浅谈6kV供配电系统的继电保护[共5篇]

第一篇：浅谈6kV供配电系统的继电保护

浅谈6kV供配电系统的继电保护

摘要：文章介绍了在电厂及大型企业中最普遍常用的6kV供配电系统的继电保护设置，对其运行的情况进行分析，判断其是否满足安全、稳定、可靠的运行原则。6kV供配电系统的继电保护设置的使用情况会直接关系到工厂企业用电的畅通性，所以技术人员需要对继电保护设备进行定期的完善和优化，使其可以达到正常运行的目标。

关键词：6kV供配电系统；继电保护；电流保护；速断方式；电路检修

中图分类号：TM774 ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ；文章编号：1009-2374（2014）18-0123-03

科学技术的发展使很多供电设施都实现了网络化控制，大大提高了供电水平，但是只有对继电设备系统进行及时的完善和维修，才能不断提高设备的性能。6kV供配电系统的继电保护工作要求技术人员要深入到系统的内部，对数据进行采集和分析，合理控制设备的电流和电压，同时在检测的过程中，技术人员必须要通过闭合开关的过程，避免设备出现漏电情况，造成人员的伤亡。

16kV供配电系统中各种运行工况下继电保护的任务内容

在6kV供配电系统中，通常会装设继电保护装置，使其可以及时反馈出系统存在的事故，排查故障出现的位置，进而来提高6kV供配电系统运行的可靠性。可见，继电保护装置在6kV供配电系统运行中的重要作用，同时继电保护装置也可以使供电系统实现长期不间断的供电效果，通过科学技术的进步，传统的6kV供配电系统已经不能满足社会发展的需要，还需要对设备进行进一步的优化和处理，所以继电保护装置的使用，使技术人员可以更加全面地掌控系统运行效果，达到安全使用要求。

1.1系统运行的状态

在6kV供配电系统运行状态下，具有以下三个保护的任务：（1）6kV供配电系统的正常运行是指系统中各种设备在其额定状态下进行工作，这样系统可以正常分配电压，进入稳定的运行状态，继电保护装置需要及时采集到各种信号、指示和仪表内容；（2）6kV供配电系统的故障是指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行的事件，这种故障的出现很有可能影响到供配电系统的供电效果；（3）系统的异常运行是指系统的正常运行遭到了破坏，这种情况的出现，针对的是电路，并不会构成6kV供配电系统的故障。所以继电保护装置就应该根据系统的运行状况，去探索最佳的保护措施，降低系统故障出现的几率，同时可以通过保护使系统具有更好的性能，可以满足长期使用的目标。

1.2继电保护装置的具体任务

通过上文的分析，明确了继电保护装置的重要作用，所以具体的保护任务需要根据供配电系统运行的情况去设置，在6kV供配电系统正常运行时，要求继电保护装置要能完整、有效地监视6kV供配电系统各种设备的运行状况，同时把检测的数据信息反馈给值班人员，使值班人员掌握到可靠运行的数据内容。在6kV供配电系统发生故障时，继电保护装置应能自动、迅速、有选择性地切除故障部分，排除故障部分对整个电路运行的影响，保证非故障部分继续运行。当6kV供配电系统出现异常运行工况时，继电保护装置要及时、准确地发出信号或警报，使技术人员或者值班人员可以掌握到异常情况，并采取合理的措施进行处理。

26kV供配电系统中应设置的继电保护装置

2.16kV线路应配置的继电保护装置

6kV线路继电保护装置可以起到过流保护的作用，继电保护装置可以调节过流保护的时限，使其可以达到0.7s以上，这样才能提高继电保护装置的效果，只有满足这种时限的要求，才能实现保护配合的功能。在过流保护中，可以根据工厂和企业的实际用电情况，去选择是否装设电流速断保护装置，如果不装设电流速断保护装置，就要装设瞬时电流速断保护。但是在实际保护的过程中，也会出现瞬时电流速断保护设备不能满足选择性动作的情况，这时就需要装设略带时限的电流速断保护。

2.26kV配电变压器应配置的继电保护装置

在6kV配电变压器应配置中，当配电变压器容量小于400kVA时，装置会采用高压熔断器的保护措施，电路中的电压也会加大，继电保护装置会采用过流保护措施，当过流保护时限大于0.5s时，技术人员需要结合具体的用电情况，设置电流速断保护。这种保护的措施，可以满足不同生产用电规模的保护任务，也可以提高系统的供电效果，最大程度地保障了企业的正常运行。当配电变压器容量为700kVA及以上时，继电保护装置也应该装设过流保护，时限大于0.5s时，装设电流速断保护，这样可以使工厂或者企业在生产模式变化的过程中，也可以得到全面的保护。在6kV配电变压器应配置运行时，需要技术人员及时提供需要的数据，判断出时限的范围，使继电保护设备可以更加满足工厂和企业的用电需求，及时有效地对线路进行保护。

