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10kV線路與用戶保護(hù)定值配合

作者: 時(shí)間:2012-08-28 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

江蘇啟東電網(wǎng)位于電網(wǎng)的末端,35 kV及以上用戶變電所只有幾座,更多的是10 kV用戶變電所。近期新增的10 kV用戶很多,有的為開(kāi)閉所式無(wú)保護(hù),有的為完整的變電所模式,這類用戶變電所配置了進(jìn)線總保護(hù)、配電變壓器保護(hù)。有的經(jīng)一段電纜T接,供給另一個(gè)用戶變電所,電纜兩側(cè)同樣有斷路器保護(hù)。保護(hù)層次增加,在10 kV線路保護(hù)定值及動(dòng)作時(shí)間已較短的情況下,如何配合,保證在出現(xiàn)故障時(shí)可靠、合理地動(dòng)作跳閘,不越級(jí)跳閘是比較棘手的問(wèn)題。

1 事例分析

  10 kV線路保護(hù)屬于最末端保護(hù),一般采用電流瞬時(shí)速斷、定時(shí)速斷和定時(shí)過(guò)流三段式,因上級(jí)定值限額的因素,時(shí)間只能設(shè)置0 s、0.3 s和0.5 s較短的時(shí)間。配電變壓器低壓側(cè)用熔斷器作保護(hù),高壓側(cè)由斷路器保護(hù)。線路上的用戶變電所,如何與線路保護(hù)配合,現(xiàn)說(shuō)明如下。

2 定值整定

2.1 系統(tǒng)阻抗和短路電流

  相關(guān)數(shù)據(jù)參考見(jiàn)圖1、圖2、表1、表2,選擇最小方式來(lái)校驗(yàn)靈敏度。選擇最大方式來(lái)分析保護(hù)配合性。為便于計(jì)算,阻抗均用標(biāo)么值。要求計(jì)算各級(jí)母線最大短路電流及阻抗、最小短路電流及阻抗。


  計(jì)算阻抗時(shí)因計(jì)算量大一直有偏差,參照值定位要正確。表1中規(guī)定:500 kVA以上變壓器Yy接線的UK% = 4.5,Yd接線的UK% = 5,根據(jù)設(shè)計(jì)部門提供的施工圖紙,800、1000 kVA Dy11接線組別的UK% = 4.5。


2.2 定值的整定

  啟亞船務(wù)的所用保護(hù)定值整定,原則上要求均與大同線,大同線定值為1746 A/29.1 A/0 s、924 A/15.4 A/0.3 s和440 A/7.33 A/0.5 s。原TA變比200/5,配變?nèi)萘恳焉?0790 kVA,額定電流623 A,按負(fù)荷率40%計(jì)算,TA已過(guò)載, LGJ-120的線徑可承載380 A,向生技部建議更改TA為300/5,可增加過(guò)流定值由280 A增加到440 A。啟亞船務(wù)#1、#2變電所定值相同的有#1配電變壓器與#2配電變壓器、112出線與#2變電所113進(jìn)線、#2變電所#1配電變壓器與#2配電變壓器。

2.2.1 啟亞船務(wù)#2變電所

  1000 kVA(57.5 A)配電變壓器容量≥800 kVA,裝設(shè)瓦斯保護(hù)、重瓦斯投跳閘、輕瓦斯、過(guò)負(fù)荷投信號(hào)告警、電流速斷和定時(shí)過(guò)流。因10 kV出線保護(hù)時(shí)間為0.5 s,用戶過(guò)流時(shí)間只能為0.3 s,定時(shí)速斷已無(wú)法設(shè)置,TA變比75/5。

  電流速斷:按躲過(guò)配電變壓器低壓側(cè)故障及勵(lì)磁涌流。

  最小靈敏度校驗(yàn):Km = Ik(2)/Idz = 775/645 = 1.20,101、102斷路器TA出口至配變所兩相間故障有足夠的靈敏度,可靠動(dòng)作。

定時(shí)過(guò)流:按躲過(guò)最大負(fù)荷電流,

靈敏度校驗(yàn):Km = Ik(2)/Idz = 169/120 = 1.41。

2.2.2 啟亞船務(wù)#1變電所

  出線112線保護(hù):電纜較短,與#2變電所進(jìn)線113線保護(hù)整定相同。TA 200/5,配電流速斷和定時(shí)過(guò)流兩段式保護(hù),過(guò)負(fù)荷告警,重合閘停用。

