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10kV线路与用户保护定值配合

北极星电力网技术频道    作者:刘亚玉   2008/4/25 15:40:48   

 关键词:  线路 保护 定值

江苏启东电网位于电网的末端,35kV及以上用户变电所只有几座,更多的是10kV用户变电所。近期新增的10kV用户很多,有的为开闭所式无保护,有的为完整的变电所模式,这类用户变电所配置了进线总保护、配电变压器保护。有的经一段电缆T接,供给另一个用户变电所,电缆两侧同样有断路器保护。保护层次增加,在10kV线路保护定值及动作时间已较短的情况下,如何配合,保证在出现故障时可靠、合理地动作跳闸,不越级跳闸是比较棘手的问题。

1事例分析

10kV线路保护属于最末端保护,一般采用电流瞬时速断、定时速断和定时过流三段式,因上级定值限额的因素,时间只能设置0s、0.3s和0.5s较短的时间。配电变压器低压侧用熔断器作保护,高压侧由断路器保护。线路上的用户变电所,如何与线路保护配合,现说明如下。

2定值整定

2.1系统阻抗和短路电流

相关数据参考见图1、图2、表1、表2,选择最小方式来校验灵敏度。选择最大方式来分析保护配合性。为便于计算,阻抗均用标么值。要求计算各级母线最大短路电流及阻抗、最小短路电流及阻抗。


计算阻抗时因计算量大一直有偏差,参照值定位要正确。表1中规定:500kVA以上变压器Yy接线的UK%=4.5,Yd接线的UK%=5,根据设计部门提供的施工图纸,800、1000kVADy11接线组别的UK%=4.5。


2.2定值的整定

启亚船务的所用保护定值整定,原则上要求均与大同线定值配合,大同线定值为1746A/29.1A/0s、924A/15.4A/0.3s和440A/7.33A/0.5s。原TA变比200/5,配变容量已升至10790kVA,额定电流623A,按负荷率40计算,TA已过载,LGJ-120的线径可承载380A,向生技部建议更改TA为300/5,可增加过流定值由280A增加到440A。启亚船务#1、#2变电所定值相同的有#1配电变压器与#2配电变压器、112出线与#2变电所113进线、#2变电所#1配电变压器与#2配电变压器。

2.2.1启亚船务#2变电所

1000kVA(57.5A)配电变压器容量≥800kVA,装设瓦斯保护、重瓦斯投跳闸、轻瓦斯、过负荷投信号告警、电流速断和定时过流。因10kV出线保护时间为0.5s,用户过流时间只能为0.3s,定时速断已无法设置,TA变比75/5。

电流速断:按躲过配电变压器低压侧故障及励磁涌流。

最小灵敏度校验:Km=Ik(2)/Idz=775/645=1.20,101、102断路器TA出口至配变所两相间故障有足够的灵敏度,可靠动作。

定时过流:按躲过最大负荷电流,

灵敏度校验:Km=Ik(2)/Idz=169/120=1.41。

2.2.2启亚船务#1变电所

出线112线保护:电缆较短,与#2变电所进线113线保护整定相同。TA200/5,配电流速断和定时过流两段式保护,过负荷告警,重合闸停用。

电流速断:躲过配变低压侧故障和励磁涌流,且与配电变压器速断配合。

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

定时过流:躲过最大负荷电流

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

过负荷告警:Idj=3.366A,Idz=135A,t=9s

800kVA(46.19A)配电变压器电流速断按躲过配变压器低压侧故障及励磁涌流;定时过流按躲过最大负荷电流

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

总进线111线保护:TA400/5,电流速断和定时过流保护,过负荷告警,重合闸停用。

电流速断:躲过配变低压侧故障和励磁涌流。从以上计算中可比较#1变电所与#2变电所配变低压侧最大短路电流,选择的是#2变电所两台配变并列运行时的总短路电流。

3保护间配合解析

根据以上计算值画出定值配置图,见图2,从图中每级的定值解析保护间不配合性。


大同线与进线111断路器间:瞬时速断配合,但111断路器的速断灵敏度仅0.89,因保证配电变压器低压侧故障不越级跳闸,速断定值抬高,失去了灵敏性。定时过流不配,大同线过流保护已伸入启亚船务内部,启亚船务10kV母线故障,最小短路电流781A,而定值分别为400A和438A,时间均为0.5s。进线111断路器定时过流时间不能压缩到0.3s,因还有下级配电变压器过流保护,均要作用于跳闸,故障隔离后,大同线用重合闸弥补恢复供电,但启亚船务备用#1、#2变电所均失电。

111断路器与#1变电所配电变压器间:速断配合,111断路器速断灵敏度偏低。定时过流时间为0.5s与0.3s,仍是无时间级差。配电变压器故障,进线会越级跳闸。

111断路器与112、113断路器间:速断不配合,#2变电所10kV及配电变压器故障,三级保护均动作跳闸,#1、#2变电所全部失电。如果111断路器保护停用,启亚船务故障,大同线跳闸,重合不成,停电面积扩大,不可取。如果112、113断路器保护停用,#2变电所故障,111断路器跳闸,启亚船务全部失电,并且判别不出故障位置,但比111断路器保护停用优越些。如果保护均启用,重合闸均停用,#2变电所故障,跳闸的有101、102、113、112、111断路器,造成人为故障,保护动作的混乱和复杂化。

由于上级限额限制,#1变电所#1、#2配电变压器断路器保护、#2变电所#1、#2配电变压器与进线断路器保护之间不能实现完全配合。由于上级限额限制,下级配电变压器故障时,#1变电所出线、#2变电所进线、出线保护可能会越级跳闸。

4改进的措施

保护及重合闸停启用的合理安排,保证故障时停电范围最小,动作合理。

10kV线路保护和用户变压器保护很难达到完全配合。整定计算、及正常运行管理中正确、合理地调整一二次方式,保证线路和用户变电所均满足供电可靠性要求,保护合理动作跳闸隔离故障,真正发挥继电保护作为电网安全稳定运行的第一道防线,提高保护动作正确率。充分发挥其技术性能,满足选择性、灵敏性、可靠性的基本要求。

来源:江苏省启东市供电公司
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