第一篇：城市電網10kV配電系統繼電保護的分析探討論文

【摘要】文章介紹了城市電網10kV配電系統在電力系統中的重要位置及城市電網10kV配電系統繼電保護的基本類型，著重介紹了幾種目前國內常用的電流保護：反時限過電流保護、定時限過電流保護、電流速斷保護，并分析了各類保護裝置的基本構成、保護范圍、動作原理、配合方法、優缺點，給出了詳細的整定計算過程。

【關鍵詞】配電系統；繼電保護；整定計算

城市電網10kV配電系統是電力系統發電、變電、輸電、配電和用電等五個環節的一個重要組成部分。它能否安全、穩定、可靠地運行，不但直接關系到黨政機關、工礦企業、居民生活用電的暢通，而且涉及到電力系統能否正常的運行。

一、城市電網10kV配電系統在電力系統中的重要位置

城市電網10kV配電系統由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不能完全避免的。在電力系統中的任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響。例如，當系統中的某工礦企業的設備發生短路事故時，由于短路電流的熱效應和電動力效應，往往造成電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統的穩定運行遭到破壞。為了確保城市電網10kV配電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置。

二、城市電網10kV配電系統繼電保護的基本類型

城市電網10kV系統中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發生，來達到提高系統運行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。

可以想象，在10kV系統中利用熔斷器去完成上述任務是不能滿足要求的。因為熔斷器的安秒特性不甚完善，熄滅高壓電路中強烈電弧的能力不足，甚至有使故障進一步擴大的可能；同時還延長了停電的歷時。只有采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10kV系統中的繼電保護裝置就成了供電系統能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。

在電力系統中利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。如在城市電網10kV配電系統中應用最為廣泛的是反映電流變化的電流保護：有定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等，還有既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護；利用故障接地線路的電容電流大于非故障接地線路的電容電流來選擇接地線路，一般均作用于發信號，在部分發達城市因電容電流較大10kV配網系統采用中性點直接接地的運行方式，此時零序電流保護直接作用于跳閘。

三、幾種常用電流保護的分析

（一）反時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。這種保護方式目前主要應用于一般用戶端的進線開關處保護，不推薦使用在變電站10kV出線開關處。

（二）定時限過電流保護

１.定時限過電流保護。繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。

２.繼電器的構成。定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼電器根據計算后獲取的參數來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在電力系統中變配電所，作為10kV出線開關的電流保護。

３.定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。

４.動作電流的整定計算。過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。為此必須滿足以下兩個條件：

（1）在正常情況下，出現最大負荷電流時（即電動機的啟動和自啟動電流，以及用戶負荷的突增和線路中出現的尖峰電流等）不應動作。即：

Idz＞Ifh.max

式中Idz：過電流保護繼電器的一次動作電流；Ifh.max：最大負荷電流

（2）保護裝置在外部故障切除后應能可靠地返回。因為短路電流消失后，保護裝置有可能出現最大負荷電流，為保證選擇性，已動作的電流繼電器在這時應當返回。因此保護裝置的一次返回電流If應大于最大負荷電流Ifh.max。即：

If＞Ifh.max

因此，定時限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j為：

Idz.j=（Kk.Kjx/Kf.Nlh）.Ifh.max

式中Kk：可靠系數，考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差而設。一般取為1.15～1.25

Kjx——由于繼電器接入電流互感器二次側的方式不同而引入的一個系數。電流互感器為三相完全星形接線和不完全星形接線時Kjx=1；如為三角形接線和兩相電流差接線時Kjx=√3

Kf：返回系數，一般小于1；

Nlh：電流互感器的變比。

（三）動作時限的整定原則

為使過電流保護具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護應具有不同的動作時間。各級保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的?？墒牵娇拷娫炊司€路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護的動作時間越長。也就是說過電流保護存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護來彌補不可。

（四）過電流保護的保護范圍

過流保護可以保護設備的全部，也可以保護線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護。

四、電流速斷保護

（一）電流速斷保護

電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續時間，防止事故擴大。電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。

（二）電流速斷保護的構成電流速斷保護是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般不需要時間繼電器。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。

（三）瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍

瞬時電流速斷保護與過電流保護的區別，在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。當在被保護線路外部發生短路時，它不會動作。

（四）瞬時電流速斷保護的基本原理

瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。

（五）略帶時限的電流速斷保護

瞬時電流速斷保護最大的優點是動作迅速，但只能保護線路的首端。而定時限過電流保護雖能保護線路的全長，但動作時限太長。因此，它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當下一段線路始端發

生短路時，保護也會起動。為了保證選擇性的要求，須使其動作時限比下一段線路的瞬時電流速斷保護大一個時限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時電流速斷保護的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。

五、三（兩）段式過電流保護裝置

由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。

目前在實際應用中，為簡化保護配置及整定計算，同時對線路進行可靠而有效的保護，常把瞬時電流速斷保護和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。

六、結語

在城市電網10kV配電系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。隨著電網規模的發展，為了確保10KV供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置并準確整定各項相關定值。

【參考文獻】

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[3]吳潮輝．城市配電網規劃探討[N]．華南理工大學學報.

