10kV 馈线继电保护实用整定方案
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摘 要：随着城市电力负荷需求的飞速增长、结构类型的多元化发展以及用户对电能质量和市场服务要求的提高配电自动化技术属于智能电网中的重要环节，在提高供电安全可靠性方面具有高效经济运行价值，它也属于配电自动化配合背景下配电网故障处理的重要内容，在自动定位、隔离以及恢复供电方面都能发挥一定价值作用。
关键词：10kV馈线继电保护；整定方案
引言
10kV 馈电线路在中低压配电网中十分常见，根据调研报告显示，目前电网 10kV 配网线路主要分为架空绝缘导线、电缆、混合线路三种形式，架空线路采用多分段多联络形式，分段与联络的数量与所接用电设备数量、负荷密度、负荷性质等因素有关，一般将线路设计为 3 分段、2/3 联络的形式。主干线路上布置有大量配电变压器，多条分支线接在主干线上，分支线上也布置有一个或多个配电变压器。为了便于故障的隔离，在主线上，还可能设置有分段断路器。这样一来，10kV 线路的结构复杂程度远远超过高压输电线路。现有的配电网保护在运行整定规程上并未对馈线上各级开关的保护配置与配合方式进行规定，只对变电站出口处的断路器保护进行了规定，因此各种保护配置、定值整定方案层出不穷，不尽合理。由于配电网线路结构、接线较为复杂，相比于电压等级更高的主网，配电网的保护整定方案设计具有一定的难度。
1配电自动化配合下的配电网多级保护基本原理分析针对供电半径偏长、分段数量偏少问题，需要结合开环运行对配电线路进行分析，如果线路发生任何故障，其故障位置上游不同分段开关位置都会出现短路电流水平明显差异问题，严重时对电流定值或延时级差配合方式会产生一定影响，必须基于限过流保护进行分析，解决多级保护配合问题，或者考虑有选择性的切除故障，确保配电网多级保护到位。针对供电半径偏短且开环运行城市配电线路而言，它需要基于线路所发生故障进行分析，确保故障位置上游不同分段开关位置短路电池水平有效优化调整，减小差异性问题，主要针对不同开关设置不同电流定值，结合保护动作延时时间级差配合展开分析，有选择性的切除某些故障性问题。
210kV馈线继电保护实用整定方案
2.1 遵循继电保护与配电自动化配合故障处理原则
可靠性原则。继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理时要始终坚持可靠性的操作原则。在设置配电网过程中为确保各个设备的使用质量，要强化各个网线间的连通性，并在线路运行时确保线路的清晰准确，不能让线路之前出现短路的问题。所设置的配电设施不仅要安全可靠，还需保持持续性的配电能力，强化配电线网的总体服务能力。总体的配电网线需具备更全面的服务能力，且内部的各个子系统间能密切配合，并在发展过程中强化对配电网的运行管理，确保配电网内部各个系统有规律的运作。
坚持扩大供电的总体能力的原则。继电保护和配电自动化配合的配电网故障处理要始终坚持供电总体能力的发展原则。在电力系统维修管理过程中要确保所有电路的清晰可见，在分析各个线路运行实际情况的基础上提出有针对的维修策略。在故障处理过程中要提高维修效率，应用最理想的维修方式来达到最为理想的供电状态。基于跳闸是威胁到电力系统运行的重要因素，因此在配电网运行时要加强对跳闸问题的分析，不断加大对保险丝的保护，并合理把控电路的工作时间，不能让电网长时间处于过热状态。
2.2 多级级差保护和电压时间型馈线自动化配合的配电网故障处理
电压时间型馈线自动化是一种重合器和电压时间型分段器互相配合的故障隔离技术。电压时间型馈线自动化操作使用唯一的不足点是，尽管分支线路故障有时也会使变电站出线断路器跳闸故障，在跳闸故障后还会后续导致全线或暂时性的停电问题，而将两级级差保护和电压时间型馈线自动化控制结合在一起能解决全线或短暂停电问题，具体措施如下：变电站 10kV 出线开关一般选择重合器，并在重合器上设置 200ms 到 250ms 的延时性保护动作；主干馈线开关应用电压时间型分段器进行设置；用户开关和分支开关采用断路器，同时还需额外配置 0s 保护动作延时时间和一次快速重合闸。
2.3 整定思路
根据《Q/GDW10422—2017 国家电网继电保护整定计算技术规范》规定，变压器低压侧三相过流保护作为低压侧后备保护时，动作时间小于 2s。若按照 0.2s 的级差进行配合，逐级递减，10kV馈线保护时间限额，即最长动作时限为 0.8～1.2s；变电站电压等级越高，出线保护时间限额越短。目前的柱上断路器开关等设备，可以实现从保护装置启动到断路器开关动作跳开的时间在 150ms以内，所以配电网各级保护级差的时间应大于 0.2s，才能够实现各级断路器开关在时间上互相配合，减小停电范围，实现保护的选择性。如果变电站出口处所设保护所在的 10kV 线路属于 110kV或 220kV 变电站的出线，则其允许的最长动作时间为 1.2s，这是允许的最长时限。主干线上可设置 2～3 分段，每个分段断路器处保护分为两段，如设置 2 分段，最末段的最长时间为 0.3s，中间段最长时间为 0.5s，变电站出口处保护最长时间为 0.7～1s；如果其属于 35kV 变电站的出线，则其下一级分段只能有一个，且分段处不宜与变电站出口处过近。由于城市配电网 10kV 线路较短，不同位置短路电流差异不大，根据局部问题自行消化的思想，分段断路器处所设保护或分支线处所设保护的Ⅰ段应能够保护本段线路全长，动作时间尽可能快，小于上一级保护的Ⅱ段动作时间；各段保护的最末段为后备保护，在动作值与动作时间上进行完全配合。在主干线上设置 1 分段。变电站出口处断路器保护（保护1）为第一级，P 点分段断路器处保护（保护 2）为第二级（P 点位置不宜离 M 母线过近），Br1 与 Br2 处保护（保护 3、4）为分支线保护。根据上级限额要求，结合本线路情况，第一级保护设置有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段，对应的延时分别为 0、0.5s 和 0.7～1s；第二级保护设置Ⅰ、Ⅱ两段，分别延时 0.3s 与 0.5s；分支线保护设置Ⅰ、Ⅱ两段，对应延时为 0s 和 0.3s，与第二级保护进行完全配合。第一级保护的Ⅲ段作为本条线路的后备，保护全长。
2.4 分布式电源介入的结果
如果馈线电源没有装设瞬时电流速断保护，那么不同级别的保护配合也很密切，利用电源基站的主线开关或者分线的开关来通过过电流保护动作的时限配合。如果在电源馈线中存在一定的电源问题，分布式电源带来的助力电流就会帮助过电流保护提升它的敏捷度，对于保护动作是比较好的。假设分布式电源接到该馈线中，分布式电源下游的开关的过电流保护装置，虽然有利于破坏性，一旦分布式电源在下方存在问题，上方的开关在经流的短路电流相比较之前会有所降低，由于过电流保护的灵敏度高一些以及分布式电源的容量比较小，通常不会导致分布式电源上游开关的过电流保护拒动，也不会破坏配合关系。
结语
考虑到 10kV 馈电线路常出现的线路长短不一、负荷分布较为分散的问题，对特殊线路的保护整定方案作了一定的修改，使得该方案能够适用于更普遍的配电网，提高了保护的可靠性与灵敏性。通过对一 10kV 系统进行算例分析，验证了本保护方案的有效性。
参考文献
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