概述10kV配网合环操作对馈线保护的影响

【摘要】10kV配网应用的范围极为广泛，具有综合性和系统性的特点。10kV网络在复杂运行环境容易受到多种因素的影响，时常会产生故障，这就对电力系统的正常运行造成了不利影响。本文就10kV配网合环操作对馈线保护的影响进行了简单的分析。

【关键词】10kV 配网；合环操作；馈线保护；影响

一、引言

10kV配网线路的检修、维护等工作有时候必须要线路停电才能够实施，为了缩小停电范围，缩短用户停电时间，合环与解环很好的解决了这一问题，使得电网供电可靠性得到了保障，大大提高了电网运行的安全性与稳定性。正常方式下10kV电网是以环网结构开环运行，有需要时会合环转电，为了避免合环时的各种因素特别是冲击、稳态电流等对馈线的影响，需要对馈线保护性能进行分析和计算，下面就10kV 配网合环操作对馈线保护的一些影响进行简单的分析。

二、分析合环操作对馈线保护的影响

通常情况下，10kV 馈线保护的三个元件是相间电流保护、零序电流保护和过负荷保护。本小结主要是以整定技术原则和合环转电等值分析计算结果为依据，对合环过程中的冲击和稳态电流可能造成保护元件误动作的影响，还有合环时及合环后保护元件产生的故障等问题进行探讨，并予以解决。

1对10kV 馈线进行保护的整定原则

依据电网继电保护整定计算指导原则，对10kV 馈线保护的整定值如下：

1.1相间电流保护

限时速断保护电流定值为：一次侧3000A，时限300ms。

定时限过流保护电流定值为：1.3In， 时限：900ms。

保护跳闸：一次电流60A，时限1S

1.3超负荷保护

保护发信： 0.9In，时限5S

2馈线保护在断开联络开关中所发挥的成效

10kV 馈线的合环开关在正常运行情况下是断开的，开关两侧的馈线负载电压都是10kV，分别由甲站馈线、乙站馈线提供，在这种情况下发生各类故障，故障电流均来源于甲站、乙站上级系统。在这种故障下，保护元件还能保持其灵活，这就说明整定原则与馈线的保护功能已经达成一致。

3合环对馈线保护的影响

3.1合环冲击电流对馈线保护的影响：

3.2合环稳态电流对馈线保护的影响：

查询相关文献资料知：在均满足ILmax≤3000A及ICTln/ILmax≥0.8的条件下，合环稳态电流不会超过相间电流保护定值，保证相间电流保护不会误动作。

4合环后解环运行对馈线保护的影响

合环后运行解环，此时对10kV 馈线保护的主要影响是：拉长了单馈线供电距离，线路末端故障时馈线保护灵敏度下降，而且馈线负荷增加可能导致过负荷保护动作。

合环后，如果在甲站解环，那么会由乙站电源为整段负荷供电，此时，如果甲站原10kV 馈线故障，那么故障电流是由乙站输出，与合环过程中甲站10kV 馈线故障情况相同。同样，合环后如果在乙站解环，那么会由甲站电源为整段负荷供电，此时，如果乙站原10kV 馈线故障，那么故障电流是由甲站输出，与合环过程中乙站10kV 馈线故障情况相同，这也就是具有等值的特性。

合环后运行解环，如果在甲、乙站为整段负荷供电时发生故障，则甲、乙站馈线开关处测量的故障电流与正常运行方式下相比减小，限时速断保护范围减小，定时限过流保护灵敏度降低，因此就必需要计算末端故障时是否能满足整定原则中关于灵敏度系数Ksen > 1.5的要求。

为了达到保护线路全长的目的，定时限过流保护必须在最不利的情况下，即系统在最小运行方式下线路末端两相短路时（此时流过保护的短路电流最小），具有足够的反应能力，这个能力通常用灵敏度系数Ksen来衡量。在小方式下金属性相间短路故障进行校验相间电流保护的灵敏度，公式如下：

具有金属性质的三相电流计算公式为：

通过两个公式可以得知，在明确等效电势参数的同时，应当掌握系统和馈线两者的抗阻参数，才能够对保护敏捷度进行可靠性的校验。

从某区域内的电网继电保护整定计算平台生成系统的阻抗数据中可以得知，大方式对应系统的阻抗能力小于小方式对应系统的阻抗能力。如下表1所示：

电压等级（kV） 变电站 大方式对应系统阻抗（Ω） 小方式对应系统阻抗（Ω）

110 终端 0.34 0.39

220 终端 0.3 0.35

220 链式 0.4 0.5

表 1. 大、小方式下城区主变电站对应系统的阻抗情况

据有关统计，在该区域，10kV馈线网络中各类型号截面的导线、电缆最长的馈线其阻抗也最大。城区10kV联络系统最大阻抗大约为0.5Ω，馈线最高的总阻抗大约为4.6Ω ；以此参数作为依据，就可以对末端三相金属性故障电流进行计算：

若要使末端相间短路故障时灵敏度系数在小方式下能够符合规程要求，就应使：

通过计算得知，站内出线开关CT一次侧额定电流不得大于914A ，这样就能保证合环后的故障灵敏度高于1.5。

综上得知，进行合环后运行解环时城区的10kV 馈线如果要在末端故障时灵敏度符合规则的需求，就应当保证馈线CT一次侧额定电流小于1000 A。

结束语