2.36kV分段母线应配置的继电保护装置

6kV分段母线应配置的继电保护装置，对于不并列运行的分段母线，继电保护装置应装设电流速断保护，可以对电流进行及时的断开，保证输电线路的完整性。电流速断保护过程需要在断路器合闸的瞬间投入，不要超出合闸的时间，合闸后系统会自动解除。如果超出合闸的时间，很可能错过电流速断的机会，即使是断开也无法对供电线路进行保护，当系统自动解除合闸之后，还应该装设过流保护装置。6kV母线应配置的继电保护装置，可以根据具体的电路运行内容，去判断采用的是反时限过流保护方式，对于负荷等级较低的配电负荷中心或母线可不装设保护，所以在6kV分段母线应配置的继电保护装置中，技术人员需要对负荷的等级进行判断，明确等级的级数，进而采取高效的保护措施，对分段母线进行保护。

3常用的电流保护类型

3.1反时限过流保护

反时限过流保护是一种常用的电流保护，在保护过程中，继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，所以保护任务主要就是控制短路的电流，当短路电流较大时，电流的动作时间越短，这时会突发出较大的电流量，反时限过流保护装置又会对线路进行保护，避免因为大量的电流而损坏。当短路电流较小时，电流的动作时间越长，这时就无法准确地提供足够的电流供工厂和企业使用，但是反时限过流保护可以根据实际的需求，去及时调整内部的电量，这就说明反时限过流保护功能更加满足现实社会的使用标准。当继电器在常闭触点断开时，反时限过流保护会协助常开触点进行闭合，使跳闸线圈能自动通电跳闸，最大程度地保障输电线路的安全性和可靠性。反时限过流保护继电器的常闭触点如已经先断开，就需要进行二次侧带负荷开路，这时输电线路中会产生数千伏的高电压、比差角差增大，所以技术人员要及时控制好系统的运行，避免较大的电压损坏电路的结构。

3.2定时限过电流保护

定时限过流保护与反时限过流保护的任务有明显的差别，定时限过流保护中，继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，而且系统运行的时间恒定，通过时间继电器的采集，提供时间数据，定时限过流保护在一定范围内是连续可调的。定时限过流保护由电磁式时间继电器、电磁式电流继电器、电磁式信号继电器等构成的，保护系统采用直流操作，所以在保护过程中，技术人员需要设置直流电源，这样可以监护定时限保护的步骤，实现简单、可靠、完全的保护模式。定时限过流保护时限由时间继电器计算，系统只有及时获取的参数才可对时限进行分析，动作的选择性结果会根据时限的限定时间去决定，这种整定调试的方式比较准确和方便，可以提高定时限过流保护装置的工作效率。当被保护线路中发生短路故障时，短路处的电流急剧增加，这时定时限过流保护会控制电流继电器的动作，使其在触点设置中通过并联的形式对电路进行控制，可以使任一电流继电器的触点闭合，控制了电流，也就实现了继电器线圈回路动作，可以对电路运行的状况进行控制。

3.3电流速断保护

电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护，这种保护装置应用时，需要结合具体的时限内容，判断保护装置在最短时间内迅速切除短路故障的能力，如果可以迅速切断电路，且故障持续的时间非常短，则可以有效降低故障对电路的损坏情况。一旦电流速断保护无法控制故障的蔓延形势时，事故扩大后，又会通过瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护对电路故障进行处理。这两种速断保护措施在使用时，也存在明显的差别，瞬时电流速断保护动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是在保护的过程中，就会分析出大于保护范围的电流数值，通过最大短路电流的作用，及时对故障电路进行处理。瞬间电流速断保护可以使速断保护范围被限制在被保护线路的内部，通过系统的调试和运行，对故障电路的运行情况进行分析，进而判断出系统可能存在的故障。这种线路的保护模式加大了系统的选择性，可以更加贴合实际的故障分析需求，同时也可以提高瞬时跳闸的时间，使其可以在最短的时间内，发现故障存在的位置，当在被保护线路外部发生短路时，保护措施不会采取任何动作。对于最大运行方式下的保护范围一般能达到线路全长的50%，这种高效的保护效率，是供配电系统运行的基本保障，对于在最小运行方式下的保护范围能保护线路全长的15%～20%，即可装设电流速断保护。

3.4三段式过流保护装置

由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，针对多条线路的维修工作，瞬间电流速断就很难满足系统故障分析工作，为了提高系统对线路的保护能力，体现出系统优秀的维护性能，需要利用三段式的过流保护装置。三段式的过流保护装置可以作为加速切除线路首端故障的主要保护功能，可以根据自身的性能对时限进行全面的分析和计算，通过结果的分析，就可以对系统略带时限的电流速断线路进行全长保护。三段式的过流保护装置作为本线路的主保护者，也可以对下一段线路实施后备保护，改善了瞬间电流速断保护的性能，也丰富了保护的内容，在后备保护的过程中，又可作为相邻下一级线路的后备保护。这种三段式的过流保护装置可以切除故障的较长时限，三段式的电流保护，虽然可以提高保护的能力，但是对于第一段电流保护，究竟采用瞬时电流速断保护还是采用略带时限的电流速断保护，还需要根据具体的保护内容去决定。

