勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)，只需電流速斷保護(hù)裝置有短時(shí)延時(shí)即可。因?yàn)閯?lì)磁涌流含有大量的二次諧波并且波的大小會(huì)隨著時(shí)間延長(zhǎng)而減弱，所以我們利用涌流這個(gè)特點(diǎn)，只作簡(jiǎn)單改造，給電流速斷保護(hù)裝置加上短時(shí)間的延時(shí)。endprint

4.2 TA飽和問(wèn)題

4.2.1 TA飽和的危險(xiǎn)性

由于TA飽和感應(yīng)的存在，會(huì)導(dǎo)致故障時(shí)間的延長(zhǎng)并且會(huì)擴(kuò)大故障范圍，這樣就會(huì)供電不穩(wěn)，設(shè)備運(yùn)行安全也會(huì)受到威脅。TA飽和的危險(xiǎn)性的原因就在于當(dāng)10kV的線路短路時(shí)，二次側(cè)的電流會(huì)很小或者接近于零，而TA飽和感應(yīng)到就會(huì)促使保護(hù)裝置拒動(dòng)，故障就會(huì)造成母聯(lián)斷路器或主變后備保護(hù)切除。

4.2.2 TA飽和的防范

如何做到TA飽和的防范，我們需要從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析：第一，不能選太小的TA變比，在TA的選擇之初我們就該考慮到線路短路時(shí)的TA飽和問(wèn)題，正常的情況下10kV線路保護(hù)TA變比通常會(huì)大于300/5；第二，TA二次電纜長(zhǎng)度縮短、截面加大，這樣既可以減少TA二次負(fù)載阻抗，又能避免保護(hù)和計(jì)量共用TA，例如，綜合自動(dòng)化變電站，10kV的線路最好選擇保護(hù)測(cè)控合一的產(chǎn)品，并就地安裝在控制屏上，這樣既能有效減少二次回路阻抗，又可防范TA飽和。

4.3 所用變保護(hù)問(wèn)題

4.3.1 所用變保護(hù)存在的問(wèn)題

由于所用變是一個(gè)比較特殊的設(shè)備，容量相對(duì)較小，可靠性要求就會(huì)變得較高，而安裝位置又相對(duì)特殊，通常接在10kV母線上，其高壓側(cè)短路電流又等同于系統(tǒng)短路電流，而且低壓側(cè)出口的電路電流也相對(duì)較大。人們通常對(duì)所用變保護(hù)的可靠性重視不夠，這就將對(duì)所用變甚至整個(gè)10kV系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成十分嚴(yán)重的威脅。

4.3.2 解決辦法

我們?cè)诮鉀Q所用變保護(hù)拒動(dòng)問(wèn)題的時(shí)候，首先需要從合理配置保護(hù)方面入手，然后其TA的選擇首先就是要考慮所用邊故障時(shí)飽和的問(wèn)題。同時(shí)，計(jì)量所用的TA一定要與保護(hù)用的TA分開(kāi)，繼而保護(hù)所用的TA是否裝在高壓側(cè)，這也是重點(diǎn)對(duì)所用變的保護(hù)，而計(jì)量用的TA裝是在所用變的低壓側(cè)，主要是用來(lái)提高計(jì)量的精度。在定值整定方面，電流速斷保護(hù)可按照所用變低壓出口短路所進(jìn)行整定的，而過(guò)負(fù)荷保護(hù)是要按所用變的容量進(jìn)行整定的。

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