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10KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常用方案及整定計(jì)算

2014年12月25日() 來(lái)源:土木工程網(wǎng) 作者:佚名 閱讀:

  筆者曾作過(guò)10多個(gè)10KV配電所的繼電保護(hù)方案、整定計(jì)算,為保證選擇性、可靠性,從區(qū)域站10KV出線、開(kāi)關(guān)站10KV進(jìn)出線均選用定時(shí)限速斷、定時(shí)限過(guò)流。保護(hù)配置及保護(hù)時(shí)間設(shè)定。

一、整定計(jì)算原則:

  1.需符合《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50062-92等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

  2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性應(yīng)嚴(yán)格保障。

二、整定計(jì)算用系統(tǒng)運(yùn)行方式:

  1.按《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(能源電[1993]228號(hào))第4.7.1條和4.7.2條:為了取得合理的經(jīng)濟(jì)效益,城網(wǎng)各級(jí)電壓的短路容量應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、電壓等級(jí)、變壓器的容量、阻抗的選擇、運(yùn)行方式等方面進(jìn)行控制,使各級(jí)電壓斷路器的開(kāi)斷電流以及設(shè)備的動(dòng)熱穩(wěn)定電流得到配合,該導(dǎo)則推薦10KV短路電流宜為Ik≤16KA,為提高供電可靠性、簡(jiǎn)化保護(hù)、限制短路電流,110KV站兩臺(tái)變壓器采用分列運(yùn)行方式,高低壓側(cè)分段開(kāi)關(guān)均采用備用電源自動(dòng)投入。

  2.系統(tǒng)最大運(yùn)行方式:110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗小的電源供電,本計(jì)算稱方式1。

  3.系統(tǒng)最小運(yùn)行方式:110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗大的電源供電,本計(jì)算稱方式2。

  4.在無(wú)110KV系統(tǒng)阻抗資料的情況時(shí),由于3~35KV系統(tǒng)容量與110KV系統(tǒng)比較相對(duì)較小,其各元件阻抗相對(duì)較大,則可認(rèn)為110KV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量為無(wú)限大,對(duì)實(shí)際計(jì)算無(wú)多大影響。

  5.本計(jì)算:基準(zhǔn)容量Sjz=100MVA,10KV基準(zhǔn)電壓Ujz=10.5KV,10KV基準(zhǔn)電流Ijz=5.5KA。

三、10KV系統(tǒng)保護(hù)參數(shù)只設(shè)一套,按最大運(yùn)行方式計(jì)算定值,按最小運(yùn)行方式校驗(yàn)靈敏度(保護(hù)范圍末端,靈敏度KL≥1.5,速斷KL≥2,近后備KL≥1.25,遠(yuǎn)后備保護(hù)KL≥1.2)。

四、短路電流計(jì)算:110KV站一臺(tái)31.5MVA,,10KV 4Km電纜線路(電纜每Km按0.073,架空線每Km按0.364)=0.073×4=0.29

10KV開(kāi)關(guān)站1000KVA:(至用戶變電所電纜長(zhǎng)度只有數(shù)十米至數(shù)百米,其阻抗小,可忽略不計(jì))。

五、整定計(jì)算:

  1.開(kāi)關(guān)站出線(10DL):當(dāng)變壓器采用過(guò)電流而不采用差動(dòng)保護(hù)時(shí),其電源線路較短時(shí),例如電纜長(zhǎng)度小于3Km時(shí),采用線路--變壓器組保護(hù)裝置(即線路與受電變壓器保護(hù)共用)。

  A. 速斷動(dòng)作電流:躲過(guò)變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流:t=0S

靈敏度校驗(yàn):

  B.過(guò)流保護(hù)動(dòng)作電流:躲過(guò)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電流,如干變按Kgh=1.5,如大的風(fēng)機(jī)、水泵等啟動(dòng)電流,按實(shí)際換算到10KV側(cè)電流,Kgh可能為1.2、1.3等,微機(jī)保護(hù)按廠家提供資料,返回系數(shù)Kh=0.95。

,t=0.3S

靈敏度校驗(yàn):

  如靈敏度不夠,改為低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù),電流元件按躲開(kāi)變壓器的額定電流整定,而低電壓閉鎖元件的起動(dòng)電壓則按照小于正常情況下的最低工作電壓及躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的條件來(lái)整定。

  C.對(duì)變壓器超溫,瓦斯保護(hù)需跳閘者,變壓器高壓側(cè)設(shè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)帶分勵(lì)脫扣器,作用于跳閘。

  2.開(kāi)關(guān)站進(jìn)線(8DL):

按規(guī)范可不設(shè),本方案設(shè)的目的作為出線保護(hù)及其相關(guān)元件故障如電磁線圈斷路而拒動(dòng)時(shí)的后備保護(hù)及3~10KV母線的保護(hù)。

  A.限時(shí)速斷動(dòng)作電流:同開(kāi)關(guān)站所有出線的最大一臺(tái)變壓器速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1

,t=0.3S

靈敏度校驗(yàn):

  B. 時(shí)限過(guò)流動(dòng)作電流:

,t=0.6S

靈敏度校驗(yàn):