4结语

6kV供配电系统的继电保护可以实现多功能的保护水平，根据上文的分析，已经明确了6kV供配电系统继电保护的任务和内容，通过实际供电保护对象的保护效果，也掌握了继电保护装置的结构。继电保护装置的使用大大提高了我国整体的供电水平，也可以对供电系统进行速断动作，在电路发生故障的情况下，可以利用不同的速断方式对系统进行保护，但是也要结合具体的时限和电路的运行效果。在6kV供配电系统发生故障的情况下，可以通过继电保护措施对电路进行保护，但是技术人员还是要根据故障出现的类型，采取有效的措施，对其进行维护，使6kV供配电系统可以实现长期使用的目标。

参考文献

[1] ；金鹏，何世曼，李世宇，等.浅谈6kV供配电系统 ；的继电保护[J].广东科技，2010，2（11）.[2] ；景伟，王石钢.微机继电保护在6kV高压供配电系 ；统上的应用探讨[J].机电信息，2012，27（12）.[3] ；王丽君，侯营，马天宇，等.分布式发电配电系统 ；的继电保护配置方案研究[J].沈阳工程学院学报 ；（自然科学版），2012，2（22）.[4] ；廖军和，李玉.浅谈6kV供电系统继电保护的设置 ；与检验[J].科技信息（科学教研），2010，30（24）.[5] ；司曼.浅谈10kV供电系统的继电保护配置[J].电 ；子制作，2014，3（11）.[6] ；王伟，李明宇，胡世燕，等.含微网配电系统的 ；继电保护问题研究[D].山东大学学报（社会科学 ；版），2011.[7] ；张兵，袁冬，管永峰，等.6kV配电系统继电保护 ；整定计算实例[J].新疆石油科技，2011，15（13）.[8] ；王晓明，陈克让，胡柏霖，等.浅谈农村供电配电 ；系统的继电保护[J].电源技术应用，2012，9（14）.[9] ；张晓辉，李志萍，张建勋，等.郑煤集团配电系统 ；继电保护装置改进问题探讨―以6～10kV继电 ；保护装置改进为例[J].科技传播，2011，16（18）.[10] ；张慧忠，马瑞刚，邓金婷，等.浅谈6kV供电系 ；统的继电保护配置维修的重要性[J].科技信息 ；（科学教研），2012，15（18）.

第二篇：浅谈10kV配电系统继电保护配置及整定计算

浅谈10kV配电系统继电保护配置及整定计算

摘 要:10kV配电系统广泛地应用在城镇和乡村的用电中，但在继电保护配置及定值计算方面往往不完善，常发生故障时断路器拒动或越级跳闸，影响单位用电和系统安全，因此完善配置10kV配电系统的保护及正确计算定值十分重要。文中主要介绍10kV配电系统的保护配置及定值计算方法。

关键词:10kV配电系统；继电保护配置；整定计算

一、10kV配电系统的保护配置情况

大部分工厂企业及居民小区用电是10kV供电，并设置配电房，一般情况下一个配电房安装一台或二台10kV/400V的配电变压器，用380V/220V电压供用户用电，一次系统接线图，如图1。

用电单位的保护配置存在下面几种情况：

1.10kV配电房单台变压器容量小于800kVA时，为了简化和节省费用，10kV侧往往只装环网柜，内配设负荷开关和熔断器，不装设断路器和继电保护装置，所以当发生短路故障时，只能靠熔断器熔断来保护变压器。这种配置的缺点，一是变压器没有过载保护；二是熔断器熔断电流有分散性、时限不稳定，容易发生越级跳闸，造成停电扩大。

2.当变压器单台容量大于800kVA及以上时，10kV侧开关柜内均装设断路器并配置继电保护装置，配置保护的型式有两种：

①装设GL-10系列反时限过电流继电器，构成过电流保护，电流定值可以从端子上做阶梯状调节，缺点是时限调节误差较大，构成上下级保护时限配合难度大。②装设微机保护比较完善，具有过负荷保护信号、过电流保护和速断保护作用跳闸，保护定值和时间调整比较精确和方便，建议推广选用。

3.有些10kV专线工业用户，主要用电负载是高压电动机，如轧钢和穿孔行业，其高压电动机容量较大，有的达2500kW及以上。在生产过程中，经常会连续不断地发生电动机短时（1～2s）的过载，因过载有随机性，所以过电流保护常因定值及时限配合不当使上一级即变电所出线开关(如图1中B1)跳闸，造成整条10kV线路停电。如某钢铁企业一台2500kW轧钢电动机在轧钢过程中，10kV侧瞬间最大尖峰电流高达800A以上，远超过该线路变电所开关处的过流保护定值和时限。电力部门只好根据用户生产的特点，调整保护定值和时限，以保证用户用电的安全可靠。有的用户使用大容量冷冻机，其10kV电动机容量达500～1000kW，起动电流经限流后仍达到3.5倍额定电流。过电流保护的起动电流和时限也要现场试验确定。

所以对于10kV配电系统，应根据不同容量和不同用电负载性质来选配保护装置和进行定值计算。

二、10kV馈电线路保护配置

对10kV馈电线路，在变电所内的出线开关B1处一般装设微机型三阶段式电流相间保护装置，即过电流保护、限时电流速断保护和电流速断保护：

1.过电流保护：动作电流应大于线路上可能出现的最大负载电流，要考虑外部故障切除后电压恢复，电动机自起动及短时过载，电流继电器能可靠返回等因素，其二次动作电流Idz为：