第二篇：城市10kV配電系統供電可靠性分析

城市10kV配電系統供電可靠性分析

摘要：供電的可靠性是創建一流供電企業的基本保障，本研究對城市10KV配電系統供電可靠性進行了充分的分析，總結了影響供電可靠性的主要因素及其有效的改進方法，通過科學的改善措施，是我國城市的供電可靠性達到世界先進水平。關鍵詞：10KV配電系統；供電可靠性；原因分析

配電系統可靠性就是指直接向用戶供電和配電的系統對廣大用戶的供電能力的可靠性。供電可靠性直觀的體現了供電系統的供電能力，是衡量一個供電企業技術和水平的重要標準，也是衡量一個供電企業對用戶供電能力的重要經濟指標，同時也反映出一個城市的總體經濟發展水平。隨著生活環境的不斷改善，人們對供電系統提出了更高的要求，這不僅是用戶的希望，同時也是供電企業所要追求的目標。近幾年來的電網改造讓城市供電可靠性有了很大的改觀，但距離我們的要求還遠遠不夠，本研究針對供電系統可靠性存在的問題原因進行了分析，并提出了一些可供參考的改進措施。

1.影響配電系統供電可靠性的原因分析

1.1．10KV配電系統的預停電時間過長

目前很多城市配電網架等結構薄弱，設施、電源點等都需要改造，由于這些配網基建、技改大修、業擴等工程的增多，就造就了很多的預安排停電，預停電期間，檢修按時計劃性很弱，對于停電后的綜合管理和計劃性不強，管理的力度和制度也不夠，使得設備在改造或者檢修期間的時間過長，或者超過了預期的計劃時間，造成了大范圍的停電，在預停電之前的準備工作也不夠充分，施工的進度慢，施工人員準備也不夠充分，這些都無形當中增加了用戶停電的時間。

1.2．10KV配電系統的故障停電較多

由于施工人員的技術水平不高或者設計標準及操作技術不到位就進行施工，造成很多設備在運轉初始就是存在安全隱患的。在設備運行的過程當中，設備的維護管理也不到位，這些安全隱患在運轉的時期也不易被發現和消除，嚴重影響了供電系統的可靠性。這種故障停電成為了影響供電可靠性的其中一個最主要的原因。另外，外力破壞也是造成供電故障的主要原因之一，例如：樹木破壞、氣候因素、用戶影響等。

1.3．配電供電系統的管理存在問題

城市是供電需求較大的地區，不僅用戶需求大，還需要長期連續的供電，離開電力資源，城市就會變為半癱瘓狀態，相比較之下，農村的用電相對較少，對電力的依賴性也較低，這就使得很多領導對城市的供電過于重視，而對農村的供電不夠重視的現狀。另一方面，由于很多電力系統的人員的個人技術能力不足，管理模式相對落后，對供電可靠性的重視程度不夠，沒有一個清楚的認識，也沒有采取定期的培訓和指導，也不愿意改變和創新，一些專職的技術人員相對欠缺，因此對供電企業供電可靠性的管理力度不夠，技術跟不上，管理水平上不去，更是無法有效的指導和帶領供電系統開展一些活動，因此，沒有一個健全的供電可靠性的機構或者組織。

1.4．配電供電系統的供電能力有限

影響供電系統的可靠性的其中一個因素是供電系統的供電能力有限。受下達指標的限制，為了應對錯峰避谷的措施，出現了電力供應缺口，為了確保電網的正常運轉，就必須在電力供應缺口出現的時候采取臨時的限電手段，來確保電力系統的正常運行，這也就形成了影響城市配電系統的可靠性因素之一。

2.改進配電系統供電可靠性的有效措施

2.1．加快電網的改造工程，減少預停電時間

為了減少預停電的時間，必須在停電之前對每一個環節有所計劃，對每一次臨時停電嚴格把關，充分調動各供電所、援建單位等施工成員，組織施工時可以聯合起來，事先準備好方案，保證不拖延預停電的時間，及時完成任務。對于停電和恢復電的過程也可以進行優化，各供電所在計劃停電之前和送電之前要及時完成相關手續的辦理，以減少不必要的耽誤時間。對于需要轉供電操作的，需要嚴格執行相關規定，縮短操作時間。有一些可以帶電作業的，盡量在保證安全的前提下，提倡帶電作業，推廣10KV帶電作業，強化管理水平，盡可能的減少停電施工，有條件的盡可能進行不停電檢修。也可以利用技術水平的提高來縮短檢修的時間，提高工作質量和效率，加大考核力度，提高工作人員努力改進的積極性。目前，我國在很多地區開展了檢修、預試、業擴增容綜合停電工作,在某種程度上,可以避免部分重復停電,但也是歷年不可避免的因素。

