kv配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常用方案及整定計算?摘要：本文詳細(xì)介紹了10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的常用方案，包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)等。同時，對各保護(hù)的整定計算原則、方法及相關(guān)參數(shù)的確定進(jìn)行了深入闡述，旨在為10kV配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供可靠的繼電保護(hù)技術(shù)支持。

一、引言10kV配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全可靠運行對于保障用戶用電至關(guān)重要。繼電保護(hù)裝置是配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，能夠在故障發(fā)生時迅速動作，切除故障線路或設(shè)備，避免故障范圍擴(kuò)大，減少停電損失。因此，合理選擇繼電保護(hù)方案并準(zhǔn)確進(jìn)行整定計算具有重要意義。

二、10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常用方案

（一）線路保護(hù)1.電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)是反應(yīng)電流增大而瞬時動作的保護(hù)。它的動作電流按照躲過被保護(hù)線路末端短路時可能出現(xiàn)的最大短路電流來整定。當(dāng)線路發(fā)生短路時，若短路電流大于速斷保護(hù)的動作電流，保護(hù)裝置迅速動作，跳開斷路器，切除靠近電源端的短路故障。電流速斷保護(hù)的優(yōu)點是動作迅速，能快速切除靠近電源端的嚴(yán)重短路故障；缺點是不能保護(hù)線路全長，存在保護(hù)死區(qū)。2.限時電流速斷保護(hù)限時電流速斷保護(hù)是為了彌補(bǔ)電流速斷保護(hù)的死區(qū)而設(shè)置的。它的動作電流按照躲過下一條線路電流速斷保護(hù)的動作電流來整定，動作時限比下一條線路電流速斷保護(hù)大一個時間級差（一般為0.51s）。當(dāng)電流速斷保護(hù)不能動作時，限時電流速斷保護(hù)動作，切除本線路全長范圍內(nèi)的短路故障。限時電流速斷保護(hù)的優(yōu)點是能夠保護(hù)線路全長，且動作具有一定的選擇性；缺點是動作時間較長，切除靠近電源端短路故障時可能會有一定的延時。3.過電流保護(hù)過電流保護(hù)是反應(yīng)電流超過整定值而動作的保護(hù)。它的動作電流按照躲過被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流來整定。當(dāng)過電流保護(hù)動作時，經(jīng)過一定的延時（一般為0.55s）跳開斷路器，切除線路故障。過電流保護(hù)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠，能保護(hù)線路全長及相鄰線路；缺點是動作時間較長，切除故障不夠迅速。

（二）變壓器保護(hù)1.過電流保護(hù)變壓器的過電流保護(hù)與線路的過電流保護(hù)原理相同，用于保護(hù)變壓器外部短路引起的過電流。動作電流按照躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，動作時限應(yīng)與相鄰線路的過電流保護(hù)相配合。2.電流速斷保護(hù)變壓器的電流速斷保護(hù)用于保護(hù)變壓器內(nèi)部及靠近電源端的短路故障。動作電流按照躲過變壓器二次側(cè)母線短路時可能出現(xiàn)的最大短路電流來整定，動作迅速，能快速切除變壓器內(nèi)部的嚴(yán)重短路故障。3.過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器的過負(fù)荷情況。動作電流按照躲過變壓器的額定電流來整定，一般動作于信號，當(dāng)變壓器過負(fù)荷時間較長時，也可動作于跳閘。4.瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一，用于反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，瓦斯繼電器動作，發(fā)出輕瓦斯信號；當(dāng)內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，瓦斯繼電器動作，跳開變壓器兩側(cè)斷路器。5.差動保護(hù)差動保護(hù)是利用變壓器兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流的差值來判斷變壓器是否發(fā)生故障。它能快速、靈敏地切除變壓器內(nèi)部的相間短路、匝間短路等故障。差動保護(hù)的動作電流按照躲過變壓器正常運行時的不平衡電流來整定。

三、繼電保護(hù)整定計算原則

（一）選擇性保護(hù)裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。

（二）速動性快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度。

（三）靈敏性保護(hù)裝置對其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性用靈敏系數(shù)來衡量，靈敏系數(shù)應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)程的要求。

（四）可靠性保護(hù)裝置在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，不應(yīng)拒絕動作；而在其他不屬于它動作的情況下，則不應(yīng)誤動作。

四、線路保護(hù)整定計算

（一）電流速斷保護(hù)整定計算1.動作電流整定\[I_{dz}=K_{k}I_{d.max}\]其中，\(I_{dz}\)為電流速斷保護(hù)的動作電流，\(K_{k}\)為可靠系數(shù)，一般取1.21.3；\(I_{d.max}\)為被保護(hù)線路末端短路時可能出現(xiàn)的最大短路電流。2.動作時限電流速斷保護(hù)為瞬時動作，動作時限\(t_{dz}=0s\)。

（二）限時電流速斷保護(hù)整定計算1.動作電流整定\[I_{dz}=K_{k}I_{d.max}\]其中，\(K_{k}\)為可靠系數(shù)，取1.11.2；\(I_{d.max}\)為下一條線路電流速斷保護(hù)的動作電流。2.動作時限整定\[t_{dz}=t_{1}+Δt\]其中，\(t_{1}\)為下一條線路電流速斷保護(hù)的動作時限，\(Δt\)為時間級差，一般取0.51s。