如果不考虑电动机自起动因素，其二次动作电流为：

式中：Kk—可靠系数，1.15～1.25,（一般取1.20）

（根据电动机的容量大小及启动方式一般取1.5～3）Kzd—电动机自起动系数，Kh—电流继电器的返回系数，0.85 KT—电流继电器的变比

Ie MAX—线路最大负荷

电流保护时限取0.6～0.8s，保护范围为整条10kV馈电线路长度并延伸到下一级。当出现有电动机短时过载的情况时，过电流保护定值可参照前式计算。2.限时电流速断保护：应保护线路全长的100%，动作电流取小于该线路末端二相短路电流值，时限比过电流保护小一个△t=0.3s。一般可取0.3～0.5s。二次动作电流

(3/2)5500 Idz..（Z系统小Z线路）KkKtZ.系统小—整个系统在最小运行方式下的阻抗标幺值

Z.线路—10kV馈电线路全长的阻抗标幺值，如架空线路等于0.4Ω/km×Lkm×(100/10.52),如电缆线路等于0.08Ω/km×LKM×(100/10.52)

5500—基准容量100MVA下，10.5kV系统基准线电流。Kk—可靠系数，一般取1.5左右KT—电流互感器的变比3.电流速断保护：动作电流大于下一条线路始端短路时的最大短路电流整定。约保护线路全长的30%～50%，为速动动作。动作时间稍大于避雷器的放电时间，一般可整定于0.1～0.15s。二次动作电流：1.3～1.5—可靠系数5500—100MVA下，10.5kV时的基准线电流Z*系统大—系统在最大运行方式下的阻抗标幺值Z*线路—10kV馈电线路全长的阻抗标幺值，等于，如电缆线路前面用0.08Ω/km（公式里改成km）KT—电流互感器的变比规划设计与施工40中国水能及电气化2009.104.三阶段式电流保护的时间配合：t过电流＞t限时速断＞t速断同时还要满足：tB1过电流＞tB2过电流＞tB3过电流及tB4过电流

三、用户10kV配电变压器保护配置一般用户单台配电变压器在10kV侧开关B3（B4同）处装设保护为：1.过负荷保护：二次动作电流Idz应躲开变压器的最大负荷电流Ie MAX。时限选择应大于瞬时过载时间，避免短时过载时发信号。Kk—可靠系数1.05Kh—返回系数0.85t＝５～９s，发告警信号Ie MAX应根据变压器过载原则确定的最大负荷电流2.过电流保护：防御低压侧（400V侧）发生相间短路引起变压器的过电流。一般避开最大负荷电流就可以了。二次动作电流Kk=1.25—可靠系数保护时限t=0.5s，保护动作时断开变压器两端电源开关，保护范围为变压器高低压线圈，400V系统大部分，如果负载有出现象上述轧钢电动机短时过载那样的情况，应把定值和时限适当放大，避免正常运行时发生跳闸。3.电流速断保护：作为变压器内部故障的主保护，整定值应大于400V出线母线短路电流，仅保护变压器的内部大部分，和变压器瓦斯保护配合。二次动作电流保护时限t=0s，断开配变二端电源开关Kk=1.3～1.5—可靠系数5500A—100MVA下10.5kV时的基准线电流。Z*系统大由电力部门提供Z*线路=Zo×L×（100/U 2e）Z*配变=UK/SeZo—每公里电抗数当10kV架空线路时为0.4Ω/km当电缆线路时为0.08Ω/kmL—长度（公里）Ue—额定线电压（kV）Se—配变额定容量（MVA）KT—电流互感器的变比4.瓦斯保护：是变压器内部故障的主保护。一般800kVA及以上的充油变压器都装设瓦斯保护，干式变压器没有瓦斯保护。瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，分重瓦斯保护和轻瓦斯保护。重瓦斯保护：当变压器内部发生线卷短路及单相接地时产生电弧及大量气体，使油流速增大情况下继电器动作，作用于跳闸。轻瓦斯保护：由于变压器油内积存空气，及发生轻微故障产生气体时，轻瓦斯保护动作，作用于报警。

