10kV变电所常用保护设备的级间保护分析

摘要：随着国家电力体制改革的发展，供电部门已逐渐转变为供电企业，供用电监管的职责也由地方政府经济贸易委员会和各级电力监管委员会来担任。用户变电所的安全工作由于与电网安全稳定运行密切关联和变电设备安全工作的专业性等原因，其监管、指导的职责一般仍由供电企业来完成。用户变电所安全的最重要部分就是变电所保护元件的选择与配置。本文以变电所典型接线为基础，针对主流的l0kV用户变电所常用保护设备展开分析，着力于变电所各级保护的级间配合，在保护的选择性上提出普遍性的解决方案。

关键词：10KV变电所；保护设备；级间保护；分析 1关于10kV变电所的简单介绍

就我国目前的电力系统的实际情况而言，电压等级低于35kV（包括35kV）母线基本上可以说不存在稳定性问题。但是由于10kV用户变电所依然存在操作频繁、系统出线多、设备绝缘装置老化、保护容易受到外界因素破坏等原因，确保其安全运行依然任重道远。在10kV用户变电所的安全运行方面，主要由供电企业来负责，这主要是因为变电设备安全工作具有高度的专业性并且变电所的工作状态也直接关系到电网的安全运行状况。在维护10kV用户变电所安全正常运行的过程中，最为关键的任务就是科学合理地选择和配置变电所的保护元件。 我们在对10KV变电所常用保护设备的级间保护进行分析之前，要了解一下10KV变电所的相关问题，这更有助于我们了解10KV变电所，从而能够使我们充分地理解如何对10KV变电所常用保护设备进行级间保护。如果按照变压器的容量来分类，那么10KV变压器可以分为高供高计和高供低计这两种类型。这两种类型的主要区别是电能计量装置设置不同以及保护元件的类型不同，高供高计主要在高压侧设置电能计量装置，它的保护元件通常情况下是断路器，而高压低计的电能计量装置设置在低压处，保护元件通常情况下是限流熔断器。 2关于10kV用户变电所各级设备的保护范围

2.1关于10kV用户变电所10kV进线侧保护元件的保护范围

限流式熔断器和断路器是10kV进线侧两种主要保护元件，以上两种保护元件主要负责保护变电所内的10kV设备，其主要功能也体现在两个方面：一是为变电所变压器的低压母线故障提供必要的后备保护措施；二是为变电所内部的10kV设备故障提供主保护功能。

2.2关于10kV用户变电所供电线路开关的保护范围

10kV用户变电所供电线路开关主要负责保护供电单位降压变电站内部10kV出线开关提供的10kV线路。因此，供电线路开关是10kV出线的整条线路上的非常重要保护元件。该保护元件的主要保护功能主要体现在以下两个方面：首先，10kV出线的整条线路上所连接各种设备中如果某主变低压侧出现故障，则该线路开关不应该动作；其次，10kV出线的整条线路上如果出现10kV两相及其以上的短路问题，则该线路开关必须要确保可靠动作。

2.3关于10kV用户变电所变压器保护元件的保护范围

10kV侧保护元件和400V侧保护元件是10kV用户变电所变压器保护元件的主要保护范围。具体而言，10kV侧保护元件主要包括两个部分，即限流式熔断器和断路器；400V侧保护元件主要是框架智能断路器，从变压器低压母线到10kV开关下桩头都是变压器保护元件的保护范围。其主要功能就是要负责两侧出口故障的主保护、主变内部故障的主保护以及低压出线故障的后备保护等。

3各保护设备的级问配合分析

上文中主要介绍了各级设备保护的范围，我们对10KV变电所常用的保护设备极其保护范围已有了初步的了解，10KV进线侧保护元件、供电线路开关以及变压器保护元件都是10KV变电所常用保护设备，接下来就要对这些保护设备的级间配合进行分析。

3.1多级断路器保护之间的配合

10kV单母线带多变的变电所主要有两种保护方式，即为微机保护单元和真空断路器保护，但通常在设计时将二者相互结合起来，这样更能起到保护的效果。微机保护单元的主要作用是对定时限两段式电流进行保护，因此在保护级间配合时，相关人员应该注意到与线路开关、主变开关之间等的级差设置。 3.1.1变电所进线开关分析

通常情况下，线路保护主要采用两段式的电流保护，第一段需要注意的是要避开线路上所接变压器的低压侧最大短路电流，一般情况下最大短路电流的可靠系数为1.4，第二段需要注意的是10KV线末故障最小短路电流的灵敏程度，一般而言其灵敏系数要大于等于1.5。而作为电气配电设备进线的侧保护元件的进线开关，需要具有安全可靠的性能，这样才能合理有效的保护变电所中的常用设备，与此同时，进线开关还要和线路开关进行合理有效的级差配合，这样才能切实保证整个线路的安全平稳运行。如果利用简单的办法来对进线开关的保护定值进行计算，那么在满足保护的安全可靠性以及灵敏性上就存在着很多的问题，主要体现在以下几方面：

首先，当开关供出的容量大于4000kVA时，那么第一段保护启动值与线路第一段保护启动值并不存在级差，有时甚至会出现大于线路定值的情况；其次，当出现开关供出容量达不到4000kVA的情况时，那么就会出现第一段保护定值没法避开主变低压侧最大短路电流，即要超出最大电流的可靠系数，这样进线开关的保护就没有选择性了；再次，当出现变电所总容量较大但同时又存在小容量主变的情况时，开关第二段保护很难发挥小容量主变的低压出口的后背功能；最后，开关第二段保护与主变第二段保护的时间都为0.3秒，这样两者之间就会产生无级差配合。

3.1.2 变压器两侧开关分析

通常，用户变电所内变压器均为双圈变压器，。因此高压侧开关与压总开关之间可以同时跳闸，不考虑级差配合。通过平时的计算可以看出采用简化计算方式来整定主变保护定值是可以的，第一段保护在主变低压侧两相短路故障下能可靠动作，第二段保护为主变故障的近后备，进线关第二段保护为主变故障的远后备。当然，在电流保护中增加过负荷报警回路是有必要的。 3.2断路器-熔断器保护之间的配合

10kV单电源高供低计变电所，10kV保护元件为高压限流熔断器。变压器保护已有广泛应用的型号为XRNT1-12熔断器，该熔断器具有较高的分断能力，能可靠切除主变短路故障。近年，国内已设计生产出XRNT2-12变压器全范围保护用高压限流熔断器，该熔断器在较高分段能力的同时兼具较好的小电流保护特点。变电所出现10kV设备短路故障，高压熔断器立即熔断，当然线路开关此时也可能已经动作，但熔断器熔断后线路重合闸可以成功。 4结束语：

综上所述，我们对10kV变电所常用保护设备的级间保护已经有了初步的了解，对10KV变电所常用的保护设备进行级间保护是十分重要的，因为它对整个电网

的顺利运行起着重要的作用，与人们的生活也是息息相关的。希望通过本文的总结分析，能为相关企业提供有益借鉴，为我国10KV变电所常用保护设备的级间保护的发展提供参考。 参考文献：

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