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農網10KV配電線路繼電保護整定計算和配置

來源:綜合部 發布時間:2015-08-27 15:48:51 瀏覽:
引言
繼電保護及自動裝置是電力系統的重要二次設備,繼電保護整定計算結果直接決定著保護裝置動作的正確與否,對電力線路、電氣設備以及整個電力系統的安全穩定運行都起著至關重要的作用。因此,準確地計算保護定值,合理選擇保護配置是一項重要的工作。
一般情況下,農網10KV配電線路常見的接線形式多為一條線路接有多臺配電變壓器,負載為樹枝形式,常用的保護及自動裝置有瞬時電流速斷保護、定時限過流保護、單相接地故障由TV開口三角處的絕緣監察裝置報警以及三相一次重合閘等。但由于農村線路存在供電距離長、個別線路負荷較重、負荷的季節性變化較大、線路架設質量較差、因地理環境較差線路故障率較高等特點,10KV配電線路繼電保護整定計算和配置存在一定問題,主要有以下幾方面,處理解決如下。
   一、電流速斷保護整定沒有保護范圍
一般情況,線路電流速斷保護的整定原則是保護整定一次值取最大運行方式下線路末端的最大短路電流乘以可靠系數Kk整定。對于農網10KV線路則往往會出現這種情況,即在系統最大運行方式下,電流速斷保護僅能保護線路全長的50%左右;在系統最小運行方式下,電流速斷保護的保護范圍很小甚至沒有保護范圍。
處理方法
   為了使處于電力系統末端的10KV線路上的電流速斷保護獲得較滿意的效果,可以采用線路—變壓器組的模式來計算保護整定值,即以躲過線路上容量最大一臺變壓器低壓側短路時的最大短路電流來整定。這樣,電流速斷保護就能保護整條線路。
具體整定計算
電流速斷保護二次動作電流可按下式整定:
Idzj=KkKjxIdbmax(3)/n1
式中
Idzj — 電流速斷保護裝置折算至二次側的動作電流整定值(A);
Idbmax(3)—系統最大運行方式下,容量最大一臺變壓器低壓側短路電流(A);
 n1   — 電流互感器變比;
 Kk  — 可靠系數,取Kk=1.2—1.3;
 Kjx —接線系數,接于相電流時取1,接于相電流差時取1.732。
二、變壓器勵磁涌流造成無時限電流速斷保護誤動
隨著縣域經濟的不斷發展,線路上所帶的配電變壓器在不斷增多,造成農網負荷增加迅速。 在線路投入、合閘的瞬間,各變壓器會產生強大的勵磁涌流,其最大值可達到變壓器額定值的6~8倍,特別是干式變壓器勵磁涌流更大,可達變壓器額定值10~12倍,且容量越大衰減越慢。該值有可能大于無時限電流速斷保護整定值,使保護誤動,同時也有可能造成調度運行人員的誤判斷。
處理方法
1、在10KV線路電流速斷保護及加速回路中加入0.15~0.2S的時限。這種方法不用改造繼電保護裝置,但會增加故障時間,適用于對系統穩定運行影響較小的10KV線路。
2、將電流速斷保護改為復合電壓閉鎖速斷保護,即在每段10KV母線上裝設一組復合電壓閉鎖裝置,其中負序電壓繼電器的動作電壓按躲過正常運行時出現的最大不平衡電壓來整定,根據運行經驗一般可取U2dz=5~6V(二次值),低電壓繼電器的動作電壓按低于最小工作電壓來整定,一般可取U2dz=60~70V(二次值)。
三、定時限過電流保護的作用不明顯,靈敏度達不到要求,非故障跳閘頻繁。
常規保護整定計算中,定時限過電流保護動作電流按照躲過線路出現的最大負荷電流來整定,即
Idzj=KkKjxIgh/n1
 過電流保護靈敏度為Km= Idmin(2)/Idz
Igh     — 最大負荷電流
Idmin(2)— 系統最小運行方式下線路末端兩相短路電流值(A)
Idz     — 保護裝置一次動作電流(A)
按照過電流保護的動作原理,線路電流一旦大于Idz值,就判斷為線路短路故障,動作于跳閘。
實際上農網負荷變化很大,確定一個適當的保護動作電流有困難。一條線路的實際最大負荷可能在某個時期遠小于其變壓器裝機容量,如按最大負荷確定過電流保護動作值,則在校驗其靈敏度時,會出現靈敏度過高的情況,反而破壞了保護的選擇性,出現低壓線路故障越級到10KV斷路器跳閘的情況。另一方面農網10KV線路末端最小兩相短路電流往往較小,有時會出現線路末端短路電流小于該線路最大負荷電流Igh的情況,靈敏度低于規定要求,出現短路故障時保護不動作的情況。在實際的農網運行中,引起過電流保護動作的大多是運行電流超過過電流保護整定電流值Idz引起。
處理方法
1、整定的動作電流應躲過線路最大負荷電流,并要兼顧控制靈敏度。規程要求過電流保護的靈敏度Km應小于1.5。當靈敏度過高時,可增大保護的動作電流來降低靈敏度。一般Km控制在2—3時較為理想。保護的動作電流增大了,若以后線路的最大負荷發生變動時,也不必去頻繁調整動作電流值。
2、可在該線路過電流保護靈敏度等于要求值處加裝10KV跌落式熔斷器。此熔斷器作為最后一段線路的主保護。熔斷器的額定電流按后面一段線路的最大負荷電流選取,同時需和熔斷器前面線路的過電流保護在時限上取得配合。
3、取消定時限過電流保護。取消了定時限過電流保護后,需要電流速斷保護去保護線路全長。若按常規整定電流速斷保護(即動作電流按照躲過系統最大運行方式下線路末端三相短電流來整定),則要保證保護的選擇性,那么速斷保護就保護不了線路的全長。為此,可以把電流速斷保護的動作電流按躲過線路保護的變壓器低壓側出口短路電流來整定。這樣就能滿足對線路保護的需要。此速斷保護的后備保護可由上級設備的定時限電流速斷保護承擔。
四、10KV線路保護時限級差無法配合
農網10KV線路保護往往處于系統各級保護的最末級,有時會出現時限逐級配合后無法滿足整定要求,有時會出現10KV出線保護整定時限為os,甚至為理論上的“負值”的情況。
    處理方法
1、對只有一臺主變壓器的農村變電站,可將主變壓器高低壓側過電流保護采用相同的動作時限。
2、對于有兩臺三繞組變壓器并列運行的110KV變電站,其10KV線路保護時限整定時,可使35KV母線分段斷路器過電流動作時限(或主變壓器35KV后備保護聯跳母分斷路器時限)與主變壓器10KV側斷路器過電流動作時限相同。這樣,當10KV母線故障時,有可能使兩斷路器同時動作。按上述整定,使主變壓器10KV斷路器動作時間增加了0.5s,有利于該斷路器與10KV線路保護的配合。
3、交流絕緣監視裝置無法判斷接地故障相。農網10KV線路故障絕大多數是單相接地故障,而用來反映接地后出現零序電壓的絕緣監視裝置并不能判斷哪條線路接地。為此可選用具有選擇性的零序電流保護,以有利短路接地故障的判斷和排除。
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