2.2．合理改善供電系統的綜合檢修能力，減少故障停電

對于供電系統的設施要進行抽查，監督配電系統的工作水平。根據設備缺陷管理制度要求進行管理，及時查出設備的缺陷，及時處理，確保緊急、重大缺陷消除率達到百分之百，一般的缺陷達到八成以上。及時對線路設備開展檢測工作，尤其是在用電高峰期到來之前，必須開展預測量工作，并根據實際情況及時采取相應的措施。對于10KV線路的通道周圍要及時清障，以免造成樹木等造成的故障停電。做好線路防風加固工程，對于有安全隱患的障礙物及時清除和躲避，改造不合理的線路，以提高抗風能力，減小氣候因素對故障停電的影響。完善故障查找機制，及時準確的對故障發生的地方進行定位，并第一時間找出故障的原因，及時整改，并且制訂防范措施，防止故障的二次發生。對于可能產生故障的地區，要及時進行故障演練，不斷的優化處理方案。加強計劃管理，提高綜合檢修的能

力，保證設備運行的可靠性。

2.3．加強配供電系統的管理水平，提高作業人員的工作能力

配電網的運行及有效管理是供電系統可靠性的重要保障手段。對此要加強管理，對于預停電的安排要及時有效，合理快速。對于故障停電，則要有效避免，完善機制。條件成熟的時候，當盡力完成不停電的保證。優化停電作業流程，通過精細的管理，加強對停電期間的控制，以減少停電時間。強化用電監察的作用，強化設備的技術監督，避免發生故障停電。在強化供電系統管理的同時，還要提高作業人員的工作能力。要定期的對有關技術人員和管理人員進行知識和業務的培訓，對于這些人員還要進行定期的指導和技術的更新，開展業務水平和知識水平的考核制度，讓工作人員都能主動自覺的學習，調動他們工作和學習的積極性。通過這種理論知識的培訓和學習，在實踐中將不斷提高供電系統的可靠性。不光是對人員的管理，對于設備也要進行管理，讓技術人員運用自己的業務知識對設備進行檢修和管理，進一步提高了供電系統的可靠性。

2.4．提高配供電系統的供電能力

隨著科學技術的不斷發展，城市的供電水平也在不斷進步。我國應當及時改造落后的設備，運用先進的技術水平，提高我國供電系統的供電能力，這樣就能有效的減少故障停電和預安排停電的次數，同時還能大大的縮小停電的范圍。這些新技術的運行，也大大降低了線路運行的故障率。

3.結語

隨著我國社會經濟和技術突飛猛進的發展，我國用戶對于配供電系統的要求也越來越高，提高供電系統的供電可靠性是群眾的呼聲，也是我國供電企業的必經之路。通過對電網的改造和不斷建設，供電的可靠性也在不斷的提高，不斷的為我國用戶帶來了科學、安全、可靠的電力資源。但是，提高供電可靠性不是短時間的任務，它需要不斷的完善下去，是需要長期堅持的，因此，我們要與時俱進，不斷的進行設備改造，加強管理，繼續為用戶提供完善的電力服務，為社會的發展提供電力保障。

參考文獻：

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第三篇：電網配電變壓器的故障分析和預防措施

電網配電變壓器的故障分析和預防措施

摘要：在電力系統中，配電變壓器占據著至關重要的地位，其安全運行直接關系到配電線路的供電可靠性。一旦出現故障，將直接影響電網安全經濟運行，給人民群眾的正常生活帶來損失。本文分析了電網配電變壓器的故障原因，探討了電網配電變壓器的預防措施。

關鍵詞：電網配電變壓器；故障原因；預防措施

配電變壓器是電力主體設備，隨著系統容量和電網規模的擴大，配電變壓器故障給電網安全經濟運行帶來的影響越來越大。為確保其穩定運行，最基礎的工作就是做好日常檢查和檢測，對變壓器常見故障現象做出正確判斷分析，并及時采取針對性的運行和檢修預防措施，有著至關重要的作用。

一、電網配電變壓器的故障原因

1.繞組故障

電配電變壓器在長期過載運行的情況下，由于部分低壓線路維護不到位，使繞阻發熱使絕緣逐漸老化，容易造成匝間短路、相間短路或對地短故障的發生。發生短路時變壓器的電流超過額定電流幾倍甚至幾十倍，線圈溫度迅速升高，導致絕緣老化，同時繞組受到較大電磁力矩作用，發生移位或變形，絕緣材料形成碎片狀脫落，使線體裸露而造成匝間短路。銅、鋁線質量不好，形成局部過熱，線圈絕緣受潮，系統短路使繞組造成的機械損傷，沖擊電流造成的機械損傷等當繞阻焊接不良，在大電流過熱及內部匝間短路引起的電動力作用下，會引起繞阻引線斷裂造成事故擴大。

2.過電壓

配電變壓器按規定要求必須在高、低壓側安裝合格的避雷器，以降低雷電過電壓、鐵磁諧振過電壓對變壓器高低壓線圈或套管的危害。主要有以下原因造成配電變壓器過電壓而損壞：①避雷器安裝試驗不符合要求，安裝避雷器一般是三只避雷器只有一點接地，在長期運行中由于年久失修、風吹雨打造成嚴重銹蝕，氣候變化及其它特殊情況造成接地點斷開或接觸不良，當遇有雷電過電壓或系統諧振過 電壓時，由于不能及時對大地進行泄流降壓因而擊穿變壓器；②只重視變壓器高壓側避雷器的安裝試驗，而輕視低壓側避雷器的安裝試驗，因變壓器低壓側不安裝避雷器，在變壓器低壓側遭雷擊時，產生逆變對變壓器高壓側線圈進行沖擊的同時，低壓側線圈也有損壞的可能。

