配電線路繼電保護(hù)整定計(jì)算問(wèn)題探究

王勛

摘 要：近年來(lái)，電力行業(yè)取得了較快的發(fā)展，由于社會(huì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)電能需求量的不斷增加，這就對(duì)電網(wǎng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行提出了更高的要求。配電線路作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其在運(yùn)行過(guò)程中受到自然因素、人為因素和設(shè)備自身故障的影響較大，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生。繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用至關(guān)重要，其可以在故障發(fā)生的第一時(shí)間內(nèi)及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行隔離，確保了配電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。但繼電保護(hù)在對(duì)配電線路進(jìn)行保護(hù)過(guò)程中，對(duì)其整定計(jì)算則具有較高的要求。文章對(duì)一般的繼電器保護(hù)整定計(jì)算方法進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)繼電保護(hù)整定值計(jì)算中常出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；整定計(jì)算；配電線路

前言

配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中由于受到的影響因素較多，所以一些常見(jiàn)故障發(fā)生的也較為頻繁。為了確保故障發(fā)生時(shí)不帶來(lái)較大的影響，則設(shè)置了繼電保護(hù)裝置，可以在故障發(fā)生的第一時(shí)間內(nèi)及時(shí)切除、隔離故障，并對(duì)故障發(fā)生告警，以確保配電系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性和可靠性。所以在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)發(fā)揮著非常重要的作用，因此通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算的研究，可以有效的確保繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確動(dòng)作。

1 一般的繼電器保護(hù)整定計(jì)算方法

目前我國(guó)繼電保護(hù)整定計(jì)算方法主要是針對(duì)于10kV配電線路來(lái)進(jìn)行，這是由于在該種類配電線路保護(hù)主要由電流速斷、過(guò)電流及三相一次重合閘構(gòu)成，而對(duì)于一些需要特殊保護(hù)的線路，則還可以利用電壓閉鎖等保護(hù)措施，這可以在很大程度上提高線路保護(hù)的可靠性，確保線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。下面僅以電流速斷保護(hù)為例說(shuō)明：

10kV配電線路作為直接與用戶相連的線路，也是保護(hù)的最后一級(jí)線路，在對(duì)其進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)需要對(duì)其靈敏性進(jìn)行充分的考慮，特別是對(duì)于10kV變電所的線路，則需要盡可能選擇具有較高可靠性的電流速斷保護(hù)，只有這樣才能確保繼電保護(hù)裝置的靈敏性，所以通常在進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，速斷整定值往往會(huì)選擇較大值。

（1）在配電變壓器二次側(cè)，可以按躲過(guò)線路最大短路電流進(jìn)行初步整定，而在實(shí)際計(jì)算中，按照距離保護(hù)安裝最短處的線路的最大變壓器低壓側(cè)斷流電流進(jìn)行整定。

公式1：Idzl=Kk×Id2max。其中：Idzl為速斷一次值；Kk為可靠系數(shù)，可取1.5；Id2max為線路上最大配變二次側(cè)最大短路電流。

（2）當(dāng)變電所主變過(guò)流保護(hù)采用的是復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流和低壓閉鎖過(guò)流以外的一般的過(guò)流保護(hù)時(shí)，在整定計(jì)算中需要將線路速斷保護(hù)定值和主變過(guò)流定值相配合進(jìn)行計(jì)算。

公式2：Ik=Kn×（Igl-Ie）。其中：Kn為主變電壓比，對(duì)于35/10降壓變壓器為3.33；Igl為變電所中各主變的最小過(guò)流值（一次值）；Ie為相應(yīng)主變的額定電流一次值。

（3）一些特殊線路繼電保護(hù)整定計(jì)算的處理

一是如果線路較短，在最小方式下是沒(méi)有保護(hù)區(qū)的，如果下一級(jí)為變電所用戶，可以采用時(shí)限速斷保護(hù)，作為基本的繼電保護(hù)開(kāi)關(guān)，此時(shí)動(dòng)作電流與下一級(jí)的保護(hù)速斷配合，也就是可以取下一級(jí)保護(hù)最大速斷值的1.1倍作為速斷保護(hù)整定值。這種動(dòng)作時(shí)限較下一級(jí)速斷就會(huì)大一個(gè)時(shí)間差，在一些新建的變電所或者進(jìn)行改造的變電所，這種速斷保護(hù)可以保證其可靠性。

二是如果在保護(hù)安裝的地方采用復(fù)壓閉鎖過(guò)流或者低壓閉鎖過(guò)流的主變過(guò)流保護(hù)時(shí)，這時(shí)在計(jì)算過(guò)流保護(hù)整定值時(shí)是不能和主變過(guò)流進(jìn)行配合計(jì)算的。

三是對(duì)于較規(guī)則的、較長(zhǎng)的配電線路，同時(shí)在線路上又沒(méi)有多少用戶時(shí)，在這種情況下的整定計(jì)算通常情況下都會(huì)選擇躲過(guò)線路終端的最大斷電流來(lái)進(jìn)行，只有這樣才能確保繼電保護(hù)裝置的靈敏性。

