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配電線(xiàn)路繼電保護整定計算問(wèn)題探究
所用變是一比較特殊的設備,容量較小,可靠性要求高,且安裝位置特殊,下面是小編搜集的一篇探究配電線(xiàn)路的論文范文，歡迎閱讀查看。
摘要:本文主要就配電線(xiàn)路繼電保護整定計算問(wèn)題進(jìn)行了認真研究,具有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:配電線(xiàn)路;繼電保護;整定計算方法;研究
1、前言
配電系統由于自然的、人為的或設備故障等原因,使配電網(wǎng)的某處發(fā)生故障時(shí),繼電保護裝置能快速采取故障切除、隔離或告警等措施,以保持配電系統的連續性、可靠性和保證人身、設備的安全。因此,繼電保護在電力系統中具有十分重要的作用。
2、常規10kV線(xiàn)路整定計算方案
我國的10kV配電線(xiàn)路的保護,一般采用電流速斷、過(guò)電流及三相一次重合閘構成。特殊線(xiàn)路結構或特殊負荷線(xiàn)路保護,不能滿(mǎn)足要求時(shí),可考慮增加其它保護(如:保護Ⅱ段、電壓閉鎖等)。
2.1 電流速斷保護
由于10kV線(xiàn)路一般為保護的最末級,所以在整定計算中,定值計算偏重靈敏性,對有用戶(hù)變電所的線(xiàn)路,選擇性靠重合閘來(lái)保證。在以下兩種計算結果中選較大值作為速斷整定值。
2.1.1 按躲過(guò)線(xiàn)路上配電變壓器二次側最大短路電流整定。實(shí)際計算時(shí),可按距保護安裝處較近的線(xiàn)路最大變壓器低壓側故障整定。
Idzl=Kk×Id2max
式中:Idzl為速斷一次值;Kk為可靠系數,取1.5;Id2max為線(xiàn)路上最大配變二次側最大短路電流。
2.1.2 當保護安裝處變電所主變過(guò)流保護為一般過(guò)流保護時(shí)(復合電壓閉鎖過(guò)流、低壓閉鎖過(guò)流除外),線(xiàn)路速斷定值與主變過(guò)流定值相配合。
Ik=Kn×(Igl-Ie)
式中: Kn為主變電壓比,對于35/10 降壓變壓器為3.33;Igl為變電所中各主變的最小過(guò)流值(一次值);Ie為相應主變的額定電流一次值。
2.1.3 特殊線(xiàn)路的處理:
1)線(xiàn)路很短,最小方式時(shí)無(wú)保護區;下一級為重要的用戶(hù)變電所時(shí),可將速斷保護改為時(shí)限速斷保護。動(dòng)作電流與下級保護速斷配合(即取1.1倍的下級保護最大速斷值),動(dòng)作時(shí)限較下級速斷大一個(gè)時(shí)間級差(此種情況在城區較常見(jiàn),在新建變電所或改造變電所時(shí),建議保護配置用全面的微機保護,這樣改變保護方式就很容易了)。在無(wú)法采用其它保護的情況下,可靠重合閘來(lái)保證選擇性。
2)當保護安裝處主變過(guò)流保護為復壓閉鎖過(guò)流或低壓閉鎖過(guò)流時(shí),不能與主變過(guò)流配合。
3)當線(xiàn)路較長(cháng)且較規則,線(xiàn)路上用戶(hù)較少,可采用躲過(guò)線(xiàn)路末端最大短路電流整定,可靠系數取1.3～1.5。此種情況一般能同時(shí)保證選擇性與靈敏性。
4)當速斷定值較小或與負荷電流相差不大時(shí),應校驗速斷定值躲過(guò)勵磁涌流的能力,且必須躲過(guò)勵磁涌流。
(4)靈敏度校驗。在最小運行方式下,線(xiàn)路保護范圍不小于線(xiàn)路長(cháng)度的15%整定。允許速斷保護線(xiàn)路全長(cháng)。
Idmin(15%)/Idzl≥1
式中Idmin(15%)為線(xiàn)路15%處的最小短路電流;Idzl為速斷整定值。
2.1.4 靈敏度校驗。在最小運行方式下,線(xiàn)路保護范圍不小于線(xiàn)路長(cháng)度的15%整定。允許速斷保護線(xiàn)路全長(cháng)。