四、用户10kV配电房保护配置及整定计算案例某用户的10kV配电房一次系统接线图，如图2。1.已知参数1#变压器(SG-10)：1600kVA，10kV/400V，Uu%=6.09%。2#变压器未安装。在10kV进线控制柜H1和主变控制柜H4均装设SEPAM S20综合微机保护装置。H1柜CT变比300/5，H4柜CT变比150/5。10kV进线电缆YJV-223×240，1km。经计算系统至变电所10kV母线处阻抗为：Z*系大=0.37418，Z*系小=0.4258。变电所出线馈电线路过电流保护时限0.8s。2.变压器控制柜H4（H3同）保护计算：(1)过流保护：（1600kVA一次电流Ie=92.4A）41图 12k0V系统接线图取T=0.2～0.3s如果考虑电动机自起动因素或短时过载，其动作电流还需乘以电动机自起动系数Kzq(一般Kzq取1.5～3)Kk—可靠系数1.25Kh—返回系数0.85KT—电流互感器的变比150/5=30(2）速断保护：主变阻抗：电缆长度：1km，YJV-22 3×240电缆阻抗：（下转第52页）规划设计与施工52中国水能及电气化2009.10片进行铜铝过渡搭接，铝排50℃持续工作环境长期允许载流量为：Ixu=K2×K0×I=1.13×0.66635×2613=1967.5A两台水轮机组额定负荷、额定电压、额定功率因数并列运行时候的电流：Ig=2×Ie=2×916.4=1832.8A根据以上计算得出：Ixu＞Ig铝排在机组带额定负荷、额定功率因数下的允许最高温升：Ig=K0×I即1832.8=0.149×（70－T）1/2×2613T=47.87℃根据以上计算结果，结合巨型铝母线长期允许工作温度＋70℃，集肤效应系数小、散热条件好，排除铝排因温升变化引起的风动效应而产生的杂音。因大电流母线的周围空间存在着强大的交变磁场，对于其中的钢铁结构母线桥架、吊架、绝缘子的金具、支持母线结构的钢梁、防护罩、混凝土中的钢筋及接地网，由于涡流和滞损耗而发热；同时在铁出线母线桥构成闭合磁路，感应产生环流而加剧发热，使得母线桥架的损耗和发热随着出线母线工作电流的增加而急剧增大，现场表现为母线桥架外表的温度和电流杂音随负荷电流的增加而加大，根据这些特征判定出线母线桥架出现的现象为环流引起的现象。

三、故障处理依据分析、判断,故障为环流引起的电流杂音和温升现象，将母线桥架一面采用非磁性材料铝栅代替原来的铁皮密封面板，同时将固定吊架与桥架用绝缘橡胶隔离，加强吊架的引接接地，实行人为断开原铁出线母线桥架闭合回路，隔断闭合磁路，阻断感应电流的产生。这一系列技术措施实施后，将机组总负荷从零逐步升到额定负荷16000kW，反复多次运行试验，原电流杂音消除，测量桥架外最高温度为38℃，出线母线桥架原故障现象消除，设备运行至今一年未发现原来的现象，保障设备的安全运行。参考文献：【1】戈东方等，电力工程电气设计手册：北京水利水电出版社，1989.（上接第41页）系统阻抗：Z*系大=0.37418取T=0.05～0.1sKk—可靠系数1.4(3)过负荷保护：取T=5～9s3.进线控制柜H1保护计算：由于2#变压器未安装，所以H1柜可与H4柜整定相同，但时间应取大一些。(1)过流保护（不考虑电动机自起动因素）：t=0.5～0.6s(2)速断保护：Idzj进线=7700/(4.1972×60)=30.6At=0.15～0.2s如果2#变压器已安装，应按1#、2#变压器的总容量来计算整定值。

第三篇：10kv配电系统继电保护常用方案及整定计算

10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算

为保证选择性、可靠性，从区域站10KV出线、开关站10KV进出线均选用定时限速断、定时限过流。保

护配置及保护时间设定。

一、整定计算原则：

1.需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92等相关国家标准。

2.可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。

二、整定计算用系统运行方式：

1.按《城市电力网规划设计导则》（能源电[1993]228号）第4.7.1条和4.7.2条：为了取得合理的经济效益，城网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行控制，使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合，该导则推荐10KV短路电流宜为Ik≤16KA，为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流，110KV站两台变压器采用分列运行方式，高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。

2.系统最大运行方式：110KV系统由一条110KV系统阻抗小的电源供电，本计算称方式1。

3.系统最小运行方式：110KV系统由一条110KV系统阻抗大的电源供电，本计算称方式2。

4.在无110KV系统阻抗资料的情况时，由于3～35KV系统容量与110KV系统比较相对较小，其各元件阻抗相对较大，则可认为110KV系统网络容量为无限大，对实际计算无多大影响。

5.本计算：基准容量Sjz=100MVA，10KV基准电压Ujz=10.5KV，10KV基准电流Ijz=5.5KA。

三、10KV系统保护参数只设一套，按最大运行方式计算定值，按最小运行方式校验灵敏度（保护范围末端，灵敏度KL≥1.5，速断KL≥2，近后备KL≥1.25，远后备保护KL≥1.2）。

四、短路电流计算：110KV站一台31.5MVA，10KV 4Km电缆线路（电缆每Km按0.073，架空线每Km按

0.364）=0.073×4=0.29 10KV开关站1000KVA：（至用户变电所电缆长度只有数十米至数百米，其阻抗小，可忽略不计）。

五、整定计算：

1.开关站出线（10DL）：当变压器采用过电流而不采用差动保护时，其电源线路较短时，例如电缆长度小于3Km时，采用线路--变压器组保护装置（即线路与受电变压器保护共用）。

