（河南省信阳市罗山县供电公司 河南信阳 464200）
摘要:随着电网的不断发展和用户对供电可靠性要求的提高，对县域10KV电网继电保护提出了更高要求，因此优化县域10KV电网的继电保护配置问题就显得越来越突出。本文通过对罗山10KV线路继电保护配置现状进行分析，并对存在的问题提出优化方案。
关键词:继电保护；罗山电网； 配置；优化；电流速断；灵敏度
前言：
罗山10KV配电线路由于运行环境较差，故障率偏高。目前罗山县大多数变电站都实现了微机保护，微机保护的出现极大地方便了继电保护配置，也更加适应了电网技术的发展和安全稳定的要求。
一、罗山电网10KV线路继电保护配置现状
罗山电网10KV线路继电保护通用配置为：采用二段式电流保护，一段动作时间整定为0S，即电流速断保护；二段动作时间一般整定为0.5S，即定时限过流保护；另配置三相一次重合闸，动作时间为1S。
二、罗山电网10KV线路特点
1、线路负荷率低，负荷变化大。
2、线路配变数量多，励磁涌流很大。
3、部分线路运行工况较差，故障率较高。
4、部分线路长度较短，只有几公里。
5、线路分支多。
三、罗山电网10KV线路继电保护整定计算中突出的问题
1、罗山10kV线路多属于单电源辐射型网架,一条线路所带分支较多,若按系统短路电流来进行整定计算，工作量较大也比较复杂。
2、部分10kV线路较短,在线路首端与末端短路时,短路电流值差别不大,若采用瞬时电流速断保护,它的保护范围可能为零,保护整定计算很难满足选择性要求。
3、线路中励磁涌流对继电保护装置的影响，我们知道励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6～8倍，因此励磁涌流的存在对电流速断的整定计算带来不利影响。
四、罗山电网10KV线路继电保护配置优化
继电保护的任务就是在一次设备发生短路和异常运行时，根据电网需要将一次设备退出运行或提醒运行人员加强监视，它要不断适应电网发展的需要。根据上述，我们可以对罗山10KV线路保护进行优化。
我们知道，三段式电流保护是线路的通用保护，其I段多为瞬时电流速断保护，定值按躲过线路末端最大三相短路电流整定，动作时限一般整定为0S，保护范围为线路全长的15%～20%；其II段多为限时电流速断保护，定值与相邻线路电流速断保护相配合，动作时限一般整定为0.3S秒以内，保护范围为线路全长并伸入相邻线路的首端；其III段多为过电流保护，定值按躲本线路最大负荷电流整定，动作时限一般整定为0.3～0.5S，保护范围为线路全长及相邻线路。举例来说：罗山青山35KV变电站10KV一条出线，基准容量为100MVA，10KV基准电压为10.5KV，最大运行方式下归算到10KV母线系统等值阻抗为2.567，最小运行方式下归算到10KV母线系统等值阻抗为4.496，线路等值阻抗为0.365，最大负荷电流90A。电流互感器变比为200/5。
通过计算得10KV母线最大三相短路电流为2.14KA，最小三相短路电流为1.23KA；线路末端最大三相短路电流为1.88KA，最小三相短路电流为1.13KA。则：
电流速断定值为IDZ.I=KK.ID(3).max=2.444（KA），二次值为61.1(A) 动作时间tI=0S
保护范围校验：2.444=（0.866*5.5）/(4.496+0.365*Lmin)
经计算得Lmin＜0 即无保护范围。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
定时限过流定值为IDZ.III=KK/Kf.IFH.max=127.06（A），二次值为3.18(A) 动作时间 tIII=0.5S
灵敏度校验：1.13*0.866*1000/127.06=7.7＞1.5，满足要求。
从上计算可知：对于10KV单电源短线路，如果按照线路保护作正常整定计算，速断保护很可能无保护范围，这是因为线路较短，首末端阻抗相差不大所致。它的定值甚至大于10KV母线三相短路值，显然这是不允许的。那么该怎样进行配置呢？
方案一、按规程要求整定，即电流速断保护范围应不小于线路全长的15%～20%，按此整定则电流速断保护二次定值为26A。因无相邻线路，故限时速断不用，定时限过流保护采用上述计算定值，线路重合闸根据需要进行配置。
方案二、按躲一台10KV配变低压侧母线三相短路来整定，基本参数如上述，配变容量200KVA，短路阻抗4.6%，则计算结果是:
电流速断定值为：IDZ.I=KK.ID(3).max=275.72（A），二次值为275.72/40=6.89(A) 动作时间tI=0S
灵敏度校验：灵敏度为1.13*0.866*1000/275.72=3.55＞1.3，满足要求。
由电流速断定值可以看出，该定值虽满足灵敏度要求，但因定值过小，在线路断路器合闸瞬间难以躲过励磁涌流影响，保护会误动作。
比较方案一和方案二，方案一比较适用，其电流速断部分保护线路全长的20%，定时限过流部分保护线路全长且可作为配变低压侧短路的后备。
是不是说方案一就是最优的呢？考虑本线路配变台数不是很多，励磁涌流不是很大，我们还可进行优化，即：把电流速断定值整定为保护线路全长，动作时限为０S；经计算动作值为978A，二次值为24.45A。也可仍采用方案一，启用限时电流速断，定值整定为750A，二次值为18.75A，并有大于1.3的灵敏度，动作时限为0.1S～0.15S。
上述论叙适用于单电源、短线路、配变不多的线路保护。在实际运行中由于线路配变较多，线路在恢复送电过程中保护会启动，这是什么原因呢？这是由于配变在合闸瞬间产生很大的励磁涌流造成的。该如何通过合理的保护整定计算来解决呢？
我们知道变压器励磁涌流一开始很大,一段时间后涌流衰减为零,利用励磁涌流这个特点,我们就可以针对配变多的长线路继电保护配置进行优化，其一、在电流速断保护中加入一短时间延时,一般为0.15～0.2s,躲过励磁涌流引起的误动作,且在微机保护中很容易实现。其二、采用电流速断经低电压闭锁，也能可靠防止励磁涌流造成保护的误动作，低电压定值一般选70V。在罗山电网几条10KV线路采用此方案后，线路停电后送不上电的现象没有了，在线路发生故障时，也不影响保护的正常动作。定时限过流保护按原来方法整定即可。
如果线路较长且负荷电流很大，定时限过流保护灵敏度不满足要求时，可降低定时限过流保护定值，但必须经低电压闭锁。
五、在优化配置中有关值得注意的问题
1、电流互感器的选择。在选择电流互感器时,要考虑线路短路时电流互感器饱和问题,一般10 kV线路保护电流互感器变比最好大于300/5,变比过小，其伏安特性较差，不易满足电流互感器10%误差要求。
2、要尽量减少电流互感器二次负载阻抗,缩短电流互感器二次电缆长度及加大二次电缆截面等,防止电流互感器饱和。
结束语：
县域10KV电网在整个电力网中，处于末端，线路发生短路时，短路容量、短路电流都比较小，对上级电网形成的冲击较小。在保证继电保护 “四性”的基础上，以系统短路电流为参考，以线路负荷为依据，在保证有较高灵敏度的前提下，灵活进行10KV线路的保护整定计算，使之服务于电网安全稳定运行的需要。
参考文献：
[1]电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 崔家佩等编著 中国电力出版社
[2]国家电网公司继电保护培训教材 国家电力调度通信中心编著 中国电力出版社
论文作者:刘启良
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：线路论文; 电流论文; 罗山论文; 电网论文; 时限论文; 继电保护论文; 动作论文; 《电力设备》2017年第19期论文;