基于10kV配网线路的开关配置和线路保护定值设定原则分析

梁国平

摘要：10kV配网在整个电力系统中占据重要地位，在内外力的干扰下，配网的安全运行势必受到影响，影响整个配电系统的安全配电。对此可以通过科学配置开关，同时进行线路保护定值的设定来控制不良影响，减少故障发生概率。文章分析了10kV配网线路开关配置原则以及线路保护定值的设定原则。

关键词：10kV配网线路；开关配置；线路保护定值；设定原则；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM773 文章编号：1009-2374（2016）31-0118-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.059

以往的配网线路一般通过配置故障指示器来防范配网故障，达到隔离故障的目的，进而定位并及时解除故障，然而由于配网实际工作运行中面临着相对复杂环境，容易遭受多种内部、外部因素等的影响，对此则十分有必要安装配网线路开关，并对线路保护进行整定，这样才能控制问题的发生，为配网的安全工作与运转创造一个良好的环境，配网线路开关的设置以及线路保护定值的设定需要遵循科学的原则，只有积极按照这些原则来配置开关，设定保护值才能从根本上缓解配网故障。

1 10kV配网线路的开关配置原则

1.1 安全性原则

配网线路开关的配置应该将安全放在首位，在遵照配网相关规程、规定的前提下，将配网分段，各段分别对应配置断路器、负荷开关以及刀闸，其中要控制刀闸数目，因为其使用周期较短且运转不灵活，应该从优选择负荷开关。

为了确保线路安全、稳定地运行，除了要在线路本体设主保护，也要增设主变压端的后备保护，这是因为配网长度较长，这样线路尾部故障电流可能相对微弱，保护无法及时发出动作，有必要对线路实行双重化保护，从而提升线路运行的安全性、稳定性，实现双重保护功能。

由于配网分支线路、末端等可能出现短路问题，为了防范短路威胁，可以将断路器配置于分支线路，发挥保护作用，从而确保高效、及时地阻断故障，隔离过电流线路。

1.2 经济性原则

开关控制装置是整个配网线路安全控制的关键，所以配网线路配置中有必要增加对控制装置的投入，充分发挥控制装置的安全控制与保护作用，维护配网线路整体的安全，也就间接减少了配网系统维护的资金投入，保护配网安全运行也就间接控制了故障问题带来了的经济损失，也就提升了配网系统运行的经济效益，维护了供电企业的经济利益。

而且配网运行中易受多种条件、多方因素的不良干扰，例如外部环境条件、系统停电时间、供电企业的经管能力、配网规划等，通过提高控制装置的质量，确保其及时动作，保护配网安全，才能有效抵御各类不良因素的干扰，从而减少配网运维的各项投入，提高配网运行效率，保护配网安全。

2 10kV配网线路保护定值设定的原则分析

2.1 保护整定的总体原则

10kV配网线路保护整定从整体上应该本着选择性、灵活性、高效性、安全性等基础原则，需要严格依照上一级配网运转、运行整定的具体规定和要求来进行整定，立足于整体来保护主网的安全，实际整定中遇到个别问题、特殊故障时，可以选择性地放弃一部分保护，对应引入重合闸、备自投等设备来发挥补救功能。配网线路保护整定过程中要重点保护一些大型客户、重要客户的稳定用电，而且要尽量确保各项电气设备、电力线路安全、稳定地运转。

配网线路保护定值设定也要严格依照特定的规程和规范，例如GB 14285中关于继电保护与安全自动装置等的相关规定。

如果将断路器安装于配网出线端，要确保其能有效发挥以下关键作用，如三段式相间定时限过流保护，过负荷保护，三相一次重合闸、低频减载等。

2.2 线路保护定值整定的计算方法

实际电网系统运行中难免发生短路故障，产生极具危害性的短路电流，此时系统的相与相、相与地之间则可能出现了故障性链接，其中会产生过电流，该电流数值较大，已经超出了设定的额定电流，具体的短路电流大小也和短路点与电源之间的距离有关，对于一些大型电网系统，此短路电流最高达到几万安，难免会对配网的安全造成威胁。

3 10kV配网主线路智能断路器保护的设定

3.1 限时电流速断保护

这主要包括电流、时间等的整定，其中时间的设定需要遵循以下思路：

第一，如果配网线路中只配置一只断路器，为了达到同分线断路器保护相互协调、有效配合的目标，应该将该断路器的保护动作时限整定为0。

第二，如果整个配网系统中配置了2个或多个智能断路器，而且此供电线路形状为辐射状，就需调整时限整定，自电源端计算，首个断路器保护动作时限整定：50ms，接下来的余下断路器则可以将保护动作时限设置成：0ms。具体见图1所示：

当电网结构为辐射式时，CB是出线断路器，随后的K1至K3则是主线路中的分段式断路器，具体的时限整定过程中，CB的时限整定设为：0.1s，K1则应整定成：50ms，相反，随后的K2、K3的时限则适合整定成：0ms。

相反，假设此供电线路属于双电源环网结构，常规工作状态下，则应断开联络开关，此时就不能再自电源端进行整定，而是应该将接近电源的首个断路器进行保护动作时限设置，具体为：50ms，同样余下的则统一整定为：0ms。如果某一电源出现断电时间较长，就有必要对接近电源的首个断路器保护时限进行重新整定，使其变为0ms。具体见图2所示：

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图2的供电系统结构主要为双电源环网结构，实际的保护整定则需要以上方的辐射状电网为参照，如果发生转供电现象，也就是出线断路器从CB变成CB′，这一过程耗费较长时间，就需要对K9开关保护进行重新整定，变成50ms，对应的K7时限调整为0ms。

3.2 定时限过流保护

同样涉及电流定值的整定与时限的整定，其中电流定值应该利用以下公式计算：

IDZm=KkIfK/Kfh

实际的电流值整定过程中既要运用此公式，又要注意同此线路中的下级开关过流保护定值协调一致。

时间的整定同样还是要按照供电网络结构特点来对应整定，如果是辐射状结构，就要自电源端开始计算，按照断路器所在次序、位置等来利用下列公式计算出时限整定值：

T=TDZm-nΔT

式中：ΔT为0.1s；TDZm为变电站出线过流段的时间定值。

如果此供电网络为双电源环网结构，常规状态下，联络开关断开，则断路器保护时限整定需要参照辐射状结构的整定原则来进行，如果其中某个电源长期断电，5天以上就要再次计算与调节保护定值，从而达到不同等级断路器之间的协调配合。

3.3 重合闸的时限整定

如果是三相一次重合闸，其重合的时限整定可以达到23s，如果是电压式重合闸，则适合选择三相二次重合闸，对应的重合闸时间分两次进行整定，第一次依然遵照三相一次的时间，即：23s，对应的第二次重合闸时间则应适度缩短，小于23s。而且在这一过程中也要将开关前后闭合之间的时间纳入考虑范围，实际的重合闸充电时间需要结合柱上开关的具体数量来进行综合分析、科学整定，力争达到当线路末尾出现问题时，各个开关都能及时、准确地发出动作，本着这一目标来进行

整定。

4 结语

10kV配网线路的开关配置与保护值整定必须按照科学的原则进行，通过合理配置开关，设定保护值，才能有效防范配网故障和问题，维护配网的安全运转，控制配网的安装成本，减少故障发生的概率，为配网创造一个安全工作环境，提高配网工作效率。

参考文献

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[3] 刘巍.变电站站址优化与配网开关优化配置的研究 [D].郑州大学，2012.