A.速断动作电流：躲过变压器低压侧最大三相短路电流：t=0S

灵敏度校验：

B.过流保护动作电流：躲过可能出现的过负荷电流，如干变按Kgh=1.5，如大的风机、水泵等启动电流，按实际换算到10KV侧电流，Kgh可能为1.2、1.3等，微机保护按厂家提供资料，返回系数Kh=0.95。，t=0.3S 灵敏度校验：

如灵敏度不够，改为低电压闭锁的过电流保护，电流元件按躲开变压器的额定电流整定，而低电压闭锁元件的起动电压则按照小于正常情况下的最低工作电压及躲过电动机自起动的条件来整定。

C.对变压器超温，瓦斯保护需跳闸者，变压器高压侧设负荷开关带分励脱扣器，作用于跳闸。

2.开关站进线(8DL)：

按规范可不设,本方案设的目的作为出线保护及其相关元件故障如电磁线圈断路而拒动时的后备保护及3～

10KV母线的保护。

A.限时速断动作电流:同开关站所有出线的最大一台变压器速断保护相配合,配合系数Kph=1.1，t=0.3S 灵敏度校验：

B.时限过流动作电流:，t=0.6S 灵敏度校验：

3.区域站10KV出线(5DL):

A.限时速断动作电流:同开关站出线(8DL)限时速断保护相配合,配合系数Kph=1.1,，t=0.4S 灵敏度校验：

B.时限过流动作电流:躲过线路过负载电流(如大电动机启动电流,某些实

验时的冲击电流等)，t=0.7S 灵敏度校验：

4.区域站10KV分段开关(2DL):

仅设充电保护,按躲开10KV母线充电时变压器励磁涌流,延时t=0.2S动作,充电后保护退出。，t=0.2S 灵敏度校验：

5.开关站10KV分段开关（7DL）：

同2DL原则，t=0.2S 灵敏度校验：

6.开关站出线带2台及以上变压器：

A.速断动作电流：躲过中最大者，t=0S

B.时限过流动作电流：躲过线路过负载电流，t=0.3S。

7.区域站至住宅小区供电线路（单线单环或双环、开环进行）：

A.限时速断动作电流：同6.A原则，t=0.4S(同小区变压器的高压熔断器配合）。

B.时限过流动作电流：同6.B原则，t=0.7S（同小区变压器的高压熔断器配合）。

8.区域站主变低压侧开关1DL、3DL: 设过电流保护（作为主变低后备保护，10KV母线保护及出线远后备保护），其动作电流按躲过主变的最大负荷电流（当一台主变故障或检修时的负荷电流及电动机启动等），对K-2点要求KL≥2,对K-3点要求KL

≥1.2。

保护为一段二时限，第一时限1.1S跳10KV分段开关，第二时限1.5S跳本侧开关。

9.关于时间级差说明：

A.对微机保护，开关站△t为0.3S，对区域站为提高可靠性△t为0.4S。

B.对电磁继电器保护，选精度较好的时间继电器，△t在开关站，区域站△t均为0.4S。

10.为避免CT饱和，可采用保护与测量CT分开，用不同的变比，如保护用300/5A等。

11.对10KV中性点非直接接地电力网中的单相接地故障：

A.在10KV母线上，装设接地监视装置，作用于信号。PT开口三角电压继电器整定值：Udz=15V，为避免铁磁谐振，在开口三角上设一个微机型消谐器。

B.区域站、开关站10KV出线较多，设微机小电流接地信号装置，可迅速判别某出线单相接地故障（对微机保护，10KV小电流接地选线功能通过各10KV间隔的监控保护实现，无需专门的装置）。

六、自动装置设定：

1.10KV架空出线重合闸：动作投入时间1S。

2.备用电源自动投入：

A.区域站10KV分段开关（2DL）自动投入时间：

a.t=110KV桥开关备自投时间+0.4S；

b.t=主变高后备动作时间+0.4S；

c.取a与b的最大值。

B.各开关站10KV分段开关备自投时间=2DL备自投时间+0.4S

C.备自投动作电压：

工作电源失压动作电压：25V(PT二次侧电压）

备用电源监视动作电压：70V(PT二次侧电压)

七、结束语：本方案经多年运行考验，符合可靠性、速动性、选择性、灵敏性四性原则，对区域站，动作时间小于1S，保证了10KV各设备和线路的热稳定，同反时限过流相比，动作时间准确、误差小、容易整定、选择性好。多次动作，未出现误动情况，保证了供电的可靠性。

参考文献

1.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92 2.《城市电力网规划设计导则》能源电[1993]228号

3.工业与民用配电设计手册 中国航空工业规划设计研究院等编第2版

第四篇：10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算

10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算

作者：宋卫东

简介： 本文论述10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算，经多年运行考验，选择性好、动作准确无

误，保证了供电可靠性。关键字：继电保护 选择性 可靠性

笔者曾作过10多个10KV配电所的继电保护方案、整定计算，为保证选择性、可靠性，从区域站10KV出线、开关站10KV进出线均选用定时限速断、定时限过流。保护配置及保护时间设定。

