10kV线路与用户保护定值配合

江苏启东电网位于电网的末端，35 kV及以上用户变电所只有几座，更多的是10 kV用户变电所。近期新增的10 kV用户很多，有的为开闭所式无保护，有的为完整的变电所模式，这类用户变电所配置了进线总保护、配电变压器保护。有的经一段电缆T接，供给另一个用户变电所，电缆两侧同样有断路器保护。保护层次增加，在10 kV线路保护定值及动作时间已较短的情况下，如何配合，保证在出现故障时可靠、合理地动作跳闸，不越级跳闸是比较棘手的问题。

1 事例分析

　　10 kV线路保护属于最末端保护，一般采用电流瞬时速断、定时速断和定时过流三段式，因上级定值限额的因素，时间只能设置0 s、0.3 s和0.5 s较短的时间。配电变压器低压侧用熔断器作保护，高压侧由断路器保护。线路上的用户变电所，如何与线路保护配合，现说明如下。

2 定值整定

2.1 系统阻抗和短路电流

　　相关数据参考见图1、图2、表1、表2，选择最小方式来校验灵敏度。选择最大方式来分析保护配合性。为便于计算，阻抗均用标么值。要求计算各级母线最大短路电流及阻抗、最小短路电流及阻抗。

　　计算阻抗时因计算量大一直有偏差，参照值定位要正确。表1中规定：500 kVA以上变压器Yy接线的UK％ = 4.5，Yd接线的UK％ = 5，根据设计部门提供的施工图纸，800、1000 kVA Dy11接线组别的UK％ = 4.5。

2.2 定值的整定

　　启亚船务的所用保护定值整定，原则上要求均与大同线定值配合，大同线定值为1746 A/29.1 A/0 s、924 A/15.4 A/0.3 s和440 A/7.33 A/0.5 s。原TA变比200/5，配变容量已升至10790 kVA，额定电流623 A，按负荷率40%计算，TA已过载， LGJ-120的线径可承载380 A，向生技部建议更改TA为300/5，可增加过流定值由280 A增加到440 A。启亚船务#1、#2变电所定值相同的有#1配电变压器与#2配电变压器、112出线与#2变电所113进线、#2变电所#1配电变压器与#2配电变压器。

2.2.1 启亚船务#2变电所

　　1000 kVA（57.5 A）配电变压器容量≥800 kVA，装设瓦斯保护、重瓦斯投跳闸、轻瓦斯、过负荷投信号告警、电流速断和定时过流。因10 kV出线保护时间为0.5 s，用户过流时间只能为0.3 s，定时速断已无法设置，TA变比75/5。

　　电流速断：按躲过配电变压器低压侧故障及励磁涌流。

　　最小灵敏度校验：Km = Ik(2)/Idz = 775/645 = 1.20，101、102断路器TA出口至配变所两相间故障有足够的灵敏度，可靠动作。

定时过流：按躲过最大负荷电流，

灵敏度校验：Km = Ik(2)/Idz = 169/120 = 1.41。

2.2.2 启亚船务#1变电所

　　出线112线保护：电缆较短，与#2变电所进线113线保护整定相同。TA 200/5，配电流速断和定时过流两段式保护，过负荷告警，重合闸停用。

　　电流速断：躲过配变低压侧故障和励磁涌流，且与配电变压器速断配合。

Km = Ik(2)/Idz = 781/847 = 0.922

定时过流：躲过最大负荷电流

Km = Ik(2)/Idz = Km = 781/250 = 3.12

过负荷告警：Idj = 3.366 A，Idz = 135 A，t = 9 s

800 kVA（46.19 A）配电变压器电流速断按躲过配变压器低压侧故障及励磁涌流；定时过流按躲过最大负荷电流

Km = Ik(2)/Idz = 160/108 = 1.48

　　总进线111线保护：TA 400/5，电流速断和定时过流保护，过负荷告警，重合闸停用。

　　电流速断：躲过配变低压侧故障和励磁涌流。从以上计算中可比较#1变电所与#2变电所配变低压侧最大短路电流，选择的是#2变电所两台配变并列运行时的总短路电流。

3 保护间配合解析

　　根据以上计算值画出定值配置图，见图2，从图中每级的定值解析保护间不配合性。

　　大同线与进线111断路器间： 瞬时速断配合，但111断路器的速断灵敏度仅0.89，因保证配电变压器低压侧故障不越级跳闸，速断定值抬高，失去了灵敏性。定时过流不配，大同线过流保护已伸入启亚船务内部，启亚船务10 kV母线故障，最小短路电流781 A，而定值分别为400 A和438 A，时间均为0.5 s。进线111断路器定时过流时间不能压缩到0.3 s，因还有下级配电变压器过流保护，均要作用于跳闸，故障隔离后，大同线用重合闸弥补恢复供电，但启亚船务备用#1、#2变电所均失电。

　　111断路器与#1变电所配电变压器间：速断配合，111断路器速断灵敏度偏低。定时过流时间为0.5 s与0.3 s，仍是无时间级差。配电变压器故障，进线会越级跳闸。

111断路器与112、113断路器间：速断不配合，#2变电所10 kV及配电变压器故障，三级保护均动作跳闸，#1、#2变电所全部失电。如果111断路器保护停用，启亚船务故障，大同线跳闸，重合不成，停电面积扩大，不可龋如果112、113断路器保护停用，#2变电所故障，111断路器跳闸，启亚船务全部