10KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常用方案及整定計算

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簡介： 本文論述10KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常用方案及整定計算，經(jīng)多年運(yùn)行考驗(yàn)，選擇性好、動作準(zhǔn)確無誤，保證了供電可靠性。

　　筆者曾作過10多個10KV配電所的繼電保護(hù)方案、整定計算，為保證選擇性、可靠性，從區(qū)域站10KV出線、開關(guān)站10KV進(jìn)出線均選用定時限速斷、定時限過流。保護(hù)配置及保護(hù)時間設(shè)定。
一、整定計算原則：
　　1.需符合《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》GB50062-92等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。
　　2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應(yīng)嚴(yán)格保障。
二、整定計算用系統(tǒng)運(yùn)行方式：
　　1.按《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》（能源電[1993]228號）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)各級電壓的短路容量應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運(yùn)行方式等方面進(jìn)行控制，使各級電壓斷路器的開斷電流以及設(shè)備的動熱穩(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、簡化保護(hù)、限制短路電流，110KV站兩臺變壓器采用分列運(yùn)行方式，高低壓側(cè)分段開關(guān)均采用備用電源自動投入。
　　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，本計算稱方式2。
　　4.在無110KV系統(tǒng)阻抗資料的情況時，由于3～35KV系統(tǒng)容量與110KV系統(tǒng)比較相對較小，其各元件阻抗相對較大，則可認(rèn)為110KV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量為無限大，對實(shí)際計算無多大影響。
　　5.本計算：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、短路電流計算：110KV站一臺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開關(guān)站1000KVA：（至用戶變電所電纜長度只有數(shù)十米至數(shù)百米，其阻抗小，可忽略不計）。
 五、整定計算：
　　1.開關(guān)站出線（10DL）：當(dāng)變壓器采用過電流而不采用差動保護(hù)時，其電源線路較短時，例如電纜長度小于3Km時，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. 速斷動作電流：躲過變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流：t=0S
靈敏度校驗(yàn)：
 　　B.過流保護(hù)動作電流：躲過可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流，如干變按Kgh=1.5，如大的風(fēng)機(jī)、水泵等啟動電流，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電流保護(hù)，電流元件按躲開變壓器的額定電流整定，而低電壓閉鎖元件的起動電壓則按照小于正常情況下的最低工作電壓及躲過電動機(jī)自起動的條件來整定。
　　C.對變壓器超溫，瓦斯保護(hù)需跳閘者，變壓器高壓側(cè)設(shè)負(fù)荷開關(guān)帶分勵脫扣器，作用于跳閘。
　　2.開關(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時的后備保護(hù)及3～10KV母線的保護(hù)。
　　A.限時速斷動作電流:同開關(guān)站所有出線的最大一臺變壓器速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1
，t=0.3S
靈敏度校驗(yàn)：
 　　B. 時限過流動作電流:
，t=0.6S
靈敏度校驗(yàn)：
 　　3.區(qū)域站10KV出線(5DL):
　　A.限時速斷動作電流:同開關(guān)站出線(8DL)限時速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1,
，t=0.4S
靈敏度校驗(yàn)：
 　　B.時限過流動作電流:躲過線路過負(fù)載電流(如大電動機(jī)啟動電流,某些實(shí)
驗(yàn)時的沖擊電流等)
，t=0.7S
靈敏度校驗(yàn)：
 　　4.區(qū)域站10KV分段開關(guān)(2DL):
　　僅設(shè)充電保護(hù),按躲開10KV母線充電時變壓器勵磁涌流,延時t=0.2S動作,充電后保護(hù)退出。
，t=0.2S
靈敏度校驗(yàn)：
 　　5.開關(guān)站10KV分段開關(guān)（7DL）：
同2DL原則，
，t=0.2S
靈敏度校驗(yàn)：
　　6.開關(guān)站出線帶2臺及以上變壓器：
　　A.速斷動作電流：躲過中最大者，t=0S
　　B.時限過流動作電流：躲過線路過負(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)、開環(huán)進(jìn)行）：
　　A.限時速斷動作電流：同6.A原則，t=0.4S(同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合）。
　　B.時限過流動作電流：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)開關(guān)1DL、3DL:
設(shè)過電流保護(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)），其動作電流按躲過主變的最大負(fù)荷電流（當(dāng)一臺主變故障或檢修時的負(fù)荷電流及電動機(jī)啟動等），對K-2點(diǎn)要求KL≥2,對K-3點(diǎn)要求KL≥1.2。
保護(hù)為一段二時限，第一時限1.1S跳10KV分段開關(guān)，第二時限1.5S跳本側(cè)開關(guān)。
　　9.關(guān)于時間級差說明：
　　A.對微機(jī)保護(hù)，開關(guān)站△t為0.3S，對區(qū)域站為提高可靠性△t為0.4S。
　　B.對電磁繼電器保護(hù)，選精度較好的時間繼電器，△t在開關(guān)站，區(qū)域站△t均為0.4S。
　　10.為避免CT飽和，可采用保護(hù)與測量CT分開，用不同的變比，如保護(hù)用300/5A等。
　　11.對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。PT開口三角電壓繼電器整定值：Udz=15V，為避免鐵磁諧振，在開口三角上設(shè)一個微機(jī)型消諧器。
　　B.區(qū)域站、開關(guān)站10KV出線較多，設(shè)微機(jī)小電流接地信號裝置，可迅速判別某出線單相接地故障（對微機(jī)保護(hù)，10KV小電流接地選線功能通過各10KV間隔的監(jiān)控保護(hù)實(shí)現(xiàn)，無需專門的裝置）。
六、自動裝置設(shè)定：
　　1.10KV架空出線重合閘：動作投入時間1S。
　　2.備用電源自動投入：
　　A.區(qū)域站10KV分段開關(guān)（2DL）自動投入時間：
　　a.t=110KV橋開關(guān)備自投時間+0.4S；
　　b.t=主變高后備動作時間+0.4S；
　　c.取a與b的最大值。
　　B.各開關(guān)站10KV分段開關(guān)備自投時間=2DL備自投時間+0.4S
　　C.備自投動作電壓：
　　工作電源失壓動作電壓：25V(PT二次側(cè)電壓）
　　備用電源監(jiān)視動作電壓：70V(PT二次側(cè)電壓)
七、結(jié)束語：本方案經(jīng)多年運(yùn)行考驗(yàn)，符合可靠性、速動性、選擇性、靈敏性四性原則，對區(qū)域站，動作時間小于1S，保證了10KV各設(shè)備和線路的熱穩(wěn)定，同反時限過流相比，動作時間準(zhǔn)確、誤差小、容易整定、選擇性好。多次動作，未出現(xiàn)誤動情況，保證了供電的可靠性。