配电网继电保护整定方法优化

1.10kV变电站出线线路保护整定

10kV变电站出线线路保护一般包括：过电流Ⅰ段、过电流Ⅱ段、过电流Ⅲ段、零序保护、过负荷保护、馈线重合闸等。

（1）过电流Ⅰ段整定

1）按变压器低压出线大电流闭锁重合闸定值，一般按不大于本站5倍变压器低压额定容量整定。

2）应躲过本线路末端（或T接线路末端）最大三相短路电流整定

I_DZI≥K_KI^（3）_D·max （9-1）式中，I^（3）_D·max为本线路末端（或T接线路末端、到下一级有配置保护并投入的环网开关）最大三相短路电流；K_K为可靠系数，可取1.3～1.4。

过电流I段电流定值取上述两原则较大值。时间宜取0～0.3s，与配变高压侧速断保护（熔断器）时间配合，并按主系统正常运行方式下，校核被保护线路出口（包括出线电缆）两相短路有1倍灵敏度即可投入。若本保护电流元件整定值太大没有灵敏度，可与配网下一级线路电流Ⅰ段保护配合。

3）与配网下一级线路电流Ⅰ段保护配合整定

I_DZI≥K_KK_fzI_DZI （9-2）

式中，K_fz为分支系数，配网多为辐射网络，因此取1；K_K为配合系数，可取1.1～1.2；I_DZI为下一级线路电流Ⅰ段保护定值。

时间可整定在0.3s，而配网下一级过电流Ⅰ段的时间整定在0.15s，以实现配合。

本段保护投入原则：本段保护若不满足上述配合原则，存在越级跳闸可能时应退出，若为保护变压器近区故障快速切除的安全考虑投入本段，必须在整定方案中备案说明，并采用重合闸、备自投等措施补救。

（2）过电流Ⅱ段整定

1）躲过单台最大配电变压器低压侧最大三相短路电流整定

I_DZⅡ≥K_KI^（3）_D·max （9-3）

式中，K_K为可靠系数，取K_K≥1.3；I^（3）_D·max为单台最大变压器低压侧故障时本线路最大三相短路电流。

2）按TA一次额定值与线路热稳电流较小值的K_K倍整定，K_K取3～8。

I_DZⅠ=K_KI_f （9-4）

式中，K_K为可靠系数，K_K取3～8；I_f为TA一次额定值与线路热稳电流的最小值或可能出现的最大负荷电流。

可根据网内短路电流水平简化整定，推荐取一次值2000～3000A。

3）与相邻线路电流Ⅰ段/Ⅱ段保护配合整定

I_DZⅡ≥K_KK_fzI_DZ1 （9-5）

I_DZⅡ≥K_KK_fzI_DZ2

式中，K_fz为分支系数，配网多为辐射网络，因此取1；K_K为配合系数，可取1.1～1.2；I_DZ1为相邻线路电流Ⅰ段保护定值；I_DZ2为相邻线路电流Ⅱ段保护定值。

4）反配校核

根据变电站主变压器10kV侧后备过电流快速段保护定值进行反配校核，具体方法如下：

式中，I_d′_zI为变电站主变压器10kV侧过电流快速I段保护电流定值；K_K为可靠系数，取K_K≥1.1；K_fz为最大分支系数，若为单台主变或分列运行，取1。

当反配校核后的电流值小于按上述三条原则整定的电流值时，则过电流Ⅱ段的定值按反配校核后的电流值整定。当反配校核后的电流定值大于按上述三条原则整定的电流值时，则过电流Ⅱ段的定值按上述三条原则整定的电流值整定。

5）动作时限与上、下级保护配合

式中，I_d′_zI为变电站主变压器10kV侧过电流快速I段保护电流定值；K_K为可靠系数，取K_K≥1.1；K_fz为最大分支系数，若为单台主变或分列运行，取1。

当反配校核后的电流值小于按上述三条原则整定的电流值时，则过电流Ⅱ段的定值按反配校核后的电流值整定。当反配校核后的电流定值大于按上述三条原则整定的电流值时，则过电流Ⅱ段的定值按上述三条原则整定的电流值整定。

5）动作时限与上、下级保护配合

式中，T为本线路段时间；T′为上级线路保护时间；T″为下级线路保护Ⅱ时间；ΔT为级差，可取0.2s。

时限一般取0.3～0.8s，且与变电站变压器低压10kV侧过电流I段保护时间配合。灵敏度校核按线路末端故障时灵敏系数不小于1.5校验。

（3）过电流Ⅲ段整定

1）躲最大负荷电流整定

式中，T为本线路段时间；T′为上级线路保护时间；T″为下级线路保护Ⅱ时间；ΔT为级差，可取0.2s。

时限一般取0.3～0.8s，且与变电站变压器低压10kV侧过电流I段保护时间配合。灵敏度校核按线路末端故障时灵敏系数不小于1.5校验。

（3）过电流Ⅲ段整定

1）躲最大负荷电流整定

式中，K_K为可靠系数，取1.3；K为线型系数，架空线K=1.1，电缆K=1；I_f为TA一次额定值与线路热稳电流最小值或可能出现的最大负荷电流；K_fh为返回系数，微机保护取0.9～0.95。

