10 kV 用户高压配置继电保护的整定与管理

王丽莉

（淳安县供电局，浙江淳安 311700）

随着社会经济的不断发展，10 kV专用变压器用户不断增多，专用变压器容量也不断增大，这部分用户设备故障对系统的影响也不断增加［1-4］.一般用户高压配置室的进线开关保护整定由供电部门进行管理，而对其出线开关却没有相关的硬性管理规定.对于出线开关是否需要配置专门的保护，采用哪种保护装置，以及配置保护以后如何整定和管理等问题，并没有统一的解决措施.淳安供电局针对这些问题出台了相关的规定，笔者结合自身的经验，对其进行相应的分析.

1 保护配置的必要性

1.1 配置设备保护的必要性

在2005年以前，淳安县仅对1 000 kW以上的大型用户配置了继电保护，采用的是反时限电磁式保护装置.但随着社会经济的发展，1 000 kW以上的用户逐渐减少，而500 kW以上容量的设备越来越多，且大多连接在公用线上.如果这些用户不配置用电保护的话，其故障对系统运行的安全可靠性影响巨大.如城区中一条密集型的公用线路上可能接有上百台变压器，如果用户没有设置保护，那么一个用户内部发生故障，就会造成整条公用线停电，这会扩大事故范围，造成停电户数的增加，不但影响供电可靠性和供电质量，还会对系统设备造成冲击.因此，必须对公用线上的用户有选择性地加装必要及有效的保护，以保证系统的安全可靠运行.根据淳安县电力局的实际情况，确定以500 kW容量为界限对用户加装保护设备［5］.

1.2 设备保护配置的选择

设备保护配置有主要有熔丝保护、反时限电磁式保护、正时限电磁式保护、正时限微机保护等形式.在实际操作中，淳安县电力局规定：500 kW以下容量用户仍采用熔丝保护，而500 kW以上用户，要求加装微机保护装置［6，7］.具体原因如下.

（1）熔丝保护和反时限保护不能保证可靠动作10 kV出线的速断保护时间只有0.2 s，而熔丝保护和电磁式反时限保护的动作特性都与系统短路容量及故障性质有关：在系统短路容量大或故障短路电流大的情况下，熔丝保护、反时限保护均能快速动作，有可能在0.2 s内切除故障;而在系统短路容量小或故障短路电流较小的情况下，两者却未必能在0.2 s内、甚至不能保证在上级开关过流时限内切除故障，而如果此时故障在上级开关的保护范围之内，就将造成上级开关的越级跳闸.此外，淳安县供电局10 kV供电电网是电网网架的终端，系统短路容量相对较小，大小运行方式差距较大，系统对保护的影响也更大，所以熔丝保护和反时限保护均不能保证可靠动作.

（2）正时限电磁式保护应用不便由于正时限电磁式保护接线复杂、动作出口时间较慢、检修维护工作量大、设备占地面积大，加上系统侧电网微机化程度越来越高，考虑到微机保护装置间的配合比微机保护与电磁式保护配合，在动作出口时间上更合理，也考虑到微机保护装置的安装、操作、维护更简单方便，用地面积更小、更经济，因此最终决定对500 kW以上的用户采用正时限微机保护装置.

1.3 设备配置保护的功能

（1）对用户而言，特别是配电室内开关间隔多的用户，在配电室内配置分级保护，不但可以有选择性地、在最短时间内切除故障，减少故障停电的范围，还可以减少停电对故障设备、运行设备的损耗、老化，延长设备的使用寿命;

（2）配置微机保护相对于电磁式保护而言，用户投资更小，操作维护更简便，动作更稳定可靠.

2 保护整定管理

目前，用户配置保护后，面临着如何管理的问题，大部分用户将保护整定的管理委托给设计者或供电部门.但若委托系统外设计者进行整定管理，必须向其提供系统参数，这就有可能违反相关的保密条例，造成资料泄密.而且系统外的设计者缺乏系统概念，未必会全盘考虑其整定设备与系统内其他相关设备之间的配合.但若由供电部门进行整定管理，在使系统设备间的配合更为合理的同时，还可体现供电部门的优质服务［8］.

另外，由于用户的专业程度不高、安全意识相对淡薄，如果管理不到位会直接影响系统的安全运行.作为电力行业的管理部门，有责任和义务加强对用户继电保护工作的管理.为实现这一目的，供电部门必须建立有效的管理制度，并在资料提供、设计审查、设备选型、安装调试、投产验收和日常维护等方面进行把关，以争取系统和用户的双赢.在制度保证方面，需做到以下5点.

（1）制定继电保护整定管理的相关规定，明确整定计算需要提供的资料，用户必须提供盖章的书面整定计算委托书，委托书中必须说明需要整定的设备、参数，以及系统接线图等与事实相符的数据.

（2）制定整定单管理制度，包括整定单回执制度、按用户统一编号放置管理等.

（3）整定人员必须参与用户工程设计审查.