3.分接開關

（1）分接開關裸露受潮。由于將軍帽、套管、分接開關、端蓋、油閥等處滲漏油，使分接開關長期裸露在空氣中，又因為配電變壓器的油標指示設在油枕中部，變壓器在運行中產生的碳化物受熱后又產生油焦等物質，容易將油標呼吸孔堵塞，少量的變壓器油留在油標內，在負荷、環境溫度變化時，油標管內的油位不變化，所以不容易被及時發現。

（2）高溫過熱。正常運行中的變壓器分接開關，長期浸在高于常溫的油中，會引起分接開關觸頭出現碳膜和油垢，引起觸頭發熱，觸頭發熱后又使彈簧壓力降低或出現零件變形等情況，又加劇了觸頭發熱，從而引起電弧短路，燒壞變壓器。

（3）本身缺陷。分接開關的質量差，存在結構不合理、壓力不夠、接觸不可靠、外部字輪位置與內部實際位置不完 一致等問題，引起動、靜觸頭不完全接觸，錯位的動、靜觸頭使兩抽頭之間的絕緣距離變小，引發相間短路或對地放電。

（4）人為原因。有的電工對無載調壓開關的原理不清楚，經常調壓不正確或不到位，導致動、靜觸頭部分接觸或錯位。

4.二次側短路

當電網配電變壓器發生二次側短路、接地等故障時，二次側將產生高于額定電流 20～30倍的短路電流，變壓器一次側必然要產生很大的電流來抵消二次側短路 電流的消磁作用，大電流在一方面使變壓器線圈內部將產生巨大機械應力，致使 圈壓縮，主副絕緣松動脫落、線圈變形。另一方面由于短路電流的存在，導致一、二次線圈溫度急劇升高，此時如果一、二次保險選擇不當或使用鋁銅絲代替，可能很快使變壓器線圈燒毀。

二、電網配電變壓器的預防措施

1.做好運行前的檢查測試

電網配電變壓器投運前必須進行現場檢測，1O00V和2500V兆歐表測量變壓器的一、二次繞組對地絕緣電阻（測量時，非被測量繞組接地），以及一、二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測量時的環境溫度。絕緣電阻的允許值沒有硬性規定，但應與歷史情況或原始數據相比較，不低于出廠值的70%（當被測變壓器的溫度與制造廠試驗時的溫度不同時，應換算到同一溫度再進行比較）。

2.認真檢查繞組

（1）匝間短路，吊心檢查，匝間短路處絕緣呈黑焦狀；測繞組直流電阻，三相電阻不平衡，短路相電阻小；在低壓繞組上施加10～20%的額定電壓試驗，損壞點會冒煙。一般在后天運行中匝間短路較少，因此應對新投運變壓器應加強聲音及電壓電流檢查，提早發現并處理。

（2）繞組對地短路，用搖表測量繞組對地絕緣電阻，如阻值為零或接近零則為接地相。吊心檢查有無雜物，繞組與鐵心間的絕緣套管、絕緣紙板有無損壞，繞組是否變形。試驗油的擊穿電壓值是否合格，應正確用保險絲的容量、接地電阻合格，定期緊固密封螺栓。

（3）相間短路，吊心外觀檢查，相間短路處絕緣呈黑焦狀；測繞組絕緣電阻，相間阻值為零或接近零；測量繞組直流電阻和變壓比，與出廠值和以往測量記錄做比較，即可判斷出繞組的損壞情況

3.合理配置避雷器，防止過電壓

（1）在配電變高壓側安裝HY5WS-17/50 型氧化鋅避雷器。在配變低壓側配電柜（箱）內裝設HYI5W-0.28/1.3 型低壓金屬氧化物避雷器，這樣能有效防止低壓側線路落雷時，產生的正變換波對配變的影響，從而起到保護配變及其總計量裝置的作用。

（2）在配變的高壓側進線和低壓側出線第一、二、三基桿上的絕緣子鐵腳進行接地。當雷擊在該線路上時，雷電入侵波便通過這些絕緣子鐵撞圈腳接地絕緣薄弱點而引入大地，使進入配變繞組的過電壓幅值和陡度大大降低，起到削波減壓作用。

（3）降低桿塔的接地電阻，特別是有變壓器及避雷器的桿塔的接地電阻。一般而言，可以采用復合接地網來做，水平接地體在土壤中埋深0.6～0.8m，而垂直接地體則在水平接地體基礎上打入地中，深度一般2.5m，水平接地體一般采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50mm×50mm×5mm的熱鍍鋅角鋼，接地引上線采10mm 圓鋼或40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼（推薦采用扁鋼接地）。

