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10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算摘要：本文论述10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算，经多年运行考验，选择性好、动作准确无误，保证了供电可靠性。关键字：继电保护选择性可靠性笔者曾作过10多个10KV配电所的继电保护方案、整定计算，为保证选择性、可靠性，从区域站10KV出线、开关站10KV进出线均选用定时限速断、定时限过流。保护配置及保护时间设定。一、整定计算原则：1.需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92等相关国家标准。2.可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。二、整定计算用系统运行方式：1.按《城市电力网规划设计导则》（能源电[1993]228号）第4.7.1条和4.7.2条：为了取得合理的经济效益，城网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行控制，使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合，该导则推荐10KV短路电流宜为Ik≤16KA，为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流，110KV站两台变压器采用分列运行方式，高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。2.系统最大运行方式：110KV系统由一条110KV系统阻抗小的电源供电，本计算称方式1。3.系统最小运行方式：110KV系统由一条110KV系统阻抗大的电源供电，本计算称方式2。4.在无110KV系统阻抗资料的情况时，由于3～35KV系统容量与110KV系统比较相对较小，其各元件阻抗相对较大，则可认为110KV系统网络容量为无限大，对实际计算无多大影响。5.本计算：基准容量Sjz=100MVA，10KV基准电压Ujz=10.5KV，10KV基准电流Ijz=5.5KA。三、10KV系统保护参数只设一套，按最大运行方式计算定值，按最小运行方式校验灵敏度（保护范围末端，灵敏度KL≥1.5，速断KL≥2，近后备KL≥1.25，远后备保护KL≥1.2）。四、短路电流计算：110KV站一台31.5MVA，，10KV4Km电缆线路（电缆每Km按0.073，架空线每Km按0.364）=0.073×4=0.2910KV开关站1000KVA：（至用户变电所电缆长度只有数十米至数百米，其阻抗小，可忽略不计）。五、整定计算：1.开关站出线（10DL）：当变压器采用过电流而不采用差动保护时，其电源线路较短时，例如电缆长度小于3Km时，采用线路--变压器组保护装置（即线路与受电变压器保护共用）。A.速断动作电流：躲过变压器低压侧最大三相短路电流：t=0S灵敏度校验：B.过流保护动作电流：躲过可能出现的过负荷电流，如干变按Kgh=1.5，如大的风机、水泵等启动电流，按实际换算到10KV侧电流，Kgh可能为1.2、1.3等，微机保护按厂家提供资料，返回系数Kh=0.95。，t=0.3S灵敏度校验：如灵敏度不够，改为低电压闭锁的过电流保护，电流元件按躲开变压器的额定电流整定，而低电压闭锁元件的起动电压则按照小于正常情况下的最低工作电压及躲过电动机自起动的条件来整定。C.对变压器超温，瓦斯保护需跳闸者，变压器高压侧设负荷开关带分励脱扣器，作用于跳闸。2.开关站进线(8DL)：按规范可不设,本方案设的目的作为出线保护及其相关元件故障如电磁线圈断路而拒动时的后备保护及3～10KV母线的保护。A.限时速断动作电流:同开关站所有出线的最大一台变压器速断保护相配合,配合系数Kph=1.1，t=0.3S灵敏度校验：B.时限过流动作电流:，t=0.6S灵敏度校验：3.区域站10KV出线(5DL):A.限时速断动作电流:同开关站出线(8DL)限时速断保护相配合,配合系数Kph=1.1,，t=0.4S灵敏度校验：B.时限过流动作电流:躲过线路过负载电流(如大电动机启动电流,某些实验时的冲击电流等)，t=0.7S灵敏度校验：4.区域站10KV分段开关(2DL):仅设充电保护,按躲开10KV母线充电时变压器励磁涌流,延时t=0.2S动作,充电后保护退出。，t=0.2S灵敏度校验：5.开关站10KV分段开关（7DL）：同2DL原则，，t=0.2S灵敏度校验：6.开关站出线带2台及以上变压器：A.速断动作电流：躲过中最大者，t=0SB.时限过流动作电流：躲过线路过负载电流，t=0.3S。7.区域站至住宅小区供电线路（单线单环或双环、开环进行）：A.限时速断动作电流：同6.A原则，t=0.4S(同小区变压器的高压熔断器配合）。B.时限过流动作电流：同6.B原则，t=0.7S（同小区变压器的高压熔断器配合）。8.区域站主变低压侧开关1DL、3DL:设过电流保护（作为主变低后备保护，10KV母线保护及出线远后备保护），其动作电流按躲过主变的最大负荷电流（当一台主变故障或检修时的负荷电流及电动机启动等），对K-2点要求KL≥2,对K-3点要求KL≥1.2。保护为一段二时限，第一时限1.1S跳10KV分段开关，第二时限1.5S跳本侧开关。9.关于时间级差说明：A.对微机保护，开关站△t为0.3S，对区域站为提高可靠性△t为0.4S。B.对电磁继电器保护，选精度较好的时间继电器，△t在开关站，区域站△t均为0.4S。10.为避免CT饱和，可采用保护与测量CT分开，用不同的变比，如保护用300/5A等。11.对10KV中性点非直接接地电力网中的单相接地故障：A.在10KV母线上，装设接地监视装置，作用于信号。PT开口三角电压继电器整定值：Udz=15V，为避免铁磁谐振，在开口三角上设一个微机型消谐器。B.区域站、开关站10KV出线较多，设微机小电流接地信号装置，可迅速判别某出线单相接地故障（对微机保护，10KV小电流接地选线功能通过各10KV间隔的监控保护实现，无需专门的装置）。六、自动装置设定：1.10KV架空出线重合闸：动作投入时间1S。2.备用电源自动投入：A.区域站10KV分段开关（2DL）自动投入时间：a.t=110KV桥开关备自投时间+0.4S；b.t=主变高后备动作时间+0.4S；c.