对关于10kV线路保护装置整定计算的探讨
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对关于10kV线路保护装置整定计算的探讨
作者：伊波
来源：《中国科技博览》2015年第33期
[摘 要]10kV配电线路结构特点是一致性差，有的为用户专线，只带一、二个用户，类似
于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的
线路短到不足1公里；有的线路长到几十公里；有的线路由35kV变电所出线；有的线路由
110kV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kVA，有的线路上却有
1000kVA以上的变压器；有的线路属于最末级保护；有的线路上设有开关站或有用户变电
所；还有的有多座小水电站并网等。对于输电线路，由于其比较规范，一般无T接负荷，至多
有一、二个集中负荷的T接点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可一一计
算，一般均可满足要求。对于配电线路，在设计、整定、运行中会碰到一些具体问题，整定计
算时需做一些具体的、特殊的考虑，以满足保护的要求。
[关键词]10kV线路保护；整定计算
中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0021-01
10kV配电线路的保护及自动装置配置，一般由瞬时电流速断（Ⅰ段）、定时限过电流
（III段）及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护，不能满足“四性”要求
时，可考虑增加其它保护，如保护Ⅱ段、电流电压速断、低压闭锁过电流、电压闭锁方向过电
流、方向负序过流等。现针对一般保护配置总结运行经验。
1 瞬时电流速断保护
⑴由于10kV线路一般为多级保护的最末级，或最末级用户变电站保护的上一级保护。所
以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电站的线路选择性靠重合闸来纠正。分
为两种类型进行整定计算。a、放射状类型：按躲过本线路末端（主要考虑主干线）最大三相
短路电流整定，时限整定为0s（保护装置只有固有动作时间无人为延时）。b、专线类型：按
躲过线路上配电变压器低压侧出口最大三相短路电流整定，时限整定为0s（保护装置只有固有
动作时间无人为延时）。
⑵当线路很短或下一级为重要的用户变电站时，可将速断保护改为限时电流速断保护。动
作电流与下级电流速断保护配合（即取1.1倍的下级保护最大速断值），动作时限较下级电流
速断大一个时间级差，此种情况在城区较常见，在新建变电站或改造变电站时，建议保护配置
采用微机保护，这样改变保护方式就非常容易。在无法采用其它保护的情况下，可依靠重合闸
来保证选择性。
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⑶当线路较长且较规则，线路上用户较少，可采用躲过线路末端最大三相短路电流整定。
此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性，按放射状类型整定。
⑷对于多条线路重叠故障，引起主变压器断路器越级跳闸时，按常规，在继电保护整定计
算中是不考虑重叠故障的，但可采用加装瞬时电流速断保护，一般可整定于0s 动作，使线路
故障在尽可能短的时限内切除；在上下级保护时限配合可能的情况下，适当调整10kV线路过
电流保护与主变压器过电流保护的时限级差，以使主变压器过电流保护有足够的返回时间。
⑸对于10kV开关站进线保护，其速断保护按所有出线的最大一台变压器速断保护相配合
（带延时）。
⑹双侧电源线路的方向电流速断保护定值，应按躲过本线路末端最大三相短路电流整定；
无方向的电流速断保护定值应按躲过本线路两侧母线最大三相短路电流整定。对双回线路，应
以单回运行作为计算的运行方式；对环网线路，应以开环方式作为计算的运行方式。
⑺单侧电源线路的电流速断保护定值，按双侧电源线路的方向电流速断保护的方法整定。
⑻对于接入供电变压器的终端线路（含T接供电变压器或供电线路），如变压器装有差动
保护，线路电流速断保护定值，允许按躲过变压器低压侧母线三相最大短路电流整定。如变压
器以电流速断作为主保护，则线路电流速断保护应与变压器电流速断保护配合整定。
