10kV線(xiàn)路與用戶(hù)保護定值配合
江蘇啟東電網(wǎng)位于電網(wǎng)的末端,35 kV及以上用戶(hù)變電所只有幾座,更多的是10 kV用戶(hù)變電所。近期新增的10 kV用戶(hù)很多,有的為開(kāi)閉所式無(wú)保護,有的為完整的變電所模式,這類(lèi)用戶(hù)變電所配置了進(jìn)線(xiàn)總保護、配電變壓器保護。有的經(jīng)一段電纜T接,供給另一個(gè)用戶(hù)變電所,電纜兩側同樣有斷路器保護。保護層次增加,在10 kV線(xiàn)路保護定值及動(dòng)作時(shí)間已較短的情況下,如何配合,保證在出現故障時(shí)可靠、合理地動(dòng)作跳閘,不越級跳閘是比較棘手的問(wèn)題。
1 事例分析
10 kV線(xiàn)路保護屬于最末端保護,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,因上級定值限額的因素,時(shí)間只能設置0 s、0.3 s和0.5 s較短的時(shí)間。配電變壓器低壓側用熔斷器作保護,高壓側由斷路器保護。線(xiàn)路上的用戶(hù)變電所,如何與線(xiàn)路保護配合,現說(shuō)明如下。
2 定值整定
2.1 系統阻抗和短路電流
相關(guān)數據參考見(jiàn)圖1、圖2、表1、表2,選擇最小方式來(lái)校驗靈敏度。選擇最大方式來(lái)分析保護配合性。為便于計算,阻抗均用標么值。要求計算各級母線(xiàn)最大短路電流及阻抗、最小短路電流及阻抗。
計算阻抗時(shí)因計算量大一直有偏差,參照值定位要正確。表1中規定:500 kVA以上變壓器Yy接線(xiàn)的UK% = 4.5,Yd接線(xiàn)的UK% = 5,根據設計部門(mén)提供的施工圖紙,800、1000 kVA Dy11接線(xiàn)組別的UK% = 4.5。
2.2 定值的整定
啟亞船務(wù)的所用保護定值整定,原則上要求均與大同線(xiàn)定值配合,大同線(xiàn)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,配變容量已升至10790 kVA,額定電流623 A,按負荷率40%計算,TA已過(guò)載, LGJ-120的線(xiàn)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(xiàn)與#2變電所113進(jìn)線(xiàn)、#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,裝設瓦斯保護、重瓦斯投跳閘、輕瓦斯、過(guò)負荷投信號告警、電流速斷和定時(shí)過(guò)流。因10 kV出線(xiàn)保護時(shí)間為0.5 s,用戶(hù)過(guò)流時(shí)間只能為0.3 s,定時(shí)速斷已無(wú)法設置,TA變比75/5。
電流速斷:按躲過(guò)配電變壓器低壓側故障及勵磁涌流。
最小靈敏度校驗: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)最大負荷電流,
靈敏度校驗:Km = Ik(2)/Idz = 169/120 = 1.41。
2.2.2 啟亞船務(wù)#1變電所
出線(xiàn)112線(xiàn)保護:電纜較短,與#2變電所進(jìn)線(xiàn)113線(xiàn)保護整定相同。TA 200/5,配電流速斷和定時(shí)過(guò)流兩段式保護,過(guò)負荷告警,重合閘停用。
電流速斷:躲過(guò)配變低壓側故障和勵磁涌流,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)最大負荷電流
Km = Ik(2)/Idz = Km = 781/250 = 3.12
過(guò)負荷告警: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)配變壓器低壓側故障及勵磁涌流;定時(shí)過(guò)流按躲過(guò)最大負荷電流
Km = Ik(2)/Idz = 160/108 = 1.48
總進(jìn)線(xiàn)111線(xiàn)保護:TA 400/5,電流速斷和定時(shí)過(guò)流保護,過(guò)負荷告警,重合閘停用。
電流速斷:躲過(guò)配變低壓側故障和勵磁涌流。從以上計算中可比較#1變電所與#2變電所配變低壓側最大短路電流,選擇的是#2變電所兩臺配變并列運行時(shí)的總短路電流。
3 保護間配合解析
根據以上計算值畫(huà)出定值配置圖,見(jiàn)圖2,從圖中每級的定值解析保護間不配合性。
大同線(xiàn)與進(jìn)線(xiàn)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故障不越級跳閘,速斷定值抬高,失去了靈敏性。定時(shí)過(guò)流不配,大同線(xiàn)過(guò)流保護已伸入啟亞船務(wù)內部,啟亞船務(wù)10 kV母線(xiàn)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(xiàn)111斷路器定時(shí)過(guò)流時(shí)間不能壓縮到0.3 s,因還有下級配電變壓器過(guò)流保護,均要作用于跳閘,故障隔離后,大同線(xiàn)用重合閘彌補恢復供電,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)間級差。配電變壓器故障,進(jìn)線(xiàn)會(huì )越級跳閘。
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,三級保護均動(dòng)作跳閘,#1、#2變電所全部失電。如果111斷路器保護停用,啟亞船務(wù)故障,大同線(xiàn)跳閘,重合不成,停電面積擴大,不可取。如果112、113斷路器保護停用,#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斷路器保護停用優(yōu)越些。如果保護均啟用,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,保護動(dòng)作的混亂和復雜化。
由于上級限額限制,#1變電所#1、#2配電變壓器斷路器保護、#2變電所#1、#2配電變壓器與進(jìn)線(xiàn)斷路器保護之間不能實(shí)現完全配合。由于上級限額限制,下級配電變壓器故障時(shí),#1變電所出線(xiàn)、#2變電所進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)保護可能會(huì )越級跳閘。
4 改進(jìn)的措施
保護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(xiàn)路保護和用戶(hù)變壓器保護很難達到完全配合。整定計算、及正常運行管理中正確、合理地調整一二次方式,保證線(xiàn)路和用戶(hù)變電所均滿(mǎn)足供電可靠性要求,保護合理動(dòng)作跳閘隔離故障,真正發(fā)揮繼電保護作為電網(wǎng)安全穩定運行的第一道防線(xiàn),提高保護動(dòng)作正確率。充分發(fā)揮其技術(shù)性能,滿(mǎn)足選擇性、靈敏性、可靠性的基本要求。
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