4.正確調節分接開關

變壓器分接開關的選擇開關，雖然在調壓過程 中不參與切斷負荷電流，但每一 次切換選擇，要求動、靜觸頭都必須可靠接觸，且接觸的壓力和面積滿足通過負荷電流的要求，故應采取如下步驟進行：無載調壓時，先將變壓器停運，測量一次繞組的直流電阻并做好記錄；打開分接開關罩，檢查檢查分接開關的檔位，扭動分接開關把手至所需的調整的檔位，測量分接開關變擋后一次繞組的直流電阻并做好記錄，對比兩次測量結果并檢查回路的完整性和三相電阻的均一性，檢查分接開關位置的正確性后并鎖緊，記錄分接開關變換情況，合格后恢復供電并測量變壓器低壓側電壓。

5.加強高低壓引線連接工藝

①加強巡視檢查，如發現引線接觸不良，及時緊固；②采用正確的連接工藝，如采用并帽法連接、銅鋁過渡連接、壓接，搪錫涂導電膏等措施；③采用新型線夾（接線端子），以增加接觸面，降低接觸電阻；④避免或減少過載運行，營造好的散熱環境等；⑤導電桿通過電流達200A 時，最直接方法，就是配變引線連接螺絲的引線加裝固定支架，確保安全距離。

總之，隨著設備管理標準化的不斷提高，對配電變壓器的運行提出了高標準、嚴要求的運行準則。因此，電網配電變壓器的故障問題能否得到及時、徹底的處理，也逐步成為衡量一個電力企業設備管理的重要技術指標。

參考文獻：

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第四篇：淺談10kV配電系統繼電保護配置及整定計算

淺談10kV配電系統繼電保護配置及整定計算

摘 要:10kV配電系統廣泛地應用在城鎮和鄉村的用電中，但在繼電保護配置及定值計算方面往往不完善，常發生故障時斷路器拒動或越級跳閘，影響單位用電和系統安全，因此完善配置10kV配電系統的保護及正確計算定值十分重要。文中主要介紹10kV配電系統的保護配置及定值計算方法。

關鍵詞:10kV配電系統；繼電保護配置；整定計算

一、10kV配電系統的保護配置情況

大部分工廠企業及居民小區用電是10kV供電，并設置配電房，一般情況下一個配電房安裝一臺或二臺10kV/400V的配電變壓器，用380V/220V電壓供用戶用電，一次系統接線圖，如圖1。

用電單位的保護配置存在下面幾種情況：

1.10kV配電房單臺變壓器容量小于800kVA時，為了簡化和節省費用，10kV側往往只裝環網柜，內配設負荷開關和熔斷器，不裝設斷路器和繼電保護裝置，所以當發生短路故障時，只能靠熔斷器熔斷來保護變壓器。這種配置的缺點，一是變壓器沒有過載保護；二是熔斷器熔斷電流有分散性、時限不穩定，容易發生越級跳閘，造成停電擴大。

2.當變壓器單臺容量大于800kVA及以上時，10kV側開關柜內均裝設斷路器并配置繼電保護裝置，配置保護的型式有兩種：

①裝設GL-10系列反時限過電流繼電器，構成過電流保護，電流定值可以從端子上做階梯狀調節，缺點是時限調節誤差較大，構成上下級保護時限配合難度大。②裝設微機保護比較完善，具有過負荷保護信號、過電流保護和速斷保護作用跳閘，保護定值和時間調整比較精確和方便，建議推廣選用。

3.有些10kV專線工業用戶，主要用電負載是高壓電動機，如軋鋼和穿孔行業，其高壓電動機容量較大，有的達2500kW及以上。在生產過程中，經常會連續不斷地發生電動機短時（1～2s）的過載，因過載有隨機性，所以過電流保護常因定值及時限配合不當使上一級即變電所出線開關(如圖1中B1)跳閘，造成整條10kV線路停電。如某鋼鐵企業一臺2500kW軋鋼電動機在軋鋼過程中，10kV側瞬間最大尖峰電流高達800A以上，遠超過該線路變電所開關處的過流保護定值和時限。電力部門只好根據用戶生產的特點，調整保護定值和時限，以保證用戶用電的安全可靠。有的用戶使用大容量冷凍機，其10kV電動機容量達500～1000kW，起動電流經限流后仍達到3.5倍額定電流。過電流保護的起動電流和時限也要現場試驗確定。

所以對于10kV配電系統，應根據不同容量和不同用電負載性質來選配保護裝置和進行定值計算。

二、10kV饋電線路保護配置

對10kV饋電線路，在變電所內的出線開關B1處一般裝設微機型三階段式電流相間保護裝置，即過電流保護、限時電流速斷保護和電流速斷保護：

1.過電流保護：動作電流應大于線路上可能出現的最大負載電流，要考慮外部故障切除后電壓恢復，電動機自起動及短時過載，電流繼電器能可靠返回等因素，其二次動作電流Idz為：