  電流速斷:躲過(guò)配變低壓側(cè)故障和勵(lì)磁涌流,且與配電變壓器速斷配合。

Km = Ik(2)/Idz = 781/847 = 0.922

定時(shí)過(guò)流:躲過(guò)最大負(fù)荷電流

Km = Ik(2)/Idz = Km = 781/250 = 3.12

過(guò)負(fù)荷告警:Idj = 3.366 A,Idz = 135 A,t = 9 s

800 kVA(46.19 A)配電變壓器電流速斷按躲過(guò)配變壓器低壓側(cè)故障及勵(lì)磁涌流;定時(shí)過(guò)流按躲過(guò)最大負(fù)荷電流

Km = Ik(2)/Idz = 160/108 = 1.48

  總進(jìn)線111線保護(hù):TA 400/5,電流速斷和定時(shí)過(guò)流保護(hù),過(guò)負(fù)荷告警,重合閘停用。

  電流速斷:躲過(guò)配變低壓側(cè)故障和勵(lì)磁涌流。從以上計(jì)算中可比較#1變電所與#2變電所配變低壓側(cè)最大短路電流,選擇的是#2變電所兩臺(tái)配變并列運(yùn)行時(shí)的總短路電流。

3 保護(hù)間配合解析

  根據(jù)以上計(jì)算值畫出定值配置圖,見(jiàn)圖2,從圖中每級(jí)的定值解析保護(hù)間不配合性。


  大同線與進(jìn)線111斷路器間: 瞬時(shí)速斷配合,但111斷路器的速斷靈敏度僅0.89,因保證配電變壓器低壓側(cè)故障不越級(jí)跳閘,速斷定值抬高,失去了靈敏性。定時(shí)過(guò)流不配,大同線過(guò)流保護(hù)已伸入啟亞船務(wù)內(nèi)部,啟亞船務(wù)10 kV母線故障,最小短路電流781 A,而定值分別為400 A和438 A,時(shí)間均為0.5 s。進(jìn)線111斷路器定時(shí)過(guò)流時(shí)間不能壓縮到0.3 s,因還有下級(jí)配電變壓器過(guò)流保護(hù),均要作用于跳閘,故障隔離后,大同線用重合閘彌補(bǔ)恢復(fù)供電,但啟亞船務(wù)備用#1、#2變電所均失電。

  111斷路器與#1變電所配電變壓器間:速斷配合,111斷路器速斷靈敏度偏低。定時(shí)過(guò)流時(shí)間為0.5 s與0.3 s,仍是無(wú)時(shí)間級(jí)差。配電變壓器故障,進(jìn)線會(huì)越級(jí)跳閘。

  111斷路器與112、113斷路器間:速斷不配合,#2變電所10 kV及配電變壓器故障,三級(jí)保護(hù)均動(dòng)作跳閘,#1、#2變電所全部失電。如果111斷路器保護(hù)停用,啟亞船務(wù)故障,大同線跳閘,重合不成,停電面積擴(kuò)大,不可取。如果112、113斷路器保護(hù)停用,#2變電所故障,111斷路器跳閘,啟亞船務(wù)全部失電,并且判別不出故障位置,但比111斷路器保護(hù)停用優(yōu)越些。如果保護(hù)均啟用,重合閘均停用,#2變電所故障,跳閘的有101、102、113、112、111斷路器,造成人為故障,保護(hù)動(dòng)作的混亂和復(fù)雜化。

  由于上級(jí)限額限制,#1變電所#1、#2配電變壓器斷路器保護(hù)、#2變電所#1、#2配電變壓器與進(jìn)線斷路器保護(hù)之間不能實(shí)現(xiàn)完全配合。由于上級(jí)限額限制,下級(jí)配電變壓器故障時(shí),#1變電所出線、#2變電所進(jìn)線、出線保護(hù)可能會(huì)越級(jí)跳閘。

4 改進(jìn)的措施

保護(hù)及重合閘停啟用的合理安排,保證故障時(shí)停電范圍最小,動(dòng)作合理。

  10 kV線路保護(hù)和用戶變壓器保護(hù)很難達(dá)到完全配合。整定計(jì)算、及正常運(yùn)行管理中正確、合理地調(diào)整一二次方式,保證線路和用戶變電所均滿足供電可靠性要求,保護(hù)合理動(dòng)作跳閘隔離故障,真正發(fā)揮繼電保護(hù)作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第一道防線,提高保護(hù)動(dòng)作正確率。充分發(fā)揮其技術(shù)性能,滿足選擇性、靈敏性、可靠性的基本要求。

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