📚 课程目录第2章 10kV线路电流速断保护整定计算

2. 10kV线路电流速断保护整定计算

电流速断保护（Ⅰ段）按躲过本线路末端最大三相短路电流整定，即保护定值必须大于线路末端可能出现的最大短路电流，靠动作值本身获得选择性，不依赖延时。其整定式为：

I_set^Ⅰ = K_rel · I_k.max⁽³⁾

其中 K_rel 为可靠系数，对电磁型或微机型速断保护一般取 1.2～1.3；I_k.max⁽³⁾ 为本线路末端（下级母线）最大三相短路电流，按系统最大运行方式计算。

计算主线：系统最大运行方式 → 线路阻抗 → 末端最大三相短路电流 → 乘可靠系数得定值 → 反算最小保护范围 → 校验是否满足要求。

设某 10kV 单侧电源线路，系统最大运行方式下电源至母线 A 的最小等效电抗 X_s.min = 1.2 Ω，线路单位阻抗 z = 0.35 Ω/km，线路长度 L = 8 km，可靠系数 K_rel = 1.25。

线路阻抗：Z_L = 0.35 × 8 = 2.8 Ω
末端最大三相短路电流（取 U_N = 10.5 kV 平均额定电压）：
I_k.max⁽³⁾ = 10500 / (√3 × (1.2 + 2.8)) = 10500 / (1.732 × 4.0) ≈ 1516 A
速断定值：I_set^Ⅰ = 1.25 × 1516 ≈ 1895 A，取 1900 A

速断保护范围由定值与短路电流曲线交点决定。设保护安装处母线电压为 10.5 kV，短路电流随故障点距保护安装处距离 x 变化：

I_k(x) = 10500 / (√3 × (1.2 + 0.35x))

令 I_k(x) = I_set^Ⅰ = 1900 A，解得：

1.2 + 0.35x = 10500 / (1.732 × 1900) ≈ 3.19 Ω → x ≈ 5.69 km

最小保护范围百分比 = 5.69 / 8 × 100% ≈ 71%，远大于 15%～20% 的要求，说明该定值下速断保护范围充分，选择性满足。

若计算所得最小保护范围不足 15%，说明定值偏高或线路阻抗偏大，可考虑降低可靠系数（不低于 1.2）、改用带时限电流速断，或与相邻保护配合重新整定。

注意：末端最大短路电流必须按系统最大运行方式计算，若误用最小运行方式，定值会偏低，导致保护范围伸出线路末端而失去选择性。校验保护范围时则应按系统最小运行方式复核，确保最小保护范围仍满足要求。