基于10kV配網(wǎng)線路的開關(guān)配置和線路保護(hù)定值設(shè)定原則分析

梁國(guó)平

摘要：10kV配網(wǎng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，在內(nèi)外力的干擾下，配網(wǎng)的安全運(yùn)行勢(shì)必受到影響，影響整個(gè)配電系統(tǒng)的安全配電。對(duì)此可以通過科學(xué)配置開關(guān)，同時(shí)進(jìn)行線路保護(hù)定值的設(shè)定來控制不良影響，減少故障發(fā)生概率。文章分析了10kV配網(wǎng)線路開關(guān)配置原則以及線路保護(hù)定值的設(shè)定原則。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)線路；開關(guān)配置；線路保護(hù)定值；設(shè)定原則；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM773 文章編號(hào)：1009-2374（2016）31-0118-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.059

以往的配網(wǎng)線路一般通過配置故障指示器來防范配網(wǎng)故障，達(dá)到隔離故障的目的，進(jìn)而定位并及時(shí)解除故障，然而由于配網(wǎng)實(shí)際工作運(yùn)行中面臨著相對(duì)復(fù)雜環(huán)境，容易遭受多種內(nèi)部、外部因素等的影響，對(duì)此則十分有必要安裝配網(wǎng)線路開關(guān)，并對(duì)線路保護(hù)進(jìn)行整定，這樣才能控制問題的發(fā)生，為配網(wǎng)的安全工作與運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，配網(wǎng)線路開關(guān)的設(shè)置以及線路保護(hù)定值的設(shè)定需要遵循科學(xué)的原則，只有積極按照這些原則來配置開關(guān)，設(shè)定保護(hù)值才能從根本上緩解配網(wǎng)故障。

1 10kV配網(wǎng)線路的開關(guān)配置原則

1.1 安全性原則

配網(wǎng)線路開關(guān)的配置應(yīng)該將安全放在首位，在遵照配網(wǎng)相關(guān)規(guī)程、規(guī)定的前提下，將配網(wǎng)分段，各段分別對(duì)應(yīng)配置斷路器、負(fù)荷開關(guān)以及刀閘，其中要控制刀閘數(shù)目，因?yàn)槠涫褂弥芷谳^短且運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，應(yīng)該從優(yōu)選擇負(fù)荷開關(guān)。

為了確保線路安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，除了要在線路本體設(shè)主保護(hù)，也要增設(shè)主變壓端的后備保護(hù)，這是因?yàn)榕渚W(wǎng)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，這樣線路尾部故障電流可能相對(duì)微弱，保護(hù)無法及時(shí)發(fā)出動(dòng)作，有必要對(duì)線路實(shí)行雙重化保護(hù)，從而提升線路運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)功能。

由于配網(wǎng)分支線路、末端等可能出現(xiàn)短路問題，為了防范短路威脅，可以將斷路器配置于分支線路，發(fā)揮保護(hù)作用，從而確保高效、及時(shí)地阻斷故障，隔離過電流線路。

1.2 經(jīng)濟(jì)性原則

開關(guān)控制裝置是整個(gè)配網(wǎng)線路安全控制的關(guān)鍵，所以配網(wǎng)線路配置中有必要增加對(duì)控制裝置的投入，充分發(fā)揮控制裝置的安全控制與保護(hù)作用，維護(hù)配網(wǎng)線路整體的安全，也就間接減少了配網(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)的資金投入，保護(hù)配網(wǎng)安全運(yùn)行也就間接控制了故障問題帶來了的經(jīng)濟(jì)損失，也就提升了配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，維護(hù)了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

而且配網(wǎng)運(yùn)行中易受多種條件、多方因素的不良干擾，例如外部環(huán)境條件、系統(tǒng)停電時(shí)間、供電企業(yè)的經(jīng)管能力、配網(wǎng)規(guī)劃等，通過提高控制裝置的質(zhì)量，確保其及時(shí)動(dòng)作，保護(hù)配網(wǎng)安全，才能有效抵御各類不良因素的干擾，從而減少配網(wǎng)運(yùn)維的各項(xiàng)投入，提高配網(wǎng)運(yùn)行效率，保護(hù)配網(wǎng)安全。

2 10kV配網(wǎng)線路保護(hù)定值設(shè)定的原則分析

2.1 保護(hù)整定的總體原則

10kV配網(wǎng)線路保護(hù)整定從整體上應(yīng)該本著選擇性、靈活性、高效性、安全性等基礎(chǔ)原則，需要嚴(yán)格依照上一級(jí)配網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行整定的具體規(guī)定和要求來進(jìn)行整定，立足于整體來保護(hù)主網(wǎng)的安全，實(shí)際整定中遇到個(gè)別問題、特殊故障時(shí)，可以選擇性地放棄一部分保護(hù)，對(duì)應(yīng)引入重合閘、備自投等設(shè)備來發(fā)揮補(bǔ)救功能。配網(wǎng)線路保護(hù)整定過程中要重點(diǎn)保護(hù)一些大型客戶、重要客戶的穩(wěn)定用電，而且要盡量確保各項(xiàng)電氣設(shè)備、電力線路安全、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。

配網(wǎng)線路保護(hù)定值設(shè)定也要嚴(yán)格依照特定的規(guī)程和規(guī)范，例如GB 14285中關(guān)于繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置等的相關(guān)規(guī)定。

如果將斷路器安裝于配網(wǎng)出線端，要確保其能有效發(fā)揮以下關(guān)鍵作用，如三段式相間定時(shí)限過流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，三相一次重合閘、低頻減載等。

