10kV配電系統繼電保護如何配置？整定值怎么計算？
閱讀次數：1375 發布時間： 2020-05-29 09:24:41
筆者曾做過10多個(ge)10kV配電(dian)所(suo)的繼(ji)電(dian)保護方案、整(zheng)定(ding)(ding)計算，為保證選(xuan)(xuan)擇(ze)性、可靠性，從區域站10kV出(chu)線、開(kai)關站10kV進出(chu)線均選(xuan)(xuan)用定(ding)(ding)時限速斷、定(ding)(ding)時限過流。保護配置及保護時間設(she)定(ding)(ding)。
（1）需符合《電(dian)力裝置的繼電(dian)保護和自動(dong)裝置設計(ji)規范》等相關國(guo)家標準。
（2）可靠性(xing)(xing)(xing)、選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)(xing)、靈(ling)敏性(xing)(xing)(xing)、速動性(xing)(xing)(xing)應(ying)嚴格(ge)保障。
（1）按《城市電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力網(wang)規劃設(she)計(ji)導(dao)則(ze)》：為(wei)(wei)了(le)取得合理(li)的經濟效益，城網(wang)各級電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓的短(duan)(duan)路容(rong)量應該從(cong)網(wang)絡的設(she)計(ji)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓等(deng)級、變(bian)壓器(qi)的容(rong)量、阻抗(kang)的選擇、運行(xing)(xing)方式等(deng)方面進行(xing)(xing)控制，使(shi)各級電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓斷路器(qi)的開(kai)斷電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)以(yi)及設(she)備(bei)的動熱(re)穩定電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)得到(dao)配合，該導(dao)則(ze)推(tui)薦10kV短(duan)(duan)路電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)宜為(wei)(wei)Ik≤16kA，為(wei)(wei)提(ti)高供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)可靠性、簡化(hua)保護、限制短(duan)(duan)路電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，110kV站兩(liang)臺變(bian)壓器(qi)采(cai)用(yong)(yong)分列運行(xing)(xing)方式，高低壓側分段(duan)開(kai)關均采(cai)用(yong)(yong)備(bei)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源自動投(tou)入。
（2）系(xi)(xi)統最大(da)運行方(fang)式(shi)：110kV系(xi)(xi)統由一條110kV系(xi)(xi)統阻抗小的電源供電，本計算稱方(fang)式(shi)1。
（3）系統(tong)最小運(yun)行方式(shi)：110kV系統(tong)由一條110kV系統(tong)阻抗大(da)的(de)電源供電，本計算(suan)稱方式(shi)2。
（4）在無110kV系(xi)統阻(zu)抗資料的情(qing)況時，由于3～35kV系(xi)統容量(liang)與(yu)110kV系(xi)統比較相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)較小，其(qi)各元件阻(zu)抗相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)較大，則可認為110kV系(xi)統網絡(luo)容量(liang)為無限大，對(dui)(dui)實(shi)際計算無多(duo)大影(ying)響。
（5）本計算：基準(zhun)容量Sjz=100MVA，10KV基準(zhun)電壓Ujz=10.5kV，10kV基準(zhun)電流Ijz=5.5kA。
只(zhi)設一套，按最大運行(xing)方(fang)(fang)式(shi)計算定值，按最小(xiao)運行(xing)方(fang)(fang)式(shi)校驗靈(ling)敏度（保護范圍末(mo)端，靈(ling)敏度KL≥1.5，速斷(duan)KL≥2，近后(hou)備(bei)KL≥1.25，遠后(hou)備(bei)保護KL≥1.2）。
110kV站一臺31.5MVA，10kV 4km電纜線(xian)路（電纜每km按0.073，架空線(xian)每km按0.364）=0.073×4=0.29。
10kV開關站1000kVA：（至用戶變電所電纜長度只有數十米至數百米，其阻抗小，可忽略不計）。
當變壓器采用(yong)(yong)過電(dian)流而不采用(yong)(yong)差動保護時，其電(dian)源(yuan)線(xian)路較短時，例如(ru)電(dian)纜長(chang)度小于(yu)3km時，采用(yong)(yong)線(xian)路--變壓器組(zu)保護裝置（即線(xian)路與受電(dian)變壓器保護共用(yong)(yong)）。
1）速斷動作電(dian)流：躲過變壓器低壓側最大三(san)相短路電(dian)流：t=0S
2）過流(liu)(liu)(liu)保護(hu)動作電(dian)流(liu)(liu)(liu)：躲過可能出現(xian)的過負(fu)荷電(dian)流(liu)(liu)(liu)，如干變按(an)Kgh=1.5，如大的風機、水泵等啟動電(dian)流(liu)(liu)(liu)，按(an)實際換算到10kV側電(dian)流(liu)(liu)(liu)，Kgh可能為1.2、1.3等，微機保護(hu)按(an)廠家提(ti)供(gong)資料，返回(hui)系數Kh=0.95，t=0.3S。