一、整定计算原则：

1.需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92等相关国家标准。

2.可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。

二、整定计算用系统运行方式：

1.按《城市电力网规划设计导则》（能源电[1993]228号）第4.7.1条和4.7.2条：为了取得合理的经济效益，城网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行控制，使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合，该导则推荐10KV短路电流宜为Ik≤16KA，为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流，110KV站两台变压器采用分列运行方式，高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。

2.系统最大运行方式：110KV系统由一条110KV系统阻抗小的电源供电，本计算称方式1。

3.系统最小运行方式：110KV系统由一条110KV系统阻抗大的电源供电，本计算称方式2。

4.在无110KV系统阻抗资料的情况时，由于3～35KV系统容量与110KV系统比较相对较小，其各元件阻抗相对较大，则可认为110KV系统网络容量为无限大，对实际计算无多大影响。

5.本计算：基准容量Sjz=100MVA，10KV基准电压Ujz=10.5KV，10KV基准电流Ijz=5.5KA。

三、10KV系统保护参数只设一套，按最大运行方式计算定值，按最小运行方式校验灵敏度（保护范围末端，灵敏度KL≥1.5，速断KL≥2，近后备KL≥1.25，远后备保护KL≥1.2）。

四、短路电流计算：110KV站一台31.5MVA，10KV 4Km电缆线路（电缆每Km按0.073，架空线每Km按

0.364）=0.073×4=0.29 10KV开关站1000KVA：（至用户变电所电缆长度只有数十米至数百米，其阻抗小，可忽略不计）。

五、整定计算：

1.开关站出线（10DL）：当变压器采用过电流而不采用差动保护时，其电源线路较短时，例如电缆长度小于3Km时，采用线路--变压器组保护装置（即线路与受电变压器保护共用）。

A.速断动作电流：躲过变压器低压侧最大三相短路电流：t=0S

灵敏度校验：

B.过流保护动作电流：躲过可能出现的过负荷电流，如干变按Kgh=1.5，如大的风机、水泵等启动电流，按实际换算到10KV侧电流，Kgh可能为1.2、1.3等，微机保护按厂家提供资料，返回系数Kh=0.95。，t=0.3S 灵敏度校验：

如灵敏度不够，改为低电压闭锁的过电流保护，电流元件按躲开变压器的额定电流整定，而低电压闭锁元件的起动电压则按照小于正常情况下的最低工作电压及躲过电动机自起动的条件来整定。

C.对变压器超温，瓦斯保护需跳闸者，变压器高压侧设负荷开关带分励脱扣器，作用于跳闸。

2.开关站进线(8DL)：

按规范可不设,本方案设的目的作为出线保护及其相关元件故障如电磁线圈断路而拒动时的后备保护及3～

10KV母线的保护。

A.限时速断动作电流:同开关站所有出线的最大一台变压器速断保护相配合,配合系数Kph=1.1，t=0.3S 灵敏度校验：

B.时限过流动作电流:，t=0.6S 灵敏度校验：

3.区域站10KV出线(5DL):

A.限时速断动作电流:同开关站出线(8DL)限时速断保护相配合,配合系数Kph=1.1,，t=0.4S 灵敏度校验：

B.时限过流动作电流:躲过线路过负载电流(如大电动机启动电流,某些实

验时的冲击电流等)，t=0.7S

灵敏度校验：

4.区域站10KV分段开关(2DL):

仅设充电保护,按躲开10KV母线充电时变压器励磁涌流,延时t=0.2S动作,充电后保护退出。，t=0.2S 灵敏度校验：

5.开关站10KV分段开关（7DL）：

同2DL原则，t=0.2S 灵敏度校验：

6.开关站出线带2台及以上变压器：

A.速断动作电流：躲过中最大者，t=0S

B.时限过流动作电流：躲过线路过负载电流，t=0.3S。

7.区域站至住宅小区供电线路（单线单环或双环、开环进行）：

A.限时速断动作电流：同6.A原则，t=0.4S(同小区变压器的高压熔断器配合）。

B.时限过流动作电流：同6.B原则，t=0.7S（同小区变压器的高压熔断器配合）。

8.区域站主变低压侧开关1DL、3DL: 设过电流保护（作为主变低后备保护，10KV母线保护及出线远后备保护），其动作电流按躲过主变的最大负荷电流（当一台主变故障或检修时的负荷电流及电动机启动等），对K-2点要求KL≥2,对K-3点要求KL

≥1.2。

保护为一段二时限，第一时限1.1S跳10KV分段开关，第二时限1.5S跳本侧开关。

9.关于时间级差说明：

A.对微机保护，开关站△t为0.3S，对区域站为提高可靠性△t为0.4S。

B.对电磁继电器保护，选精度较好的时间继电器，△t在开关站，区域站△t均为0.4S。

10.为避免CT饱和，可采用保护与测量CT分开，用不同的变比，如保护用300/5A等。

11.对10KV中性点非直接接地电力网中的单相接地故障：

A.在10KV母线上，装设接地监视装置，作用于信号。PT开口三角电压继电器整定值：Udz=15V，为避免铁磁谐振，在开口三角上设一个微机型消谐器。

B.区域站、开关站10KV出线较多，设微机小电流接地信号装置，可迅速判别某出线单相接地故障（对微机保护，10KV小电流接地选线功能通过各10KV间隔的监控保护实现，无需专门的装置）。