如果不考慮電動機自起動因素，其二次動作電流為：

式中：Kk—可靠系數，1.15～1.25,（一般取1.20）

（根據電動機的容量大小及啟動方式一般取1.5～3）Kzd—電動機自起動系數，Kh—電流繼電器的返回系數，0.85 KT—電流繼電器的變比

Ie MAX—線路最大負荷

電流保護時限取0.6～0.8s，保護范圍為整條10kV饋電線路長度并延伸到下一級。當出現有電動機短時過載的情況時，過電流保護定值可參照前式計算。2.限時電流速斷保護：應保護線路全長的100%，動作電流取小于該線路末端二相短路電流值，時限比過電流保護小一個△t=0.3s。一般可取0.3～0.5s。二次動作電流

(3/2)?5500 Idz?..（Z系統小?Z線路）?Kk?KtZ.系統小—整個系統在最小運行方式下的阻抗標幺值

Z.線路—10kV饋電線路全長的阻抗標幺值，如架空線路等于0.4Ω/km×Lkm×(100/10.52),如電纜線路等于0.08Ω/km×LKM×(100/10.52)

5500—基準容量100MVA下，10.5kV系統基準線電流。Kk—可靠系數，一般取1.5左右KT—電流互感器的變比3.電流速斷保護：動作電流大于下一條線路始端短路時的最大短路電流整定。約保護線路全長的30%～50%，為速動動作。動作時間稍大于避雷器的放電時間，一般可整定于0.1～0.15s。二次動作電流：1.3～1.5—可靠系數5500—100MVA下，10.5kV時的基準線電流Z*系統大—系統在最大運行方式下的阻抗標幺值Z*線路—10kV饋電線路全長的阻抗標幺值，等于，如電纜線路前面用0.08Ω/km（公式里改成km）KT—電流互感器的變比規劃設計與施工40中國水能及電氣化2009.104.三階段式電流保護的時間配合：t過電流＞t限時速斷＞t速斷同時還要滿足：tB1過電流＞tB2過電流＞tB3過電流及tB4過電流

三、用戶10kV配電變壓器保護配置一般用戶單臺配電變壓器在10kV側開關B3（B4同）處裝設保護為：1.過負荷保護：二次動作電流Idz應躲開變壓器的最大負荷電流Ie MAX。時限選擇應大于瞬時過載時間，避免短時過載時發信號。Kk—可靠系數1.05Kh—返回系數0.85t＝５～９s，發告警信號Ie MAX應根據變壓器過載原則確定的最大負荷電流2.過電流保護：防御低壓側（400V側）發生相間短路引起變壓器的過電流。一般避開最大負荷電流就可以了。二次動作電流Kk=1.25—可靠系數保護時限t=0.5s，保護動作時斷開變壓器兩端電源開關，保護范圍為變壓器高低壓線圈，400V系統大部分，如果負載有出現象上述軋鋼電動機短時過載那樣的情況，應把定值和時限適當放大，避免正常運行時發生跳閘。3.電流速斷保護：作為變壓器內部故障的主保護，整定值應大于400V出線母線短路電流，僅保護變壓器的內部大部分，和變壓器瓦斯保護配合。二次動作電流保護時限t=0s，斷開配變二端電源開關Kk=1.3～1.5—可靠系數5500A—100MVA下10.5kV時的基準線電流。Z*系統大由電力部門提供Z*線路=Zo×L×（100/U 2e）Z*配變=UK/SeZo—每公里電抗數當10kV架空線路時為0.4Ω/km當電纜線路時為0.08Ω/kmL—長度（公里）Ue—額定線電壓（kV）Se—配變額定容量（MVA）KT—電流互感器的變比4.瓦斯保護：是變壓器內部故障的主保護。一般800kVA及以上的充油變壓器都裝設瓦斯保護，干式變壓器沒有瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是瓦斯繼電器，分重瓦斯保護和輕瓦斯保護。重瓦斯保護：當變壓器內部發生線卷短路及單相接地時產生電弧及大量氣體，使油流速增大情況下繼電器動作，作用于跳閘。輕瓦斯保護：由于變壓器油內積存空氣，及發生輕微故障產生氣體時，輕瓦斯保護動作，作用于報警。

