基于10kV線路保護整定計算問題及解決辦法
對于10 kV開關站進線保護,其速斷保護按所有出現的最大一臺變壓器速斷保護相配合(帶延時)。
雙側電源線路的方向電流速斷保護定值,應按躲過本線路末端最大三相短路電流整定;無方向的電流速斷保護定值應按躲過本線路兩側母線最大三相短路電流整定。對雙回線路,應以單回運行作為計算的運行方式;對環網線路,應以開環方式作為計算的運行方式。
單側電源線路的電流速斷保護定值,按雙側電源線路的方向電流速斷保護的方法整定。
對于接入供電變壓器的終端線路(含T接供電變壓器或供電線路),如變壓器裝有差動保護,線路電流速斷保護定值,允許按躲過變壓器低壓側母線三相最大短路電流整定。如變壓器以電流速斷作為主保護,則線路電流速斷保護應與變壓器電流速斷保護配合整定。
靈敏度校驗(保護性能分析) 。按最大運行方式下,線路最大保護范圍不應小于線路全長的50%。按最小運行方式下,線路最小保護范圍不應小于線路全長的15%~20%。瞬時電流速斷保護雖能迅速切除短路故障,但不能保護線路全長。
3.2 定時限過電流保護
按躲過本線路最大負荷電流整定。時限整定為0.3s(微機保護),按階梯型原則整定。
當線路較長,過電流保護靈敏度不夠時(如20 km以上線路),可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護,此時負序電壓取0.06Ue(Ue為額定電壓),低電壓取0.6~0.7Ue,動作電流按正常最大負荷電流整定,只考慮可靠系數及返回系數。當保護無法改動時,應在該線路適當處加裝柱上斷路器或跌落式熔斷器,作為后一段線路的主保護,其額定電流按后面一段線路的最大負荷電流選取。
最終解決辦法是調整網絡結構,使10 kV線路供電半徑符合規程要求。
當過電流保護,靈敏度不夠時(如變壓器為5~10kVA或線路極長),由于每臺變壓器高壓側均有跌落式熔斷器,因此可不予考慮。
當過電流定值偏大,甚至大于瞬時電流速斷定值時,而導致保護靈敏度不夠時,可考慮保證1.5倍的靈敏度(近后備)整定。
對于時限級差配合無法滿足整定要求時,因10 kV線路保護處于系統多級保護的最末端,而上級后備保護動作時限限制在一定數值范圍內,可能會出現時限逐級配合后無法滿足要求時,對于只有一臺主變壓器的變電站,可采用主變壓器高壓側過電流保護相同的動作時限,使主變壓器10 kV斷路器動作時間增加0.5 s,有利于該斷路器與10kV線路保護的配合。與逐級配合整定相比,對用戶的停電影響相同,在實際中也是允許的。
對于上網小水電10 kV線路,應躲過小水電輸送的最大三相短路電流,按雙側電源線路考慮,采用方向過電流保護。
4 三相一次重合閘
10 kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘,由于安裝于末級保護上,所以不需要與其他保護配合。考慮的主要是重合閘的重合成功率,以使用戶負荷盡量少影響。根據有關統計分析,架空線路的瞬時性故障次數,約占故障次數的70%左右,重合閘的成功率約50%~70%。
因而重合閘對電力系統供電可靠性起了很大的作用。
重合閘整定時間, 應等于線路對有足夠靈敏系數的延時段保護的動作時間,加上故障點足夠斷電去游離時間和裕度時間,再減去斷路器合閘固有時間。
單側電源線路的三相重合閘時間除應大于故障點斷電去游離時間外,還應大于斷路器及操作機構, 復歸原狀準備好再次動作的時間。單側電源線路的三相一次重合閘動作時間不宜小于1 s。
雙側電源線路的三相重合閘時間,除了考慮單側電源線路重合閘的因素外,還應考慮線路兩側保護裝置,以不同時間切除故障的可能性。對于多回線并列運行的雙側電源線路的三相一次重合閘,其無電壓檢定側的動作時間不宜小于5 s。
在10 kV配電線路中,多為照明負荷,供電可靠性要求較低,短時停電不會造成很大的損失。為了保證瞬時性故障能可靠消除,提高重合閘的重合成功率,可酌情延長重合閘動作時間,一般采用1.5 s的重合閘時間。
10 kV配電線路繼電保護的配置雖然簡單,但由于線路的復雜性和負荷的多變性,在保護裝置的選型上值得重視。根據鎮安電網保護配置情況及運行經驗,建議在新建變電站保護 配置中采用微機保護。微機保護在具備電流速斷、過電流及重合閘的基礎上,還應具備低壓(或復壓)閉鎖、時限速斷、帶方向保護等功能,以適應線路及負荷變化對保護方式的不同要求。
該整定計算方案經多年運行考驗,符合選擇性、靈敏性、速動性、可靠性“四性”原則,對于10 kV配電線路,動作時間小于0.5 s,保證了10 kV設備和線路的熱穩定,同時選擇性好,動作時間準確,未出現誤動情況,保證了供電的可靠性。
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