2）与相邻线路过电流保护配合整定

I_DZⅢ≥K_KK_fzI_DZ3 （9-9）

式中，K_fz为分支系数，配网多为辐射网络，因此取1；K_K为配合系数，可取1.1～1.2；I_DZ3为相邻下一级线路电流Ⅱ段保护定值。

3）灵敏度校核

过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，线路末端配变低压侧两相短路时流过本线路的短路电流进行校验，灵敏度应不小于1.2。

式中，K_K为可靠系数，取1.3；K为线型系数，架空线K=1.1，电缆K=1；I_f为TA一次额定值与线路热稳电流最小值或可能出现的最大负荷电流；K_fh为返回系数，微机保护取0.9～0.95。

2）与相邻线路过电流保护配合整定

I_DZⅢ≥K_KK_fzI_DZ3 （9-9）

式中，K_fz为分支系数，配网多为辐射网络，因此取1；K_K为配合系数，可取1.1～1.2；I_DZ3为相邻下一级线路电流Ⅱ段保护定值。

3）灵敏度校核

过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，线路末端配变低压侧两相短路时流过本线路的短路电流进行校验，灵敏度应不小于1.2。

式中，I^（2）_d2.min为最小运行方式下线路末端配变低压侧两相短路时流过本线路的短路电流。

灵敏度校核按本线路末端故障时灵敏系数不小于1.5，相邻线路末端故障时力争灵敏系数不小于1.2。

4）反配校核

根据变电站主变压器10kV侧后备过电流末段保护定值进行反配校核，具体方法如下：

式中，I^（2）_d2.min为最小运行方式下线路末端配变低压侧两相短路时流过本线路的短路电流。

灵敏度校核按本线路末端故障时灵敏系数不小于1.5，相邻线路末端故障时力争灵敏系数不小于1.2。

4）反配校核

根据变电站主变压器10kV侧后备过电流末段保护定值进行反配校核，具体方法如下：

式中，I_d′_z为变电站主变压器10kV侧过电流末段保护电流定值；K_k为可靠系数，取K_k≥1.1；K_fz为最大分支系数；若为单台主变或分列运行，取1。

5）动作时限与上、下级保护配合

式中，I_d′_z为变电站主变压器10kV侧过电流末段保护电流定值；K_k为可靠系数，取K_k≥1.1；K_fz为最大分支系数；若为单台主变或分列运行，取1。

5）动作时限与上、下级保护配合

式中，T为本线路段时间；T′为上级线路保护时间；T″为下级线路保护Ⅲ时间；ΔT为级差，可取0.2s。

动作时限可取0.6～1.1s。

（4）零序保护整定

零序过电流告警定值，一般取0.1I_e，6.0s告警。

零序过电压告警定值，一般取3U₀=12～30V（二次值），6.0s告警。

（5）过负荷保护整定

过负荷保护发信投入，整定为：I_f（I_f为TA一次额定值与线路热稳电流的最小值或可能出现的最大负荷电流），5s发信。

（6）馈线重合闸整定

线路投非同期重合闸方式，重合时间一般取1～2s，或根据实际需要取更长的时间。

2.10kV配网主干线第N级断路器线路保护整定

配网主干线第N级断路器线路保护整定包括过电流Ⅰ段整定、过电流Ⅱ段整定、过电流Ⅲ段整定、零序过电流保护整定和重合闸整定。

（1）过电流Ⅰ段整定

配网主干线除由于变电站出线过电流Ⅰ段越级到本线时投入外，其他配网干线本保护建议退出。本保护应躲过本线路末端（或T接线路末端）最大三相短路电流整定。第一级断路器保护动作时限宜整定为150ms。