四是當(dāng)繼電器原速斷整定值較小時(shí)，而且與負(fù)荷的電流值還沒(méi)有多大差距時(shí)，這時(shí)候的速斷定值則需要錯(cuò)開(kāi)線路勵(lì)磁涌流，而且還要確保速斷定值能夠有躲過(guò)勵(lì)磁涌流的能力。

五是校驗(yàn)靈敏度。選擇在最小運(yùn)行方式的情況下，選擇線路保護(hù)范圍大于或者等于線路長(zhǎng)度的15%進(jìn)行整定。

2 繼電保護(hù)整定值計(jì)算中常出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

2.1 勵(lì)磁涌流

勵(lì)磁涌流是在空投變壓器運(yùn)行時(shí)發(fā)生頻繁較高的問(wèn)題，這主要是由于變壓器鐵芯內(nèi)的磁通在運(yùn)行過(guò)程中，由于其不能發(fā)生突變，所以就會(huì)有非正常周期的分量磁通或是鐵芯磁通出現(xiàn)飽和等情況發(fā)生，這不可避免的會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁電流的增加，從而產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流其涌流值較高，往往會(huì)達(dá)到額定電流的八倍左右，但一旦變壓器的容量較小時(shí)，則勵(lì)磁涌流的倍數(shù)則會(huì)變得越大。另外變壓器容量的大小還會(huì)對(duì)涌流的衰減時(shí)間長(zhǎng)短帶來(lái)較大的影響。

當(dāng)勵(lì)磁涌流產(chǎn)生時(shí)，會(huì)給變壓器帶來(lái)一定的危害，所以需要做好預(yù)防措施，減少勵(lì)磁涌流對(duì)保護(hù)所帶來(lái)的破壞。這就需要充分的利用好勵(lì)磁涌流在產(chǎn)生時(shí)所含有的二次諧波，并根據(jù)實(shí)際情況來(lái)采取必要的保護(hù)措施，從而確保繼電保護(hù)不會(huì)受到勵(lì)磁涌流所帶來(lái)的影響。但隨著時(shí)間的增加，勵(lì)磁涌流對(duì)保護(hù)的影響也會(huì)呈不斷衰減的趨勢(shì)，直至不會(huì)產(chǎn)生影響為止。所以可以利用電流速斷保護(hù)來(lái)延長(zhǎng)時(shí)間，因此在不對(duì)其進(jìn)行改革的情況下，只是需要對(duì)故障的時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)這個(gè)方法，也能夠確保配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，目前這種方法在繼電保護(hù)裝置中已得以廣泛的應(yīng)用。

2.2 TA飽和

在10kV的配電線路中，因?yàn)樵谡麄€(gè)線路的各個(gè)位置的電流是不相等的，且在線路出口位置的電流一般也比較小和不固定的，且會(huì)隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式或者是規(guī)模的改變而改變，其電流最高可達(dá)到TA幾百倍的額定電流，這個(gè)時(shí)候TA飽和的現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)。此外，由于在短路電流當(dāng)中會(huì)含有大量的非周期分量，暫態(tài)的短路故障也會(huì)加速TA的飽和。如果10kV的配電線路出現(xiàn)暫態(tài)的短路故障時(shí)，因TA處于飽和狀態(tài)，二次側(cè)的感應(yīng)電流會(huì)很小，保護(hù)裝置就會(huì)因?yàn)槟芰坎蛔愣a(chǎn)生拒動(dòng)作的可能，不但延長(zhǎng)了故障的時(shí)間擴(kuò)大了事故范圍，甚至?xí)绊懻麄€(gè)配電線路的穩(wěn)定安全運(yùn)行，所以，TA飽和問(wèn)題是應(yīng)該引起重視的問(wèn)題，因?yàn)槠渥陨淼碾y于控制和事故易擴(kuò)大的特點(diǎn)。通常情況下對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決大致有以下兩種方法：一是在選擇繼電保護(hù)裝置特別是TA的時(shí)候，盡量不要選擇變化范圍較小的，TA飽和是必須要充分考慮到線路短路故障的，比如對(duì)于10kV的線路保護(hù)來(lái)說(shuō)，TA的選擇變化范圍應(yīng)不小于300/5。第二就是要盡量降低TA的二次負(fù)載阻抗，避免計(jì)量與保護(hù)共用TA，從而縮短TA的二次電纜長(zhǎng)度，也加大了二次電纜的截面，以防止TA飽和的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，繼電保護(hù)發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，而且繼電保護(hù)裝置工作過(guò)程中，繼電保護(hù)整定計(jì)算作為十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，整定計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性是確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以需要我們?cè)谌粘９ぷ髦屑訌?qiáng)繼電保護(hù)的整定計(jì)算，從而確保繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，確保電網(wǎng)能夠及時(shí)、穩(wěn)定的提供電能的供應(yīng)。

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