取a与b的最大值。B.各开关站10KV分段开关备自投时间=2DL备自投时间+0.4SC.备自投动作电压：工作电源失压动作电压：25V(PT二次侧电压）备用电源监视动作电压：70V(PT二次侧电压)七、结束语：本方案经多年运行考验，符合可靠性、速动性、选择性、灵敏性四性原则，对区域站，动作时间小于1S，保证了10KV各设备和线路的热稳定，同反时限过流相比，动作时间准确、误差小、容易整定、选择性好。多次动作，未出现误动情况，保证了供电的可靠性。参考文献1.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-922.《城市电力网规划设计导则》能源电[1993]228号3.工业与民用配电设计手册中国航空工业规划设计研究院等编第2版10KV配电系统继电保护分析摘要：本文对10kV配网系统的继电保护配置方案及运行情况进行分析，对10kV系统的继电保护配置中出现的问题提出解决措施。关键词：10kV配网保护运行一.10KV配电系统在电力系统中的重要位置电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏；当10KV不接地系统中的某处发生一相接地时，就会造成接地相的电压降低，其他两相的电压升高，常此运行就可能使系统中的绝缘遭受损坏，也有进一步发展为事故的可能。10KV配电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常运行。因此要全面地理解和执行行业内有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。由于10KV系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10KV配电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置。二.继电保护的基本概念1.10KV配电系统的几种运行状况（1）供电系统的正常运行这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作；各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况；（1）供电系统的故障这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行，并有可能使事态进一步扩大的运行状况；（1）供电系统的异常运行这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏，但尚未构成故障时的运行状况。2.10KV配电系统继电保护装置的任务（1）在供电系统中运行正常时，它应能完整地、安全地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；（2）如供电系统中发生故障时，它应能自动地、迅速地、有选择性地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；（3）当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时地、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理；不难看出，在10KV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预防事故的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不间断。可以想象，在10KV系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此，在10KV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。3.对继电保护装置的基本要求对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性（1）选择性当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的，就称为有选择性；否则就称为没有选择性。主保护和后备保护：10KV配电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护，必要时可增设辅助保护。当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时，其中有一套动作比较快，而另一套动作比较慢，动作比较快的就称为主保护；而动作比较慢的就称为后备保护。即：为满足系统稳定和设备的要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护，就称为主保护；当主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，就称为后备保护。后备保护不应理解为次要保护，它同样是重要的。后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备，还可以起到当主保护虽已动作但最终未能达到切除故障部分的作用。除此之外，它还有另外的意义。为了使快速动作的主保护实现选择性，从而就造成了主保护不能保护线路的全长,而只能保护线路的一部分。也就是说，出现了保护的死区。这一死区就必须利用后备保护来弥补不可。近后备和远后备：当主保护或断路器拒动时，由相临设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护；由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护，就叫近后备保护；辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护，称为辅助保护。（2）灵敏性灵敏性系指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否，一般用灵敏系数来衡量。保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算。灵敏系数Km为被保护区发生短路时，流