线路后备保护的整定计算研究任晓波

线路后备保护的整定计算研究任晓波

关键词:10kV配网线路;柱上断路器;定值整定

110kV配网定值整定原则探讨

1.110kV配网定值整定问题

目前,10kV配网线路柱上断路器(开关站)定值整定工作普遍存在以下问题:第一,一些供电公司柱上断路器仅被用作开断设备,其定值常年处于出厂状态,相当于退出,一旦线路故障即导致变电站开关跳闸。故障的切除完全依赖于变电站保护。第二,一些供电公司在10kV配网线路柱上断路器(开关站)整定的定值上下级配合关系混乱或完全没有配合,越级跳闸现象严重,为了严格配合关系,应规定10kV农配网柱上断路器(开关站)定值不宜设置3级以上。第三,当前电力系统没有规范的10kV配网线路柱上断路器(开关站)保护定值整定原则。

1.2电流速断保护(过流I段)

1)按躲本线路末端最大方式下三相短路电流计算:Isd=K×Idmax。

式中,K为可靠系数,取1.3倍,Idmax为线路末端最大三相短路电流。

2)与上级电流速断保护定值配合,配合系数取1.1-1.3倍:Isd=Idz/K。

式中,K为配合系数,根据多年经验,本保护安装处与上级保护安装处距离<=3km,K取1.1,6km>=本保护安装处与上级保护安装处距离>3km,K取1.2,本保护安装处与上级保护安装处距离>6km,K取1.3。一般来说,城配网因距离短、线径大,K值可取1.1~1.2,农配网因距离长,线径小,K值可取1.3。Idz为上级电流速断保护定值。

3)按躲过本段线路上配变低压侧400V母线最大方式三相短路电流整定。可按躲距保护安装处最近的最大容量配变低压侧400V母线三相短路电流整定:Isd=K×Idmax。

式中,K为可靠系数,取1.3倍,Idmax为距保护安装处最近的最大容量配变低压侧400V母线三相短路电流。

4)按躲配变励磁涌流整定:Isd=K×Ie。

式中Ie为该线路所接配变总额定电流,K取4-8倍。实际计算中,可取4倍,若经实践不能可靠躲过励磁涌流,再行调整。

5)灵敏度校验。按最小运行方式下校核线路出口两相短路的灵敏系数K应不小于1.5:

Klm=Idmin/Isd>=1.5

式中,Klm为灵敏系数,Idmin为最小方式下线路出口两相短路电流,I为速断保护定值。

7)时限整定原则:一般整定为0S,如果经实践不能有效躲过励磁涌流,可设定为0.1S的短延时,一般来说可躲过励磁涌流,但是越级跳闸概率提高。

1.3限时电流速断保护(过流II段)

考虑变电站10kV出线限时电流速断保护一般整定为0.3S,如果多级柱上开关均设置该保护,不易配合,一般10kV配网柱上开关不设置限时电流速断保护,但是如果条件允许,第一级柱上开关可设置0.1S短延时的限时电流速断保护。整定原则为:按保证本段线路末端最小方式下两相短路故障有灵敏度整定:Isd=Idmin/Klm。

式中,Klm为灵敏系数,20km以下取1.5倍,20-50km取1.4倍,50km以上取1.3倍。Idmin为线路末端最小方式两相短路电流。

1.4过电流保护(过流III段)

1)按躲最大负荷电流整定:IIII=Kk×Ifh/Kre

式中,Kk为可靠系数,取1.2,Ifh为最大负荷电流,Kre为返回系数,取0.95

2)由于10kV配网线路结构复杂,负荷、运行方式变化较多,为避免在负荷增加时反复调整定值,可按CT二次额定电流整定:IIII=Kk×Ie/Kre

式中,Kk为可靠系数,取1.2,Ie为CT二次额定电流,一般为5A,Kre为返回系数,取0.95。

若最大负荷电流>CT额定电流,取最大负荷电流计算。反之,取CT额定电流计算。

3)时限整定:按与上级过流保护时限反配整定,时限级差0.2S-0.3S。

目前,地区整定原则,变电站10kV出线过流III段时限一般可整定为0.9S以上,则10kV配网柱上断路器(开关站)过流III段时限,按0.2S时限级差可配三级以上,按0.3S时限级差可配两级以上。

210kV配网定值整定计算实例

2.1某县供电分公司35kV朗江变304漠滨线计算实例参数:

已知:

保护1:某变电站10kV母线最大/最小方式阻抗标幺值2.0441/2.4489;CT变比200/5;过流I段一次定值600A,时限0S;过流II段一次定值320A,时限0.3S,过流III段一次定值240A,1.2S

保护2:最大/最小方式阻抗标幺值5.6081/6.0129;CT变比200/5;距保护安装处最近的最大容量配变低压侧400V母线最大阻抗标幺值16.3065;总额定电流105A;最大负荷电流85A;

保护3:略;

保护4:略;

2.2保护整定点选择

原则上,10kV配网线路柱上断路器定值整定宜选取不超过3点,假设图中2与3之间或者3与4之间还有柱上断路器,也只应选取2,3,4点做为保护整定点,其他柱上断路器可仅做为开关设备使用。

2.3保护2定值计算

电流速断保护

①按躲本线路末端最大方式下三相短路电流计算,可靠系数1.3:Isd=1.3×5500/5.6081=1274.9A。

②与上级(保护1)电流速断保护定值配合,配合系数取1.3倍:Isd=600/1.3=462A。

③按躲距保护安装处最近的最大容量配变低压侧400V母线三相短路电流整定,可靠系数取1.3:Isd=K×Idmax=1.3×5500/16.3065=439A。

④按躲配变励磁涌流整定,K取4倍:Isd=K×Ie=4×105=420A。

综合①②③④,保护2电流速断定值可取439A,换算到二次值为439/40=11A,时限0S。

⑤灵敏度校验。按最小运行方式下校核线路出口两相短路的灵敏系数K应不小于1.5:Klm=Idmin/Isd=(√3/2×5500/6.0129)/439=1.8>=1.5,满足灵敏度要求。

限时电流速断保护

可不整定。

过电流保护

①按躲最大负荷电流整定,可靠系数Kk取1.2:IIII=Kk×Ifh/Kre=1.2*85/0.95=107A;

②按CT额定电流整定,可靠系数Kk取1.2:IIII=Kk×Ie/Kre=1.2×200/0.95=253A

综合①②最大负荷电流<CT额定电流,按CT额定电流计算,取IIII=253A,换算成二次即253/40=6.3A,时限取0.9S,反配保护1过流III段时限,级差0.3S。

2.4保护3、保护4定值计算

与保护2计算过程相同。

3结束语

通过对10kV配网线路定值整定方法的探讨,我们应该从实际出发,科学有效的规划未来的配网工作,科学配置柱上断路器或开关站的保护定值来满足继电保护四性要求,保障配网的安全稳定运行,大力提升电力系统的安全性及可靠性。

参考文献

[1]崔其会.10kV配电线路保护定值的整定探讨[J].供用电,2009.

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