王子明
国网福建省电力有限公司南靖县供电公司 福建 南靖363600
摘要：10kV馈电线路在中低压配电网中十分常见，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。
关键词：10kV馈线；继电保护；整定方案
1继电保护整定计算方法存在的问题
1.1正序网断相口开路电压计算存在的问题
在实际进行继电保护计算时，针对处于非全相运行的线路，当其引发电力系统振荡时，需要完成振荡状态下电压、电流等电气量的计算。在这一过程中，完成正序网断相口开路电压的计算非常关键。
我们可以假设在某电系统之中，有m个发电机母线，他们的标号是m=,12,...,s,Em∠θm表示的是第m台电机等值电势，Zm表示的是第m台电机等值阻抗，在任意线路中，如果出现非全相振荡现象，从叠加原理中，我们能够了解到，能够借助（1）式完成正序网断相口i、t开路电压的计算。
在上式中，是指仅在发电机节点m中进行电流注入的情况下，正序网断相口i、t开路电压。虽然借助上式，能够完成开路电压的精确计算，但仍存在一个不容忽视的问题，即整个计算过程太过复杂，计算量比较大。究其原因在于，在实际计算时，需要先通过暂态稳定计算，完成对Em与θm的求值，而随着电网结构的变化，上述值也会随之发生变化。因此，在实践过程中，每完成一次网络操作，上述值就要重新被计算一次，因此，在实际进行继电保护整定计算时，很难采用（1）式完成计算目的。
为了防止重复进行暂态稳定的计算，在实际进行继电保护整定计算时，我们一般会做以下假设：即在非全相振荡线路两侧，针对等效发电机，其电势负值均相等，具体可采用E表示，相差角可采用δ来表示。并采用（2）式，在非全相振荡状态下，完成正序网断相口开路电压的计算：
在上述（2）式计算中，没有考虑网络结构本身的变化会对开路电压带来的影响。如果在非全相振荡线路中，电路结构是非放射状两端供电线路，那么，采用（2）式计算时，将会致使最终结果出现较大的误差，一般线路网络结构越复杂，最终计算结果偏差也会越大。
1.2继电保护整定计算软件存在的问题
（1）继电保护整定计算软件的精度有待进一步提高。继电保护整定计算软件的实际运行机理比较复杂。对于不正确的计算方法，需要对相应的结果进行横向比较。全过程对相关操作人员的专业要求较高。用户在查询最终整定计算结果时，需要重新计算，这不仅限制了软件的功能，而且不利于提高继电保护整定计算效率。
（2）继电保护整定计算的实用性有待进一步提高。在继电保护整定计算软件的实际应用中，通常对软件的实用性有较高的要求。一方面，相应的软件应能高效地完成继电保护整定计算。另一方面，也要为用户提供切实可行的实施方案。但是，目前一些软件还没有完全满足上述实际要求，并且缺乏交互性设计，这不利于软件开发价值的发挥。
210kV馈线继电保护实用整定方案
2.1整定思路
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。
2.2提升继电保护整定计算的准确性
为促使继电保护整定计算准确率得到显著提升，我们在实际进行软件应用时，可采用半自动整定模式，从而不仅可以利用软件计算，用户也可以参与整个计算过程中，结合实际计算需要，做好相应参数、电网运行方式的针对性选择，能够从根本上提升继电保护整定计算的准确性。
在保护整定值中，针对故障电气量而言，通常是在一些不利情况下获取的极值，因此容易产生比较极端的运行结果。而合理通过采用继电保护运行方式，能够结合实际厂站大小、电网供电方式等灵活进行计算方式选择，提高计算准确性。
2.3断路器的整定
在复杂的电气系统保护工作中要根据三个因素进行分析,首先是瞬时电流的保护工作,要根据该系统运行过程各类故障产生的瞬时电流,分析各个电流方向上的最大电流值,在具体处理过程中还需考虑上级的保护设定参数,通常要求该电流数值不得低于700A且要分析灵敏度;其次是对于方向限制的电流保护性能,该过程要能规避各类线路末端故障对灵敏度的影响;最后是对于不同电能方向的过电流保护工作,要根据系统的最大电负荷值对继电保护工作进行整定核算,通过具体的分析工作给出相应的定值参数,并确定各类故障的灵敏度参数。
2.4非典型线路保护整定方案
1)对于长度很短(如2km,甚至更短)的用户专用线路,变电站出口处(第一级)保护Ⅰ段可能在最小运行方式时,灵敏度不满足要求。可取消过流Ⅰ段,保护按Ⅱ、Ⅲ段整定原则进行设置。Ⅱ段的动作电流与下级保护过流Ⅰ段配合,动作时限设为0.3s。该线路较短,不装设分段断路器,无需第二级保护。
2)对于轻载长线路(如15km,甚至更长),且无分段断路器的情况。若采用变电站出口处保护Ⅰ段按照躲过线末最大三相短路电流整定,时限整定为0s的整定方案,在近处配电变压器容量较大时,若其低压侧发生故障,将会导致变电站出口处保护动作,引起整条10kV馈电线路跳闸。针对该情况,应对变电站出口处保护Ⅰ段增加0.2s左右的短时限,以便于配电变压器的速断保护或熔断器配合。
3)某些配电线路无分段断路器。若采用变电站出口处保护Ⅰ段按躲过线路上所接配电变压器二次侧最大短路电流,时限整定为0s的整定方案,仍需要校验其是否能躲过本线路励磁涌流。变压器的励磁涌流计算方式为:按本线路所接配电变压器总容量的4～6倍来折算对应电流(如2000～3000A)。若无法躲过,则可采用该电流作为整定值,或对过流Ⅰ段增加0.2s的时限,过流Ⅱ、Ⅲ段不变。
结论
综上,10kV变电站的继电保护工作中,需实现对于母线的保护、变压器的继电保护、各类线路的继电保护等,在继电保护工作中需根据已配置了的自动化系统对所有设备做出相关的响应动作,同时也要确保所有设备的建设质量符合标准。在系统建设过程要分析主变压器的整定计算和线路的整定计算两个项目,以确保该系统可高质量安全运行;在系统运行过程中要不断总结、不断优化,才能够在确保设备本质安全的前提下实现电气系统的安全经济平稳长期运行。
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