如靈敏度(du)不夠，改為低電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)閉鎖的(de)(de)過(guo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)保護(hu)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)元(yuan)件(jian)按躲開變壓(ya)(ya)器的(de)(de)額定(ding)電(dian)(dian)(dian)流(liu)整定(ding)，而低電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)閉鎖元(yuan)件(jian)的(de)(de)起(qi)動(dong)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)則(ze)按照小(xiao)于正常(chang)情(qing)況下(xia)的(de)(de)最低工作(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)及躲過(guo)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機自(zi)起(qi)動(dong)的(de)(de)條件(jian)來整定(ding)。
3）對變壓器(qi)超溫(wen)，瓦斯保護需跳閘者，變壓器(qi)高壓側(ce)設負荷開關帶(dai)分(fen)勵脫扣(kou)器(qi)，作用于跳閘。
按規范可不設(she),本方案設(she)的(de)目的(de)作為出線(xian)保護(hu)(hu)及其相關元件故障如電磁線(xian)圈(quan)斷路(lu)而拒動時(shi)的(de)后備保護(hu)(hu)及3～10kV母線(xian)的(de)保護(hu)(hu)。
1）限時(shi)速斷動(dong)作電(dian)流:同開關站(zhan)所有出線(xian)的最大(da)一(yi)臺變壓器(qi)速斷保(bao)護相配合,配合系數Kph=1.1，t=0.3S。
2）時限過流(liu)動作(zuo)電流(liu):，t=0.6S。
1）限(xian)時(shi)速(su)斷動作(zuo)電流:同開關站出線(xian)(8DL)限(xian)時(shi)速(su)斷保護相配(pei)合,配(pei)合系數Kph=1.1，t=0.4S
2）時限過(guo)流(liu)動作電(dian)流(liu)：躲(duo)過(guo)線路過(guo)負(fu)載電(dian)流(liu)(如大電(dian)動機啟動電(dian)流(liu)，某些實驗時的(de)沖擊電(dian)流(liu)等)，t=0.7S。
設充(chong)電(dian)保護,按躲開10kV母線(xian)充(chong)電(dian)時變壓器勵磁涌流,延時t=0.2S動作,充(chong)電(dian)后保護退(tui)出，t=0.2S。
1）速斷動作電流：躲(duo)過中最大者(zhe)，t=0S。
2）時限(xian)過流(liu)(liu)動作電流(liu)(liu)：躲過線路過負載電流(liu)(liu)， t=0.3S。
（7）區域站至住宅小區供電線路（單線單環或雙環、開環進行）
1）限時速斷(duan)動作電流：同6.A原則，t=0.4S(同小區變壓(ya)器的高壓(ya)熔斷(duan)器配合(he)）。
2）時限過流動作電(dian)流：同6.B原則，t=0.7S（同小區變壓(ya)器的高(gao)壓(ya)熔斷器配合）。
設(she)過電(dian)(dian)流(liu)(liu)保護（作(zuo)為主變低后(hou)備保護，10kV母(mu)線保護及(ji)出線遠后(hou)備保護），其(qi)動作(zuo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)按(an)躲過主變的最大負荷電(dian)(dian)流(liu)(liu)（當一(yi)臺主變故障(zhang)或檢修時(shi)的負荷電(dian)(dian)流(liu)(liu)及(ji)電(dian)(dian)動機(ji)啟動等），對K-2點要求KL≥2,對K-3點要求KL≥1.2。
保護(hu)為一段二(er)時限(xian)，第一時限(xian)1.1S跳(tiao)10kV分段開(kai)關(guan)(guan)，第二(er)時限(xian)1.5S跳(tiao)本(ben)側開(kai)關(guan)(guan)。
1）對微機保護，開關(guan)站△t為0.3S，對區域站為提(ti)高可靠性(xing)△t為0.4S。
2）對(dui)電磁繼電器保護(hu)，選(xuan)精度較好的時間繼電器，△t在開關站，區(qu)域站△t均(jun)為0.4S。
（10）為避免CT飽和，可采用保護與測量CT分開，用不同的變比，如保護用300/5A等。
（11）對10kV中性點非直接接地電力網中的單相接地故障
1）在10kV母線上，裝設(she)接地監視裝置，作用于信號。PT開口三(san)角電(dian)壓繼電(dian)器整定值：Udz=15V，為避免鐵磁諧振，在開口三(san)角上設(she)一個微機(ji)型消(xiao)諧器。
2）區域站、開關(guan)站10kV出(chu)線(xian)(xian)較多，設微機(ji)(ji)小電流接地(di)信號裝置(zhi)，可迅速(su)判別(bie)某出(chu)線(xian)(xian)單相接地(di)故障（對微機(ji)(ji)保護(hu)，10kV小電流接地(di)選線(xian)(xian)功能通過各10kV間隔的監控保護(hu)實(shi)現，無需專門(men)的裝置(zhi)）。
（2）備用電源自動投入
1）區域站10kV分段開關（2DL）自動投入時間：
a.t=110kV橋開關備(bei)自投時間(jian)+0.4S；
2）各開(kai)關站10kV分段開(kai)關備自(zi)投時間=2DL備自(zi)投時間+0.4S
工作電(dian)源失壓動(dong)作電(dian)壓：25V(PT二次側電(dian)壓）
備用電源監視動(dong)作電壓(ya)：70V(PT二次側(ce)電壓(ya))
本方(fang)案經(jing)多年運行考(kao)驗，符(fu)合可靠性(xing)(xing)、速動(dong)性(xing)(xing)、選(xuan)擇性(xing)(xing)、靈(ling)敏(min)性(xing)(xing)四性(xing)(xing)原則，對區域站(zhan)，動(dong)作時(shi)間小于(yu)1S，保證了10kV各設備(bei)和線(xian)路(lu)的熱穩定，同反時(shi)限過流相比，動(dong)作時(shi)間準確、誤(wu)差小、容易整定、選(xuan)擇性(xing)(xing)好。多次動(dong)作，未出現誤(wu)動(dong)情(qing)況，保證了供電的可靠性(xing)(xing)。
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