⑼灵敏度校验（保护性能分析）：按最大运行方式下，线路最大保护范围不应小于线路全
长的60%。按最小运行方式下，线路最小保护范围不应小于线路全长的20%。瞬时电流速断
保护虽能迅速切除短路故障，但不能保护线路全长。
2 定时限过电流保护
⑴按躲过本线路最大负荷电流整定，时限整定为0.3s（微机保护），按阶梯型原则整定。
结构比较特殊的线路解决如下：当线路较长，过电流保护灵敏度不够时（如20km以上线
路），可采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护，此时负序电压取0.06Ue（Ue为额定电
压），低电压取0.6～0.7Ue，动作电流按正常最大负荷电流整定，只考虑可靠系数及返回系
数。当保护无法改动时，应在该线路适当处加装柱上断路器或跌落式熔断器，作为后一段线路
的主保护，其额定电流按后面一段线路的最大负荷电流选取。最终解决办法是调整网络结构，
使10kV线路供电半径符合规程要求。当过电流保护灵敏度不够时（如变压器为5～10kVA或
线路极长），由于每台变压器高压侧均有跌落式熔断器，因此可不予考虑。
⑵当过电流定值偏大，甚至大于瞬时电流速断定值时，而导致保护灵敏度不够时，可考虑
保证1.5倍的灵敏度（近后备）整定。
⑶对于时限级差配合无法满足整定要求时，因10kV线路保护处于系统多级保护的最末
端，而上级后备保护动作时限限制在一定数值范围内，可能会出现时限逐级配合后无法满足要
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求时，对于只有一台主变压器的变电站，可采用主变压器高压侧过电流保护相同的动作时限，
使主变压器10kV断路器动作时间增加0.5s，有利于该断路器与10kV线路保护的配合。与逐
级配合整定相比，对用户的停电影响相同，在实际中也是允许的。
⑷对于上网小水电10kV线路，应躲过小水电输送的最大三相短路电流，按双侧电源线路
考虑，采用方向过电流保护。
3 三相一次重合闸
10kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸，由于安装于末级保护上，所以不需要
与其他保护配合。重合闸所考虑的主要为重合闸的重合成功率及缩短重合停电时间，以使用户
负荷尽量少受影响。
重合闸的成功率主要决定于电弧熄灭时间、外力造成故障时的短路物体滞空时间。电弧熄
灭时间一般小于0.5s，但短路物体滞空时间往往较长。因此，对重合闸重合的连续性，重合闸
时间采用0.8～1.5s；农村线路负荷多为照明及不长期运行的小型电动机等负荷，供电可靠性要
求较低，短时停电不会造成很大的损失。为保证重合闸的成功率，一般采用2.0s的重合闸时
间。实践证明，将重合闸时间由0.8s延长到2.0s，将使重合闸成功率由40%以下提高到60%
左右。
10kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸，由于安装于末级保护上，所以不需要
与其他保护配合。考虑的主要是重合闸的重合成功率，以减少对用户负荷的影响。根据有关统
计分析，架空线路的瞬时性故障次数，约占故障次数的70%左右，重合闸的成功率约50%～
70%。因而重合闸对电力系统供电可靠性起了很大的作用。
重合闸整定时间， 应等于线路对有足够灵敏系数的延时段保护的动作时间，加上故障点
足够断电去游离时间和裕度时间，再减去断路器合闸固有时间。
4 结束语
10kV配电线路继电保护的配置虽然简单，但由于线路的复杂性和负荷的多变性，在保护
装置的选型上值得重视。根据海北电网保护配置情况及运行经验，在新建和改造的变电站保护
配置中采用微机保护。微机保护在具备电流速断、过电流及重合闸的基础上，还应具备低压
（或复压）闭锁、时限速断、带方向保护等功能，以适应线路及负荷变化对保护方式的不同要
求。该整定计算方法经多年运行考验，符合选择性、灵敏性、速动性、可靠性“四性”原则，保
证了10kV设备和线路的热稳定，同时选择性好，动作时间准确，未出现误动情况，保证了供
电的可靠性。
参考文献
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[2] 崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京：中国电力出版社，1993.
[3] 王玮.电网升压至 20 kV 继电保护需改造[J].电气研究，2010（5）：21.