（4）制定日常运行维护细则，在用户中建立重视保护的观念，规定实时监控保护状态，规定用户不得擅自更改保护的运行状态和保护定值，对严重违反规定、并危及系统安全者，将给予必要的惩处;

（5）定期维护的约定，考虑到用户缺乏对保护装置进行定期维护的能力和意识，供电部门有义务监督、帮助用户对保护设备进行合理的定期维护和检修.

在设计审查的把关方面，供电部门需做到以下3点.

（1）设备选型应采用具备入网许可证的微机保护装置，在同一供电管辖范围内，其装置型号不要太多，否则不利于整定及维护.

（2）采用一次接线方式，要综合考虑用户一次接线的合理布局.考虑到系统侧变电所内10 kV开关的过流不得超过0.8 s，因此从变电所至用户终端，最多只能设置3级开关，以保证设备间的合理配合和可靠动作.

（3）CT变比的选择不能仅按负荷容量选择，还要考虑系统是否过饱和，并要满足10%的误差.根据淳安县供电局的实际情况，我们一般规定用户进线开关保护变比不得低于300/5.在计量变比和保护变比有出入时，可以采用双变比CT.

3 具体整定对策

由于实际的供电网络与理论要求有一定差距，笔者在多年的整定计算过程中，遇到了很多问题和难题.比如，从变电所到用户终端只可设3级开关，但用户的实际设计中却产生了5级开关串联，双进线的用户一路采用专线，一路接公用线，从而造成公用线的过负荷.针对上述情况，采取了以下措施.

（1）10 kV进线开关是用户故障的最后一道防线，无论出现哪种设备故障，也无论其设备有无保护，都必须确保在上级开关出口跳闸前，该进线开关最终可以切除故障，这是需要遵守的最基本的原则.

（2）用户配电室内的变压器高压开关，是采用熔丝保护还是微机保护，需按原有规定配置.

（3）配置保护的各开关，需要配置常规的速断、过流两段式保护，如图1和表1所示.

图1 普通10 kV出线图及常规保护配合情况

表1 速断、过流两段式保护配置s

（4）用户变压器出线保护在无时限速断时按空载合闸的励磁涌流整定，在过流时按变压器额定容量整定，其自启动系数由负荷性质决定.

（5）用户进线开关保护，需要综合考虑其所有的负荷，并考虑与所有设备配合.用户10 kV进线开关与变电所开关没有时间级差的，可以取相同时间，变电所开关用重合闸纠正.一路采用专线，一路接公用线的双进线用户.在可能造成公用线过负荷的情况下，必须先保证公用线上其他用户的负荷，而对该用户的公用进线开关限负荷，用过流定值进行约束，有过负荷告警的可以设置过负荷告警.

（6）对串联开关过多时的取舍规则如下：一是必须考虑用户终端出线2-2GP瞬时动作，按常规整定;二是因高配室内还有其他出线，须考虑子高配室的进线保护2-1GP级差;三是因为没有级差，考虑子高配室内故障跳2-1GP与跳1-2GP造成的停电用户一样，但1-2GP可以保护其开关以下的线路，所以1-2GP的保护投入，可以取与2-1GP相同的时间，允许的话可用定值加配合系数;四是因高配室内还有其他出线，必须考虑用户主高配室10 kV进线开关1-1GP级差;五是由于没有级差，考虑与用户主高配室10 kV进线开关1-1GP取相同时间，变电所开关1DL用重合闸纠正.

具体的保护、速断、过充情况见表2，含用户高配室的10 kV出线图及保护配合情况见图2.

表2 开关的保护、速断和过流情况s

图2 含用户高压配置室的10 kV出线示意及保护配合情况

4 结语

对10 kV用户继电保护的整定和管理，必须满足继电保护整定和配置的基本原则，同时要结合系统的实际情况与用户的用电特点和要求，在安全性、可靠性、稳定性、选择性和经济性等方面权衡利弊，为用户考虑最优化的整定和配置方案，实现系统和用户的安全、可靠运行.

［1］许建安.继电保护技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2002：134-289.

［2］张保会，尹项根.电力系统继电保护［M］.北京：中国电力出版社，2005：267-323.

［3］高亮，王婷.电网继电保护整定及特性仿真分析［J］.上海电力学院学报，2008，24（3）：222-226.

［4］万善良，胡春琴，张玲.继电保护若干技术问题的探讨［J］.供用电，2005，22（3）：12-15.

［5］GILLHS，ILIPOVIC-GLEDJA V F，MOUKADDEM B，et al.Software engineering in power system：practices and challenges［C］//Large Engineering Systems Conference on Power Engineering USA，2001：25-30.

［6］吴炜琼.地区电网继电保护整定计算一体化系统的研究［D］.武汉：华中科技大学，2004.

［7］程汉篷，王明杰.配电网继电保护的现状与展望［J］.科技广场，2009（5）：250-251.

［8］RAMASWAM R，MCGUIREPF.Integrated coordination and short circuit analysis for system protection［J］.IEEE Trans.on Power Delivery，1992，7（3）：1 112-1 120.

（编辑苏娟）