四、用戶10kV配電房保護配置及整定計算案例某用戶的10kV配電房一次系統接線圖，如圖2。1.已知參數1#變壓器(SG-10)：1600kVA，10kV/400V，Uu%=6.09%。2#變壓器未安裝。在10kV進線控制柜H1和主變控制柜H4均裝設SEPAM S20綜合微機保護裝置。H1柜CT變比300/5，H4柜CT變比150/5。10kV進線電纜YJV-223×240，1km。經計算系統至變電所10kV母線處阻抗為：Z*系大=0.37418，Z*系小=0.4258。變電所出線饋電線路過電流保護時限0.8s。2.變壓器控制柜H4（H3同）保護計算：(1)過流保護：（1600kVA一次電流Ie=92.4A）41圖 12k0V系統接線圖取T=0.2～0.3s如果考慮電動機自起動因素或短時過載，其動作電流還需乘以電動機自起動系數Kzq(一般Kzq取1.5～3)Kk—可靠系數1.25Kh—返回系數0.85KT—電流互感器的變比150/5=30(2）速斷保護：主變阻抗：電纜長度：1km，YJV-22 3×240電纜阻抗：（下轉第52頁）規劃設計與施工52中國水能及電氣化2009.10片進行銅鋁過渡搭接，鋁排50℃持續工作環境長期允許載流量為：Ixu=K2×K0×I=1.13×0.66635×2613=1967.5A兩臺水輪機組額定負荷、額定電壓、額定功率因數并列運行時候的電流：Ig=2×Ie=2×916.4=1832.8A根據以上計算得出：Ixu＞Ig鋁排在機組帶額定負荷、額定功率因數下的允許最高溫升：Ig=K0×I即1832.8=0.149×（70－T）1/2×2613T=47.87℃根據以上計算結果，結合巨型鋁母線長期允許工作溫度＋70℃，集膚效應系數小、散熱條件好，排除鋁排因溫升變化引起的風動效應而產生的雜音。因大電流母線的周圍空間存在著強大的交變磁場，對于其中的鋼鐵結構母線橋架、吊架、絕緣子的金具、支持母線結構的鋼梁、防護罩、混凝土中的鋼筋及接地網，由于渦流和滯損耗而發熱；同時在鐵出線母線橋構成閉合磁路，感應產生環流而加劇發熱，使得母線橋架的損耗和發熱隨著出線母線工作電流的增加而急劇增大，現場表現為母線橋架外表的溫度和電流雜音隨負荷電流的增加而加大，根據這些特征判定出線母線橋架出現的現象為環流引起的現象。

三、故障處理依據分析、判斷,故障為環流引起的電流雜音和溫升現象，將母線橋架一面采用非磁性材料鋁柵代替原來的鐵皮密封面板，同時將固定吊架與橋架用絕緣橡膠隔離，加強吊架的引接接地，實行人為斷開原鐵出線母線橋架閉合回路，隔斷閉合磁路，阻斷感應電流的產生。這一系列技術措施實施后，將機組總負荷從零逐步升到額定負荷16000kW，反復多次運行試驗，原電流雜音消除，測量橋架外最高溫度為38℃，出線母線橋架原故障現象消除，設備運行至今一年未發現原來的現象，保障設備的安全運行。參考文獻：【1】戈東方等，電力工程電氣設計手冊：北京水利水電出版社，1989.（上接第41頁）系統阻抗：Z*系大=0.37418取T=0.05～0.1sKk—可靠系數1.4(3)過負荷保護：取T=5～9s3.進線控制柜H1保護計算：由于2#變壓器未安裝，所以H1柜可與H4柜整定相同，但時間應取大一些。(1)過流保護（不考慮電動機自起動因素）：t=0.5～0.6s(2)速斷保護：Idzj進線=7700/(4.1972×60)=30.6At=0.15～0.2s如果2#變壓器已安裝，應按1#、2#變壓器的總容量來計算整定值。

第五篇：10kv配電系統繼電保護常用方案及整定計算

10KV配電系統繼電保護常用方案及整定計算

為保證選擇性、可靠性，從區域站10KV出線、開關站10KV進出線均選用定時限速斷、定時限過流。保

護配置及保護時間設定。

一、整定計算原則：

1.需符合《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》GB50062-92等相關國家標準。

2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應嚴格保障。

二、整定計算用系統運行方式：

1.按《城市電力網規劃設計導則》（能源電[1993]228號）第4.7.1條和4.7.2條：為了取得合理的經濟效益，城網各級電壓的短路容量應該從網絡的設計、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運行方式等方面進行控制，使各級電壓斷路器的開斷電流以及設備的動熱穩定電流得到配合，該導則推薦10KV短路電流宜為Ik≤16KA，為提高供電可靠性、簡化保護、限制短路電流，110KV站兩臺變壓器采用分列運行方式，高低壓側分段開關均采用備用電源自動投入。

2.系統最大運行方式：110KV系統由一條110KV系統阻抗小的電源供電，本計算稱方式1。

3.系統最小運行方式：110KV系統由一條110KV系統阻抗大的電源供電，本計算稱方式2。

4.在無110KV系統阻抗資料的情況時，由于3～35KV系統容量與110KV系統比較相對較小，其各元件阻抗相對較大，則可認為110KV系統網絡容量為無限大，對實際計算無多大影響。

5.本計算：基準容量Sjz=100MVA，10KV基準電壓Ujz=10.5KV，10KV基準電流Ijz=5.5KA。

三、10KV系統保護參數只設一套，按最大運行方式計算定值，按最小運行方式校驗靈敏度（保護范圍末端，靈敏度KL≥1.5，速斷KL≥2，近后備KL≥1.25，遠后備保護KL≥1.2）。

四、短路電流計算：110KV站一臺31.5MVA，10KV 4Km電纜線路（電纜每Km按0.073，架空線每Km按

0.364）=0.073×4=0.29 10KV開關站1000KVA：（至用戶變電所電纜長度只有數十米至數百米，其阻抗小，可忽略不計）。

五、整定計算：

1.開關站出線（10DL）：當變壓器采用過電流而不采用差動保護時，其電源線路較短時，例如電纜長度小于3Km時，采用線路--變壓器組保護裝置（即線路與受電變壓器保護共用）。

