朱国才北京供电局(100031) 此次所谈范围仅限于目前北京地区101kV用户站及其供电电源线路的继电保护配置、定值整定原则与10kV用户可靠用电相关的几个方面。就目前10kV用户站普遍采用的一次主接线方式(如图1):图11通常采用的10kV继电保护配置原则及整定方法(1)上级电源——局变电所10kV出线(如图:调度号217、239断路器处)保护配置为:过流、速断、零序(10kV为小电阻接地系统时,需设零序保护)、重合闸;保护定值一般为:过流(N217或239断路器过流保护TA变比,I217或239断路器过流保护电流定值,时限1.0S),速断(N217或239断路器速断保护TA变比,I217或239断路器速断保护电流定值,时限0.5或0S),零序(N217或239零序保护TA变比,I217或239断路器零序保护电流定值,时限1.0S),重合闸(1.0S,出线为电缆时一般需停用)。(2)用户站10kV进线(如图:调度号201、202断路器)保护配置为:过流、速断、零序(10kV为小电阻接地系统时,需设零序保护),至于进线无压掉闸此次不做讨论;保护定值一般为:过流(N201,或202断路器过流保护TA变比,I201或202断路器过流保护电流定值,时限0.5S),速断(N201,或202断路器速断保护TA变比,I201l或202断路器速断保护电流定值,时限0S),零序(N201或202断路器零序保护TA变比,I201或202断路器零序保护电流定值,时限0.5S)。(3)用户站10kV母联(如图:调度号245断路器处)自投、后加速、合环保护此次亦不做讨论,速断、零序保护一般退出,通常投入过流保护,保护定值一般为:过流(N245断路器过流保护TA变比,I245断路器过流保护电流定值,时限0.5S)。(4)用户站10kV出线(如图:调度号211、221断路器处)保护配置为:过流、速断、零序(10kV为小电阻接地系统时,需设零序保护);保护定值一般为:过流N211或221等断路器过流保护TA变比,I211或221等断路器过流保护电流定值,时限0.5S),速断(N211或221等断路器保护TA变比,I211,或221等断路器速断保护电流定值,时限0S),零序(N211或221等断路器零序保护TA变比,I211或221等断路器零序保护电流定值,时限0.5S)。上述整定原则均按目前现有整定原则的条件下整定,过流保护电流定值应躲变压器过负荷,且按上下级满足配合关系及灵敏度要求整定,速断电流定值按躲变压器涌流及低压侧三相短路故障,同时满足上下级配合关系及灵敏度要求整定。零序保护在北京地区属于起步阶段,许多地方值得进一步实践、研究和讨论,且目前零序保护配置形式与过流保护有相似之处,因此此次不单独加以讨论。210kV保护配置及相应定值与用户用电可靠性关系的分析从以上10kV保护配置及相应定值,可以看出正常运行方式下(如图1:245断路器断开,217、239、201、202、211、221等断路器合上)。(1)当用户站出线(以211为例)在K1区段内短路时,不考虑配合系数等影响,211断路器及201断路器处过流保护将同时动作跳闸,造成4#母线停电,显然扩大停电范围,4#母线所带出线越多,停电范围越大。(2)当用户站出线(以211为例)在K2区段内短路时,不考虑配合系数等影响,211断路器及201断路器处速断保护将同时动作跳闸,造成4#母线停电,此外,若上级电源所出线(以217为例)采用0S速断,由于一般电源所与用户站之间的电气距离并不远且通常采用电缆连接,因此阻抗参数并不大,这样上级电源所出线217断路器处0速断保护也将动作跳闸,此时该电源所出线若同时带有其它用户负荷,将造成其它用户同时停电,显然更加扩大停电。(3)当用户站母线(以4#母线为例)及与母线连接的引入、引出线在K3区段内短路时,不考虑配合系数等影响,201断路器处速断保护动作跳闸,若上级电源所出线(以217为例)采用0S速断,则速断保护也将动作跳闸,此时该电源所出线若同时带有其它用户负荷,将造成其它用户同时停电,扩大停电范围。即使用户站进线(以201为例)退出0S速断保护,上级电源所出线(以217为例)采用0.5S速断,由于一般电源所与用户站之间的电气距离并不远且通常采用电缆连接,因此阻抗参数并不大,201断路器处0.5S过流保护与217断路器处0.5S速断保护也存在同时动作跳闸的可能性。鉴于以上分析,通常采用的10kV继电保护配置原则及整定方法在继电保护的选择性方面侧重不够,致使降低了用户站的用电可靠性,这对北京地区非凡是市区内在可靠用电方面要求颇高的10kV用户来说,一般不宜采用。3就常见的几种10kV重要用户站情况提几点建议(1)建议用电可靠性要求比较高的用户,采用局变电所10kV出线专路供电的方式,防止其他用户影响该用户可靠用电。(2)对于局变电所10kV出线专路供电且用电可靠性要求比较高的重要用户,不必套用“事故不出门”的保护模式,进线保护可采用电流定值与上级匹配但时间定值同级的方式,或者退出进线保护的跳闸压板,进线保护动作只有信号(信号可供分析事故点参考用)不跳闸。(3)对于局变电所10kV出线非专路供电且用电可靠性要求比较高的重要用户,若同电源用户非重要用户,可考虑此非重要用户站进线保护采用0S速断,0.5S过流,以确保“事故不出门”,而该用电可靠性要求比较高的重要用户可按专路供电来考虑保护模式。(4)尽量避免有两个及以上的重要用户同电源,假如出现此类情况,进线仅设0S速断保护为好,因为此时进线0S速断保护完全可以保护上图K3区范围,且保护范围仅延伸到变压器内部,与过流相比相当于减少出线故障越级的概率,时间上也满足与上级电源所出线0.5S速断的配合关系,这样基本保证同电源的各重要用户在可靠用电方面不相互影响。(5)至于有母联(以245为例)的用户,由于正常运行时,母联245断路器断开,真正合母联245断路器,用一路进线带两段母线运行的时间与总运行时间比并不长,在此种运行方式下,当进线速断保护退出或进线速断保护与上级电源站出线速断保护动作时间同级均为0.5S时,母联投入0S速断保护从保电源的角度讲,具有一定意义。(6)对于10kV用户站进线或母联保护电流值采用与上级电源所10kV出线过流保护电流值配合时,同时想把保护范围末端限制在变压器内部,不妨采用低电压闭锁,假设低电压增长锁定值取70V,就北京地区非凡是市区而言,一般10kV用户站母线处的系统短路阻抗最大值与用户站内的配电变压器的短路阻抗相比,也不超1:3,因此在变压器低压侧各种短路故障时,反应到10kV用户站母线上的稳态电压值应不超过100V×3/(1十3)=75V因此电压定值取70V,能够基本上把保护范围末端限制在变压器内部。(7)对用户站进行分级治理时,继电保护配置及定值整定也要有所侧重,不要千篇一律,对于在用电可靠性方面没有高要求的用户,一定要保证“事故不出门”为好。(8)对于上级电源所10kV出线速断保护时间定值尽量不要设为0S。
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