2.2 線路保護(hù)定值整定的計(jì)算方法

實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中難免發(fā)生短路故障，產(chǎn)生極具危害性的短路電流，此時(shí)系統(tǒng)的相與相、相與地之間則可能出現(xiàn)了故障性鏈接，其中會(huì)產(chǎn)生過電流，該電流數(shù)值較大，已經(jīng)超出了設(shè)定的額定電流，具體的短路電流大小也和短路點(diǎn)與電源之間的距離有關(guān)，對(duì)于一些大型電網(wǎng)系統(tǒng)，此短路電流最高達(dá)到幾萬(wàn)安，難免會(huì)對(duì)配網(wǎng)的安全造成威脅。

3 10kV配網(wǎng)主線路智能斷路器保護(hù)的設(shè)定

3.1 限時(shí)電流速斷保護(hù)

這主要包括電流、時(shí)間等的整定，其中時(shí)間的設(shè)定需要遵循以下思路：

第一，如果配網(wǎng)線路中只配置一只斷路器，為了達(dá)到同分線斷路器保護(hù)相互協(xié)調(diào)、有效配合的目標(biāo)，應(yīng)該將該斷路器的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定為0。

第二，如果整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中配置了2個(gè)或多個(gè)智能斷路器，而且此供電線路形狀為輻射狀，就需調(diào)整時(shí)限整定，自電源端計(jì)算，首個(gè)斷路器保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定：50ms，接下來的余下斷路器則可以將保護(hù)動(dòng)作時(shí)限設(shè)置成：0ms。具體見圖1所示：

當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為輻射式時(shí)，CB是出線斷路器，隨后的K1至K3則是主線路中的分段式斷路器，具體的時(shí)限整定過程中，CB的時(shí)限整定設(shè)為：0.1s，K1則應(yīng)整定成：50ms，相反，隨后的K2、K3的時(shí)限則適合整定成：0ms。

相反，假設(shè)此供電線路屬于雙電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，常規(guī)工作狀態(tài)下，則應(yīng)斷開聯(lián)絡(luò)開關(guān)，此時(shí)就不能再自電源端進(jìn)行整定，而是應(yīng)該將接近電源的首個(gè)斷路器進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作時(shí)限設(shè)置，具體為：50ms，同樣余下的則統(tǒng)一整定為：0ms。如果某一電源出現(xiàn)斷電時(shí)間較長(zhǎng)，就有必要對(duì)接近電源的首個(gè)斷路器保護(hù)時(shí)限進(jìn)行重新整定，使其變?yōu)?ms。具體見圖2所示：

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圖2的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要為雙電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)際的保護(hù)整定則需要以上方的輻射狀電網(wǎng)為參照，如果發(fā)生轉(zhuǎn)供電現(xiàn)象，也就是出線斷路器從CB變成CB′，這一過程耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，就需要對(duì)K9開關(guān)保護(hù)進(jìn)行重新整定，變成50ms，對(duì)應(yīng)的K7時(shí)限調(diào)整為0ms。

3.2 定時(shí)限過流保護(hù)

同樣涉及電流定值的整定與時(shí)限的整定，其中電流定值應(yīng)該利用以下公式計(jì)算：

IDZm=KkIfK/Kfh

實(shí)際的電流值整定過程中既要運(yùn)用此公式，又要注意同此線路中的下級(jí)開關(guān)過流保護(hù)定值協(xié)調(diào)一致。

時(shí)間的整定同樣還是要按照供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來對(duì)應(yīng)整定，如果是輻射狀結(jié)構(gòu)，就要自電源端開始計(jì)算，按照斷路器所在次序、位置等來利用下列公式計(jì)算出時(shí)限整定值：

T=TDZm-nΔT

式中：ΔT為0.1s；TDZm為變電站出線過流段的時(shí)間定值。

如果此供電網(wǎng)絡(luò)為雙電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，常規(guī)狀態(tài)下，聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，則斷路器保護(hù)時(shí)限整定需要參照輻射狀結(jié)構(gòu)的整定原則來進(jìn)行，如果其中某個(gè)電源長(zhǎng)期斷電，5天以上就要再次計(jì)算與調(diào)節(jié)保護(hù)定值，從而達(dá)到不同等級(jí)斷路器之間的協(xié)調(diào)配合。

3.3 重合閘的時(shí)限整定

如果是三相一次重合閘，其重合的時(shí)限整定可以達(dá)到23s，如果是電壓式重合閘，則適合選擇三相二次重合閘，對(duì)應(yīng)的重合閘時(shí)間分兩次進(jìn)行整定，第一次依然遵照三相一次的時(shí)間，即：23s，對(duì)應(yīng)的第二次重合閘時(shí)間則應(yīng)適度縮短，小于23s。而且在這一過程中也要將開關(guān)前后閉合之間的時(shí)間納入考慮范圍，實(shí)際的重合閘充電時(shí)間需要結(jié)合柱上開關(guān)的具體數(shù)量來進(jìn)行綜合分析、科學(xué)整定，力爭(zhēng)達(dá)到當(dāng)線路末尾出現(xiàn)問題時(shí)，各個(gè)開關(guān)都能及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)出動(dòng)作，本著這一目標(biāo)來進(jìn)行

整定。

4 結(jié)語(yǔ)

10kV配網(wǎng)線路的開關(guān)配置與保護(hù)值整定必須按照科學(xué)的原則進(jìn)行，通過合理配置開關(guān)，設(shè)定保護(hù)值，才能有效防范配網(wǎng)故障和問題，維護(hù)配網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，控制配網(wǎng)的安裝成本，減少故障發(fā)生的概率，為配網(wǎng)創(chuàng)造一個(gè)安全工作環(huán)境，提高配網(wǎng)工作效率。

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