I_DZI≥K_KI^（3）_D·max （9-13）

式中，I^（3）_D·max为本线路末端（或T接线路末端、到下一级有配置保护并投入的环网开关）最大三相短路电流；K_K为可靠系数，可取1.3～1.4。

（2）过电流Ⅱ段整定

1）躲过本线所供单台最大配电变压器低压侧最大三相短路电流整定

I_DZI≥K_KI^（3）_M·maxK_K≥1.3 （9-14）

式中，K_K为可靠系数，取K_K≥1.3；I^（3）_M·max为单台最大变压器低压侧故障时本线路最大三相短路电流。

2）按TA一次额定值与线路热稳电流较小值的K_K倍整定

I_DZI=K_KI_f （9-15）

式中，K_K为可靠系数，通常取3～8；I_f为TA一次额定值与线路热稳电流最小值或可能出现的最大负荷电流。

3）与下一级线路电流Ⅱ段保护配合整定

I_DZⅡ≥K_KK_fzI_DZ2 （9-16）

式中，K_fz为分支系数，配网多为辐射网络，因此取1；K_K为配合系数，可取1.1～1.2；IDZ2为相邻线路电流Ⅱ段保护定值。

4）与上一级10kV侧干线过电流Ⅱ段保护定值进行反配校核

式中，T为本线路段时间；T′为上级线路保护时间；T″为下级线路保护Ⅲ时间；ΔT为级差，可取0.2s。

动作时限可取0.6～1.1s。(www.xing528.com)

（4）零序保护整定

零序过电流告警定值，一般取0.1I_e，6.0s告警。

零序过电压告警定值，一般取3U₀=12～30V（二次值），6.0s告警。

（5）过负荷保护整定

过负荷保护发信投入，整定为：I_f（I_f为TA一次额定值与线路热稳电流的最小值或可能出现的最大负荷电流），5s发信。

（6）馈线重合闸整定

线路投非同期重合闸方式，重合时间一般取1～2s，或根据实际需要取更长的时间。

2.10kV配网主干线第N级断路器线路保护整定

配网主干线第N级断路器线路保护整定包括过电流Ⅰ段整定、过电流Ⅱ段整定、过电流Ⅲ段整定、零序过电流保护整定和重合闸整定。

（1）过电流Ⅰ段整定

配网主干线除由于变电站出线过电流Ⅰ段越级到本线时投入外，其他配网干线本保护建议退出。本保护应躲过本线路末端（或T接线路末端）最大三相短路电流整定。第一级断路器保护动作时限宜整定为150ms。

I_DZI≥K_KI^（3）_D·max （9-13）

式中，I^（3）_D·max为本线路末端（或T接线路末端、到下一级有配置保护并投入的环网开关）最大三相短路电流；K_K为可靠系数，可取1.3～1.4。

（2）过电流Ⅱ段整定

1）躲过本线所供单台最大配电变压器低压侧最大三相短路电流整定

I_DZI≥K_KI^（3）_M·maxK_K≥1.3 （9-14）

式中，K_K为可靠系数，取K_K≥1.3；I^（3）_M·max为单台最大变压器低压侧故障时本线路最大三相短路电流。

2）按TA一次额定值与线路热稳电流较小值的K_K倍整定

I_DZI=K_KI_f （9-15）

式中，K_K为可靠系数，通常取3～8；I_f为TA一次额定值与线路热稳电流最小值或可能出现的最大负荷电流。

3）与下一级线路电流Ⅱ段保护配合整定

I_DZⅡ≥K_KK_fzI_DZ2 （9-16）

式中，K_fz为分支系数，配网多为辐射网络，因此取1；K_K为配合系数，可取1.1～1.2；IDZ2为相邻线路电流Ⅱ段保护定值。

4）与上一级10kV侧干线过电流Ⅱ段保护定值进行反配校核

式中，I_d′_zI为上一级10kV侧干线过电流Ⅱ段保护定值；K_K为可靠系数，取K_K≥1.1；K_fz为最大分支系数，取1。

当反配校核后的电流值小于按上述三条原则整定的电流值时，则过电流Ⅱ段的定值按反配校核后的电流值整定。

5）动作时限与上、下级保护配合

式中，I_d′_zI为上一级10kV侧干线过电流Ⅱ段保护定值；K_K为可靠系数，取K_K≥1.1；K_fz为最大分支系数，取1。

当反配校核后的电流值小于按上述三条原则整定的电流值时，则过电流Ⅱ段的定值按反配校核后的电流值整定。

5）动作时限与上、下级保护配合

式中，T为本线路段时间；T′为上级线路Ⅱ段保护时间；T″为下级线路Ⅱ段保护时间；ΔT为级差，可取0.2～0.3s，对于快速动作断路器，可取0.2s。并按本线路末端故障时灵敏系数不小于1.5。

（3）过电流Ⅲ段整定

过电流Ⅲ定值整定计算公式如下：

式中，T为本线路段时间；T′为上级线路Ⅱ段保护时间；T″为下级线路Ⅱ段保护时间；ΔT为级差，可取0.2～0.3s，对于快速动作断路器，可取0.2s。并按本线路末端故障时灵敏系数不小于1.5。

（3）过电流Ⅲ段整定

过电流Ⅲ定值整定计算公式如下：

式中，K_K为可靠系数，取1.3；K为线型系数，架空线K=1.1；I_f为TA一次额定值与线路热稳电流的最小值或可能出线的最大负荷电流；K_fh为返回系数，微机保护取0.9～0.95。