六、自动装置设定：

1.10KV架空出线重合闸：动作投入时间1S。

2.备用电源自动投入：

A.区域站10KV分段开关（2DL）自动投入时间：

a.t=110KV桥开关备自投时间+0.4S；

b.t=主变高后备动作时间+0.4S；

c.取a与b的最大值。

B.各开关站10KV分段开关备自投时间=2DL备自投时间+0.4S

C.备自投动作电压：

工作电源失压动作电压：25V(PT二次侧电压）

备用电源监视动作电压：70V(PT二次侧电压)

七、结束语：本方案经多年运行考验，符合可靠性、速动性、选择性、灵敏性四性原则，对区域站，动作时间小于1S，保证了10KV各设备和线路的热稳定，同反时限过流相比，动作时间准确、误差小、容易整定、选择性好。多次动作，未出现误动情况，保证了供电的可靠性。

参考文献

1.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92 2.《城市电力网规划设计导则》能源电[1993]228号

3.工业与民用配电设计手册 中国航空工业规划设计研究院等编第2版

第五篇：城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨论文

【摘要】文章介绍了城市电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置及城市电网10kV配电系统继电保护的基本类型，着重介绍了几种目前国内常用的电流保护：反时限过电流保护、定时限过电流保护、电流速断保护，并分析了各类保护装置的基本构成、保护范围、动作原理、配合方法、优缺点，给出了详细的整定计算过程。

【关键词】配电系统；继电保护；整定计算

城市电网10kV配电系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到党政机关、工矿企业、居民生活用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。

一、城市电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置

城市电网10kV配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏。为了确保城市电网10kV配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。

二、城市电网10kV配电系统继电保护的基本类型

城市电网10kV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不间断。

可以想象，在10kV系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此，在10kV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。

在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在城市电网10kV配电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护：有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等，还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护；利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路，一般均作用于发信号，在部分发达城市因电容电流较大10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式，此时零序电流保护直接作用于跳闸。

三、几种常用电流保护的分析

（一）反时限过电流保护

继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护，不推荐使用在变电站10kV出线开关处。

（二）定时限过电流保护

１.定时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。

２.继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。定时限过电流保护简单可靠、完全依靠选择动作时间来获得选择性，上、下级的选择性配合比较容易、时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。这种保护方式一般应用在电力系统中变配电所，作为10kV出线开关的电流保护。

３.定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。

４.动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。为此必须满足以下两个条件：

（1）在正常情况下，出现最大负荷电流时（即电动机的启动和自启动电流，以及用户负荷的突增和线路中出现的尖峰电流等）不应动作。即：

Idz＞Ifh.max

式中Idz：过电流保护继电器的一次动作电流；Ifh.max：最大负荷电流

（2）保护装置在外部故障切除后应能可靠地返回。因为短路电流消失后，保护装置有可能出现最大负荷电流，为保证选择性，已动作的电流继电器在这时应当返回。因此保护装置的一次返回电流If应大于最大负荷电流Ifh.max。即：

If＞Ifh.max

因此，定时限过电流装置电流继电器的动作电流Idz.j为：

Idz.j=（Kk.Kjx/Kf.Nlh）.Ifh.max

式中Kk：可靠系数，考虑到继电器动作电流的误差和计算误差而设。一般取为1.15～1.25

Kjx——由于继电器接入电流互感器二次侧的方式不同而引入的一个系数。电流互感器为三相完全星形接线和不完全星形接线时Kjx=1；如为三角形接线和两相电流差接线时Kjx=√3

Kf：返回系数，一般小于1；

Nlh：电流互感器的变比。

（三）动作时限的整定原则

为使过电流保护具有一定的选择性，各相临元件的过电流保护应具有不同的动作时间。各级保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的。可是，越靠近电源端线路的阻抗越小，短路电流将越大，而保护的动作时间越长。也就是说过电流保护存在着缺陷。这种缺陷就必须由电流速断保护来弥补不可。

（四）过电流保护的保护范围

过流保护可以保护设备的全部，也可以保护线路的全长，还可以作为相临下一级线路穿越性故障的后备保护。

四、电流速断保护

（一）电流速断保护

电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。

（二）电流速断保护的构成电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。

（三）瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围

瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作。

（四）瞬时电流速断保护的基本原理

瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。

（五）略带时限的电流速断保护

瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速，但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护线路的全长，但动作时限太长。因此，它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样，当下一段线路始端发

生短路时，保护也会起动。为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。

五、三（两）段式过电流保护装置

由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护；略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护；定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护（当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护），还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。

目前在实际应用中，为简化保护配置及整定计算，同时对线路进行可靠而有效的保护，常把瞬时电流速断保护和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。

六、结语

在城市电网10kV配电系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。随着电网规模的发展，为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值。

【参考文献】

[1]崔家佩，孟庆，陈永芳，熊炳辉．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M]．水利电力出版社，1993．

[2]方大千．实用继电保护技术[M]．人民邮民出版社，2003．

[3]吴潮辉．城市配电网规划探讨[N]．华南理工大学学报.