A.速斷動作電流：躲過變壓器低壓側最大三相短路電流：t=0S

靈敏度校驗：

B.過流保護動作電流：躲過可能出現的過負荷電流，如干變按Kgh=1.5，如大的風機、水泵等啟動電流，按實際換算到10KV側電流，Kgh可能為1.2、1.3等，微機保護按廠家提供資料，返回系數Kh=0.95。，t=0.3S 靈敏度校驗：

如靈敏度不夠，改為低電壓閉鎖的過電流保護，電流元件按躲開變壓器的額定電流整定，而低電壓閉鎖元件的起動電壓則按照小于正常情況下的最低工作電壓及躲過電動機自起動的條件來整定。

C.對變壓器超溫，瓦斯保護需跳閘者，變壓器高壓側設負荷開關帶分勵脫扣器，作用于跳閘。

2.開關站進線(8DL)：

按規范可不設,本方案設的目的作為出線保護及其相關元件故障如電磁線圈斷路而拒動時的后備保護及3～

10KV母線的保護。

A.限時速斷動作電流:同開關站所有出線的最大一臺變壓器速斷保護相配合,配合系數Kph=1.1，t=0.3S 靈敏度校驗：

B.時限過流動作電流:，t=0.6S 靈敏度校驗：

3.區域站10KV出線(5DL):

A.限時速斷動作電流:同開關站出線(8DL)限時速斷保護相配合,配合系數Kph=1.1,，t=0.4S 靈敏度校驗：

B.時限過流動作電流:躲過線路過負載電流(如大電動機啟動電流,某些實

驗時的沖擊電流等)，t=0.7S 靈敏度校驗：

4.區域站10KV分段開關(2DL):

僅設充電保護,按躲開10KV母線充電時變壓器勵磁涌流,延時t=0.2S動作,充電后保護退出。，t=0.2S 靈敏度校驗：

5.開關站10KV分段開關（7DL）：

同2DL原則，t=0.2S 靈敏度校驗：

6.開關站出線帶2臺及以上變壓器：

A.速斷動作電流：躲過中最大者，t=0S

B.時限過流動作電流：躲過線路過負載電流，t=0.3S。

7.區域站至住宅小區供電線路（單線單環或雙環、開環進行）：

A.限時速斷動作電流：同6.A原則，t=0.4S(同小區變壓器的高壓熔斷器配合）。

B.時限過流動作電流：同6.B原則，t=0.7S（同小區變壓器的高壓熔斷器配合）。

8.區域站主變低壓側開關1DL、3DL: 設過電流保護（作為主變低后備保護，10KV母線保護及出線遠后備保護），其動作電流按躲過主變的最大負荷電流（當一臺主變故障或檢修時的負荷電流及電動機啟動等），對K-2點要求KL≥2,對K-3點要求KL

≥1.2。

保護為一段二時限，第一時限1.1S跳10KV分段開關，第二時限1.5S跳本側開關。

9.關于時間級差說明：

A.對微機保護，開關站△t為0.3S，對區域站為提高可靠性△t為0.4S。

B.對電磁繼電器保護，選精度較好的時間繼電器，△t在開關站，區域站△t均為0.4S。

10.為避免CT飽和，可采用保護與測量CT分開，用不同的變比，如保護用300/5A等。

11.對10KV中性點非直接接地電力網中的單相接地故障：

A.在10KV母線上，裝設接地監視裝置，作用于信號。PT開口三角電壓繼電器整定值：Udz=15V，為避免鐵磁諧振，在開口三角上設一個微機型消諧器。

B.區域站、開關站10KV出線較多，設微機小電流接地信號裝置，可迅速判別某出線單相接地故障（對微機保護，10KV小電流接地選線功能通過各10KV間隔的監控保護實現，無需專門的裝置）。

六、自動裝置設定：

1.10KV架空出線重合閘：動作投入時間1S。

2.備用電源自動投入：

A.區域站10KV分段開關（2DL）自動投入時間：

a.t=110KV橋開關備自投時間+0.4S；

b.t=主變高后備動作時間+0.4S；

c.取a與b的最大值。

B.各開關站10KV分段開關備自投時間=2DL備自投時間+0.4S

C.備自投動作電壓：

工作電源失壓動作電壓：25V(PT二次側電壓）

備用電源監視動作電壓：70V(PT二次側電壓)

七、結束語：本方案經多年運行考驗，符合可靠性、速動性、選擇性、靈敏性四性原則，對區域站，動作時間小于1S，保證了10KV各設備和線路的熱穩定，同反時限過流相比，動作時間準確、誤差小、容易整定、選擇性好。多次動作，未出現誤動情況，保證了供電的可靠性。

參考文獻

1.《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》GB50062-92 2.《城市電力網規劃設計導則》能源電[1993]228號

3.工業與民用配電設計手冊 中國航空工業規劃設計研究院等編第2版