  3.區(qū)域站10KV出線(5DL):

  A.限時(shí)速斷動(dòng)作電流:同開(kāi)關(guān)站出線(8DL)限時(shí)速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1,

,t=0.4S

靈敏度校驗(yàn):

  B.時(shí)限過(guò)流動(dòng)作電流:躲過(guò)線路過(guò)負(fù)載電流(如大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流,某些實(shí)

驗(yàn)時(shí)的沖擊電流等)

,t=0.7S

靈敏度校驗(yàn):

  4.區(qū)域站10KV分段開(kāi)關(guān)(2DL):

  僅設(shè)充電保護(hù),按躲開(kāi)10KV母線充電時(shí)變壓器勵(lì)磁涌流,延時(shí)t=0.2S動(dòng)作,充電后保護(hù)退出。

,t=0.2S

靈敏度校驗(yàn):

  5.開(kāi)關(guān)站10KV分段開(kāi)關(guān)(7DL):

同2DL原則,

,t=0.2S

靈敏度校驗(yàn):

  6.開(kāi)關(guān)站出線帶2臺(tái)及以上變壓器:

  A.速斷動(dòng)作電流:躲過(guò)中最大者,t=0S

  B.時(shí)限過(guò)流動(dòng)作電流:躲過(guò)線路過(guò)負(fù)載電流, t=0.3S。

  7.區(qū)域站至住宅小區(qū)供電線路(單線單環(huán)或雙環(huán)、開(kāi)環(huán)進(jìn)行):

  A.限時(shí)速斷動(dòng)作電流:同6.A原則,t=0.4S(同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合)。

  B.時(shí)限過(guò)流動(dòng)作電流:同6.B原則,t=0.7S(同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合)。

  8.區(qū)域站主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)1DL、3DL:

設(shè)過(guò)電流保護(hù)(作為主變低后備保護(hù),10KV母線保護(hù)及出線遠(yuǎn)后備保護(hù)),其動(dòng)作電流按躲過(guò)主變的最大負(fù)荷電流(當(dāng)一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)的負(fù)荷電流及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等),對(duì)K-2點(diǎn)要求KL≥2,對(duì)K-3點(diǎn)要求KL≥1.2。

保護(hù)為一段二時(shí)限,第一時(shí)限1.1S跳10KV分段開(kāi)關(guān),第二時(shí)限1.5S跳本側(cè)開(kāi)關(guān)。

  9.關(guān)于時(shí)間級(jí)差說(shuō)明:

  A.對(duì)微機(jī)保護(hù),開(kāi)關(guān)站△t為0.3S,對(duì)區(qū)域站為提高可靠性△t為0.4S。

  B.對(duì)電磁繼電器保護(hù),選精度較好的時(shí)間繼電器,△t在開(kāi)關(guān)站,區(qū)域站△t均為0.4S。

  10.為避免CT飽和,可采用保護(hù)與測(cè)量CT分開(kāi),用不同的變比,如保護(hù)用300/5A等。

  11.對(duì)10KV中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中的單相接地故障:

  A.在10KV母線上,裝設(shè)接地監(jiān)視裝置,作用于信號(hào)。PT開(kāi)口三角電壓繼電器整定值:Udz=15V,為避免鐵磁諧振,在開(kāi)口三角上設(shè)一個(gè)微機(jī)型消諧器。

  B.區(qū)域站、開(kāi)關(guān)站10KV出線較多,設(shè)微機(jī)小電流接地信號(hào)裝置,可迅速判別某出線單相接地故障(對(duì)微機(jī)保護(hù),10KV小電流接地選線功能通過(guò)各10KV間隔的監(jiān)控保護(hù)實(shí)現(xiàn),無(wú)需專門的裝置)。

六、自動(dòng)裝置設(shè)定:

  1.10KV架空出線重合閘:動(dòng)作投入時(shí)間1S。

  2.備用電源自動(dòng)投入:

  A.區(qū)域站10KV分段開(kāi)關(guān)(2DL)自動(dòng)投入時(shí)間:

  a.t=110KV橋開(kāi)關(guān)備自投時(shí)間+0.4S;

  b.t=主變高后備動(dòng)作時(shí)間+0.4S;

  c.取a與b的最大值。

  B.各開(kāi)關(guān)站10KV分段開(kāi)關(guān)備自投時(shí)間=2DL備自投時(shí)間+0.4S

  C.備自投動(dòng)作電壓:

  工作電源失壓動(dòng)作電壓:25V(PT二次側(cè)電壓)

  備用電源監(jiān)視動(dòng)作電壓:70V(PT二次側(cè)電壓)

七、結(jié)束語(yǔ):本方案經(jīng)多年運(yùn)行考驗(yàn),符合可靠性、速動(dòng)性、選擇性、靈敏性四性原則,對(duì)區(qū)域站,動(dòng)作時(shí)間小于1S,保證了10KV各設(shè)備和線路的熱穩(wěn)定,同反時(shí)限過(guò)流相比,動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確、誤差小、容易整定、選擇性好。多次動(dòng)作,未出現(xiàn)誤動(dòng)情況,保證了供電的可靠性。

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