10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)如何配置？整定值怎么計(jì)算？
閱讀次數(shù)：1373 發(fā)布時(shí)間： 2020-05-29 09:24:41
筆者曾做過10多個(gè)10kV配電所的繼電保護(hù)方案、整定計(jì)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(shí)限速斷、定時(shí)限過流。保護(hù)配置及保護(hù)時(shí)間設(shè)定。
（1）需符合《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
（2）可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性應(yīng)嚴(yán)格保障。
二、整定計(jì)算用系統(tǒng)運(yùn)行方式
（1）按《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》：為了取得合理的經(jīng)濟(jì)效益，城網(wǎng)各級(jí)電壓的短路容量應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、電壓等級(jí)、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(jí)電壓斷路器的開斷電流以及設(shè)備的動(dòng)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(jiǎn)化保護(hù)、限制短路電流，110kV站兩臺(tái)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(dòng)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(jì)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(jì)算稱方式2。
（4）在無110kV系統(tǒng)阻抗資料的情況時(shí)，由于3～35kV系統(tǒng)容量與110kV系統(tǒng)比較相對(duì)較小，其各元件阻抗相對(duì)較大，則可認(rèn)為110kV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量為無限大，對(duì)實(shí)際計(jì)算無多大影響。
（5）本計(jì)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(jì)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）。
110kV站一臺(tái)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(zhǎng)度只有數(shù)十米至數(shù)百米，其阻抗小，可忽略不計(jì)）。
當(dāng)變壓器采用過電流而不采用差動(dòng)保護(hù)時(shí)，其電源線路較短時(shí)，例如電纜長(zhǎng)度小于3km時(shí)，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）。
1）速斷動(dòng)作電流：躲過變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流：t=0S
2）過流保護(hù)動(dòng)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(dòng)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。
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(dòng)電壓則按照小于正常情況下的最低工作電壓及躲過電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的條件來整定。
3）對(duì)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(lì)脫扣器，作用于跳閘。
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(dòng)時(shí)的后備保護(hù)及3～10kV母線的保護(hù)。
1）限時(shí)速斷動(dòng)作電流:同開關(guān)站所有出線的最大一臺(tái)變壓器速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1，t=0.3S。
2）時(shí)限過流動(dòng)作電流:，t=0.6S。
1）限時(shí)速斷動(dòng)作電流:同開關(guān)站出線(8DL)限時(shí)速斷保護(hù)相配合,配合系數(shù)Kph=1.1，t=0.4S
2）時(shí)限過流動(dòng)作電流：躲過線路過負(fù)載電流(如大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，某些實(shí)驗(yàn)時(shí)的沖擊電流等)，t=0.7S。
（4）區(qū)域站10kV分段開關(guān)(2DL)
設(shè)充電保護(hù),按躲開10kV母線充電時(shí)變壓器勵(lì)磁涌流,延時(shí)t=0.2S動(dòng)作,充電后保護(hù)退出，t=0.2S。
（5）開關(guān)站10kV分段開關(guān)（7DL）
（6）開關(guān)站出線帶2臺(tái)及以上變壓器
1）速斷動(dòng)作電流：躲過中最大者，t=0S。
2）時(shí)限過流動(dòng)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）
1）限時(shí)速斷動(dòng)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）。
2）時(shí)限過流動(dòng)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(dòng)作電流按躲過主變的最大負(fù)荷電流（當(dāng)一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)的負(fù)荷電流及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等），對(duì)K-2點(diǎn)要求KL≥2,對(duì)K-3點(diǎn)要求KL≥1.2。
保護(hù)為一段二時(shí)限，第一時(shí)限1.1S跳10kV分段開關(guān)，第二時(shí)限1.5S跳本側(cè)開關(guān)。
（9）關(guān)于時(shí)間級(jí)差說明
1）對(duì)微機(jī)保護(hù)，開關(guān)站△t為0.3S，對(duì)區(qū)域站為提高可靠性△t為0.4S。
2）對(duì)電磁繼電器保護(hù)，選精度較好的時(shí)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(cè)量CT分開，用不同的變比，如保護(hù)用300/5A等。
（11）對(duì)10kV中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中的單相接地故障
1）在10kV母線上，裝設(shè)接地監(jiān)視裝置，作用于信號(hào)。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(gè)微機(jī)型消諧器。
2）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(hào)裝置，可迅速判別某出線單相接地故障（對(duì)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）。
（1）10kV架空出線重合閘：動(dòng)作投入時(shí)間1S。
（2）備用電源自動(dòng)投入
1）區(qū)域站10kV分段開關(guān)（2DL）自動(dòng)投入時(shí)間：
a.t=110kV橋開關(guān)備自投時(shí)間+0.4S；
b.t=主變高后備動(dòng)作時(shí)間+0.4S；
2）各開關(guān)站10kV分段開關(guān)備自投時(shí)間=2DL備自投時(shí)間+0.4S
工作電源失壓動(dòng)作電壓：25V(PT二次側(cè)電壓）
備用電源監(jiān)視動(dòng)作電壓：70V(PT二次側(cè)電壓)
本方案經(jīng)多年運(yùn)行考驗(yàn)，符合可靠性、速動(dòng)性、選擇性、靈敏性四性原則，對(duì)區(qū)域站，動(dòng)作時(shí)間小于1S，保證了10kV各設(shè)備和線路的熱穩(wěn)定，同反時(shí)限過流相比，動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確、誤差小、容易整定、選擇性好。多次動(dòng)作，未出現(xiàn)誤動(dòng)情況，保證了供電的可靠性。
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