按上述原则整定的电流值还应与本线上级开关过电流保护定值相配合，N为本干线上投入跳闸的智能分段断路器序列号，从电源侧开始计算。

过电流Ⅲ时间整定计算公式如下：

T=T_ZDⅢ-NΔT （9-20）

式中，ΔT=0.2s；T_ZDⅢ为变电站对应10kV馈线过电流Ⅲ段时间定值。

（4）零序过电流保护整定

不接地或经消弧线圈接地的系统零序过电流保护退出。对于600A接地的小电阻接地系统，其零序电流按同一定值整定，如60A，通过动作时间实现上下级逐级配合。

（5）重合闸整定

按照1s时间整定，投三相一次重合闸。

3.10kV配电变压器保护整定

配电变压器高压侧保护整定主要包括电流速断保护整定、过负荷保护整定和零序保护整定。

（1）高压侧电流速断保护整定

电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流计算公式如下：

I_DZI=K_KI^（3）_d2.maxT₁=0s （9-21）

式中，I^（3）_d2.max为最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流；K_K为可靠系数，取K_K≥1.3。

电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验，灵敏度应不小于1，计算公式如下：

式中，K_K为可靠系数，取1.3；K为线型系数，架空线K=1.1；I_f为TA一次额定值与线路热稳电流的最小值或可能出线的最大负荷电流；K_fh为返回系数，微机保护取0.9～0.95。

按上述原则整定的电流值还应与本线上级开关过电流保护定值相配合，N为本干线上投入跳闸的智能分段断路器序列号，从电源侧开始计算。

过电流Ⅲ时间整定计算公式如下：

T=T_ZDⅢ-NΔT （9-20）

式中，ΔT=0.2s；T_ZDⅢ为变电站对应10kV馈线过电流Ⅲ段时间定值。

（4）零序过电流保护整定

不接地或经消弧线圈接地的系统零序过电流保护退出。对于600A接地的小电阻接地系统，其零序电流按同一定值整定，如60A，通过动作时间实现上下级逐级配合。

（5）重合闸整定

按照1s时间整定，投三相一次重合闸。

3.10kV配电变压器保护整定

配电变压器高压侧保护整定主要包括电流速断保护整定、过负荷保护整定和零序保护整定。

（1）高压侧电流速断保护整定

电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流计算公式如下：

I_DZI=K_KI^（3）_d2.maxT₁=0s （9-21）

式中，I^（3）_d2.max为最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流；K_K为可靠系数，取K_K≥1.3。

电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验，灵敏度应不小于1，计算公式如下：

式中，I^（2）_d1.min为最小运行方式下变压器高压侧两相短路电流。

（2）高压侧过电流保护

过电流保护按躲过可能出现的最大过负荷电流来整定，保护动作电流计算公式如下：

式中，I^（2）_d1.min为最小运行方式下变压器高压侧两相短路电流。

（2）高压侧过电流保护

过电流保护按躲过可能出现的最大过负荷电流来整定，保护动作电流计算公式如下：

式中，I_e为高压侧额定电流；K_fh为返回系数，微机保护取K_fh=0.9～0.95，电磁型保护取K_fh=0.85；K_K为可靠系数，取K_K≥1.3；K_gl为变压器最大过负荷系数，建议取1.2～1.5。

高压侧过电流保护动作时间T₂=0.3～0.5s，与上一级10kV出线过电流保护的时限相配合，与本配变低压主开关短时延保护配合，并应在变压器空投励磁涌流时可靠不误动。

过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流进行校验，灵敏度应不小于1.5。

式中，I_e为高压侧额定电流；K_fh为返回系数，微机保护取K_fh=0.9～0.95，电磁型保护取K_fh=0.85；K_K为可靠系数，取K_K≥1.3；K_gl为变压器最大过负荷系数，建议取1.2～1.5。

高压侧过电流保护动作时间T₂=0.3～0.5s，与上一级10kV出线过电流保护的时限相配合，与本配变低压主开关短时延保护配合，并应在变压器空投励磁涌流时可靠不误动。

过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流进行校验，灵敏度应不小于1.5。

式中，I^（2）_d2.min为最小运行方式下变压器低压侧两相短路电流。

（3）过负荷保护整定

过负荷保护发信投入，整定为：1.1I_e，I_e为变压器高压侧额定电流。

（4）零序保护整定

零序过电流告警定值，一般取0.1I_e，6.0s告警。零序过电压告警定值，一般取3U₀=20～30V（二次值），6.0s告警。

式中，I^（2）_d2.min为最小运行方式下变压器低压侧两相短路电流。

（3）过负荷保护整定

过负荷保护发信投入，整定为：1.1I_e，I_e为变压器高压侧额定电流。

（4）零序保护整定

零序过电流告警定值，一般取0.1I_e，6.0s告警。零序过电压告警定值，一般取3U₀=20～30V（二次值），6.0s告警。