（三）過電流保護(hù)整定計算1.動作電流整定\[I_{dz}=\frac{K_{k}K_{zq}}{K_{f}}I_{L.max}\]其中，\(K_{k}\)為可靠系數(shù)，取1.21.3；\(K_{zq}\)為自起動系數(shù)，一般取1.53；\(K_{f}\)為返回系數(shù)，一般取0.850.95；\(I_{L.max}\)為被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流。2.動作時限整定過電流保護(hù)的動作時限應(yīng)按照階梯原則進(jìn)行整定，即\[t_{n}=t_{n1}+Δt\]其中，\(t_{n}\)為第\(n\)級過電流保護(hù)的動作時限，\(t_{n1}\)為相鄰上一級過電流保護(hù)的動作時限，\(Δt\)為時間級差，一般取0.51s。

五、變壓器保護(hù)整定計算

（一）過電流保護(hù)整定計算1.動作電流整定\[I_{dz}=\frac{K_{k}K_{zq}}{K_{f}}I_{L.max}\]其中，各參數(shù)含義與線路過電流保護(hù)相同。2.動作時限整定與線路過電流保護(hù)類似，按照階梯原則整定動作時限。

（二）電流速斷保護(hù)整定計算1.動作電流整定\[I_{dz}=K_{k}I_{d.max}\]其中，\(K_{k}\)為可靠系數(shù)，取1.21.3；\(I_{d.max}\)為變壓器二次側(cè)母線短路時可能出現(xiàn)的最大短路電流。2.動作時限電流速斷保護(hù)為瞬時動作，動作時限\(t_{dz}=0s\)。

（三）過負(fù)荷保護(hù)整定計算1.動作電流整定\[I_{dz}=K_{k}I_{e}\]其中，\(K_{k}\)為可靠系數(shù)，取1.051.1；\(I_{e}\)為變壓器的額定電流。2.動作時限過負(fù)荷保護(hù)一般動作于信號，動作時限較長，可根據(jù)實際情況確定，如915s。

（四）瓦斯保護(hù)整定計算瓦斯保護(hù)主要是根據(jù)瓦斯繼電器的動作原理來實現(xiàn)保護(hù)功能，其動作值的整定主要與瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)和性能有關(guān)。一般輕瓦斯動作容積為250300ml，重瓦斯動作流速為0.61.5m/s。

（五）差動保護(hù)整定計算1.動作電流整定\[I_{dz}=K_{k}I_{bp}\]其中，\(K_{k}\)為可靠系數(shù)，取1.31.5；\(I_{bp}\)為變壓器正常運行時的不平衡電流。不平衡電流主要由電流互感器的誤差、變壓器的勵磁涌流等因素引起。2.制動系數(shù)整定為了防止差動保護(hù)在外部短路時誤動作，通常引入制動特性。制動系數(shù)\(K_{z}\)的整定應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行試驗確定，一般在0.30.7之間。

六、整定計算實例

（一）線路保護(hù)整定計算實例某10kV線路，長度為8km，最大負(fù)荷電流\(I_{L.max}=500A\)，線路末端短路時可能出現(xiàn)的最大短路電流\(I_{d.max}=5000A\)，下一條線路電流速斷保護(hù)的動作電流\(I_{d1.max}=4000A\)。1.電流速斷保護(hù)整定\[I_{dz}=K_{k}I_{d.max}=1.2×5000=6000A\]動作時限\(t_{dz}=0s\)。2.限時電流速斷保護(hù)整定\[I_{dz}=K_{k}I_{d1.max}=1.1×4000=4400A\]\[t_{dz}=t_{1}+Δt\]假設(shè)下一條線路電流速斷保護(hù)動作時限\(t_{1}=0s\)，時間級差\(Δt=0.5s\)，則\(t_{dz}=0.5s\)。3.過電流保護(hù)整定\[I_{dz}=\frac{K_{k}K_{zq}}{K_{f}}I_{L.max}=\frac{1.2×2}{0.85}×500≈1412A\]假設(shè)過電流保護(hù)為第1級，上一級過電流保護(hù)動作時限\(t_{1}=1s\)，時間級差\(Δt=0.5s\)，則\(t_{dz}=1+0.5=1.5s\)。

（二）變壓器保護(hù)整定計算實例某10/0.4kV變壓器，容量為1000kVA，額定電流\(I_{e}=57.7A\)，變壓器二次側(cè)母線短路時可能出現(xiàn)的最大短路電流\(I_{d.max}=15000A\)，變壓器正常運行時的不平衡電流\(I_{bp}=10A\)。1.過電流保護(hù)整定\[I_{dz}=\frac{K_{k}K_{zq}}{K_{f}}I_{L.max}\]假設(shè)最大負(fù)荷電流\(I_{L.max}=100A\)，\(K_{k}=1.2\)，\(K_{zq}=2\)，\(K_{f}=0.85\)，則\[I_{dz}=\frac{1.2×2}{0.85}×100≈282A\]動作時限按照階梯原則整定，假設(shè)上一級過電流保護(hù)動作時限\(t_{1}=1s\)，時間級差\(Δt=0.5s\)，則本變壓器過電流保護(hù)動作時限\(t_{dz}=1+0.5=1.5s\)。2.電流速斷保護(hù)整定\[I_{dz}=K_{k}I_{d.max}=1.2×15000=18000A\]動作時限\(t_{dz}=0s\)。3.過負(fù)荷保護(hù)整定\[I_{dz}=K_{k}I_{e}=1.05×57.7≈60.6A\]動作時限為10s。4.差動保護(hù)整定\[I_{dz}=K_{k}I_{bp}=1.3×10=13A\]制動系數(shù)\(K_{z}\)假設(shè)取0.5。

七、結(jié)論10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的常用方案及整