基于35kV配网线路保护计算概论

摘 要：在配电网电力系统中，继电保护装置起到非常重要的作用，它让配电网的安全性和可靠性得到了充分的保障。但是随着电网规模正在不断的变大，同样对继电保护装置的能力要求也越来越严格。为提升保护装置的性能，我们需要对继电保护动作行为进行提前计算、仿真，探究和对结果的校正、分析。到现在为止，继电保护数字计算、仿真技术已经成为了继电保护装置研发的重要手段。其中，针对配电网短路进行分析计算仍是一重要事项。

关键词：配电网；保护；计算；整定

引言

电力生产过程主要是发电、输电、变电、配电、用电，而直接面向电力用户的是配电网环节。配电网也是电力系统向用户供电的最后一个环节。它由配电网（其中包括馈线、降压变压器、断路器、各种开关等配电设备）、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备构成一个配电系统。从众多角度来讲，城市配电网电压等为110kV、10kV、0.4kV，各其它电压等级的电网为高压输电线电网。就整个电力系统而言，配电网的优质运行是电力生产的一个重要环节。而保证配电网的安全稳定性运行，其中配电网的保护起到了一个非常重要的作用。因此，对配电网线路进行研究分析是一项非常有意义的课题[1-2]。

1 配电网保护的现状

在城市配电网中，因大部分采用的是单侧电源、辐射型35kV、10kV的配电网络，馈线保护设备安装在变电站靠近母线的馈线断路器处。电力系统运行要求：110kV及以下的电网中，配电系统中性点不直接接地，或经消弧线圈接地，因此，城市配电网主要采用三段式保护、电流速断、定时限流速断、定时限过电流保护，通常采用上述三阶段式电流保护的配合。

2 配电网保护的发展趋势

现代电力系统的飞速发展进一步推进了配电网的继电保护向着智能化、多功能化和网络化方向发展。目前，配电网在故障定位方面可以做到快速、准确，误差率低的找到配电网络中的故障位置，同时通过快速断路器等设备在0.5S内可以将故障隔离开来，在隔离故障的同时并恢复对非故障区正常供电，让用户停电损失最低化。更深一层化提高了配电网的自动化、保障了连续供电性。当出现下列情况应快速切除故障[1-2]：（1）如线路短路，使发电厂厂用母线电压低于额定电压的60%时；（2）如切除线路故障时间长，可能导致线路失去热稳定时；（3）当线路出现其它重大异常情况时。

3 配电网线路三段保护整定计算

配电网中主要是电流保护，其第I段整定：I'opA=K'rel×IABmax，当采用线路-变压器组的接线方式时，这里将线路和变压器等价为一个元件，则按躲过变压器低压侧出口处短路来整定。若本线路15%处短路：Ikmin若Ik.min>I'op.A则合格，t'op.A=0s。

其第II段整定原则为：I"opA=K"relI'opB，其中K'rel取1.1～1.2，I'op.B 是下一条线路电流Ⅰ段的整定值，当有多个相邻下一级设备时（如下一级可能是线路或者是变压器设备），首先按与各个相邻下一级设备的Ⅰ段配合整定，然后选择数值较大者。

其中： K"sen必须大于1.3～1.5，若灵敏

系数不满足要求，则应该与相邻下一级线路的Ⅱ段配合。

其第III段： ，整定原则为躲过线路正常时

流过的最大相电流，其中 为1.2，自启动系数Kss取1.5～3，返回系数Kre取0.85～0.95，

近后备灵敏系数：

要求近后备灵敏系数须大于1.3～1.5，Ik.min是本线路末端短路的最小短路电流：

远后备灵敏系数： 要求远

后备灵敏系数须大于1.2，Ik.min是下一级线路末端最小短路电流：

。

通常，在配电网中采取三段式保护相互配合来实现整条线路来进行保护的，各个保护间有一个间隔时间差，这个时间差一般整定为0.3s-0.5s间。三段保护互相配合、互相协作，对配网线路构成一套完整保护，所以取长补短，把这三种保护结合起来，可以弥补每个保护的不足，组成名为阶段式电流保护的一整套系统。在实际应用中可以根据实际情况采用三种保护的组合或者其中两种保护的组合，可以灵活多变的来设置线路保护。其保护时间特性见图1。

4 线路距离保护分析

线路距离保护Ⅰ段一般按照以下两个原则进行整定：

（1）一般按躲过下一条线路出口处短路整定：Z'op.1=K'relZAB，K'rel取0.8～0.85。

（2）对于线路变压器组按躲过变压器出口处短路来整定，Z'op.1=K'rel（ZAB+ZT）。

第II段整定原则：

a.按与相邻下一级线路Ⅰ段配合整定：Z"op.1=K"rel（ZAB+Kb.minZ'op.2） K"rel取0.8，其中Kb.min是最小分支系数，为相邻下一级设备距离Ⅰ段保护范围末端三相短路时，流过相邻下一级设备的电流与流过被保护线路电流之比。

b.按躲过相邻变压器出口处短路来整定：Z"op.1=K"rel（ZAB+Kb.minZT）

5 结束语

伴随着国民经济的不断发展，以及用电需求的不断增加，配电网的角色越来越关键，但就针对如何保证安全、优质、经济供电，一直以来是学者不断的研究课题。这就间接的迫切要求配网保护来承担这一关键角色，以实现故障迅速定位与隔离、调度迅速的负荷转移等多方面实现自动化，才能让用户损失尽可能的最小，文章仅仅针对保护角度进行文章浅析，还存在更多的工作等待相关研究。

参考文献

[1]胡吟，韦钢，言大伟，等.分布式电源在配电网中的优化配置[J].电力系统保护与控制，2012（11）.

[2]谭又宁，王倩，黄涛，等.含大容量分布式电源的配电网继电保护影响分析和保护方案研究[J].电力学报，2012（2）.

[3]于建成，迟福建，徐科，等.分布式电源接入对电网的影响分析[J].电力系统及其自动化学报，2012（1）.

[4]袁荣湘，陈德树，张哲.高压输电线路新型差动保护的研究[J].中国电机工程学报，2000，4.

[5]韩奕.微网及含分布式发电的配电网保护算法研究[D].中国电力科学研究院，2011.