Idmin(15%)/Idzl≥1
式中Idmin(15%)為線(xiàn)路15%處的最小短路電流;Idzl為速斷整定值。
2.2 過(guò)電流保護
2.2.1 按躲過(guò)線(xiàn)路最大負荷電流整定。此方法應考慮負荷的自啟動(dòng)系數、保護可靠系數及繼電器的返回系數。為計算方便,可將此三項合并為綜合系數KZ。
即:KZ=KK×Izp/Kf
式中:KZ為綜合系數;KK為可靠系數,取1.1～1.2;Izp為負荷自啟動(dòng)系數,取1～3;Kf為返回系數,取0.85。
微機保護可根據其提供的技術(shù)參數選擇。而過(guò)流定值按下式選擇:
Idzl=KZ×Ifhmax
式中Idzl為過(guò)流一次值;Kz為綜合系數,取1.7～5,負荷電流較小或線(xiàn)路有啟動(dòng)電流較大的負荷(如大電動(dòng)機)時(shí),取較大系數,反之取較小系數;Ifhmax為線(xiàn)路最大負荷電流,具體計算時(shí),可利用自動(dòng)化設備采集最大負荷電流。
2.2.2 按躲過(guò)線(xiàn)路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的4～6倍。因此,重合閘線(xiàn)路,需躲過(guò)勵磁涌流。由于配電線(xiàn)路負荷的分散性,決定了線(xiàn)路總勵磁涌流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此,在實(shí)際整定計算中,勵磁涌流系數可適當降低。
Idzl=KK×Kcl×Sez/(×Ue)
式中Idzl為過(guò)流一次值;Kcl為線(xiàn)路勵磁涌流系數,取1～5,線(xiàn)路變壓器總容量較少或配變較大時(shí),取較大值;Sez為線(xiàn)路配變總容量;Ue為線(xiàn)路額定電壓,此處為10kV。
2.2.3 特殊情況的處理:(1)線(xiàn)路較短,配變總容量較少時(shí),Kz或Klc應選較大的系數;(2)當線(xiàn)路較長(cháng),過(guò)流近后備靈敏度不夠時(shí),可采用復壓閉鎖過(guò)流或低壓閉鎖過(guò)流保護,此時(shí)負序電壓取0.06Ue,低電壓取0.6～0.7Ue,動(dòng)作電流按正常最大負荷電流整定。當保護無(wú)法改動(dòng)時(shí),應在線(xiàn)路中段加裝跌落式熔斷器;(3)當遠后備靈敏度不夠時(shí),由于每臺配變高壓側均有跌落式熔斷器,可不予考慮;(4)當因躲過(guò)勵磁涌流而使過(guò)流定值偏大,而導致保護靈敏度較低時(shí),可考慮將過(guò)流定值降低,而將重合閘后加速退出。
2.2.4 靈敏度校驗:近后備按最小運行方式下線(xiàn)路末端故障,靈敏度大于等于1.5;遠后備靈敏度可選擇線(xiàn)路最末端的較小配變二次側故障,接最小方式校驗,靈敏度大于或等于1.2。
Km1=Idmin1/Idzl≥1.25
Km2=Idmin2/Idzl≥1.2
式中Idmin1為線(xiàn)路末端最小短路電流;Idmin2為線(xiàn)路末端較小配變二次側最小短路電流;Idzl為過(guò)流整定值。
3、重合閘
10kV配電線(xiàn)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。重合閘所考慮的主要為重合閘的重合成功率及縮短重合停電時(shí)間,以使用戶(hù)負荷盡量少受影響。
重合閘的成功率主要決定于電弧熄滅時(shí)間、外力造成故障時(shí)的短路物體滯空時(shí)間(如:樹(shù)木等)。電弧熄滅時(shí)間一般小于0.5s,但短路物體滯空時(shí)間往往較長(cháng)。因此,對重合閘重合的連續性,重合閘時(shí)間采用0.8～1.5s;農村線(xiàn)路,負荷多為照明及不長(cháng)期運行的小型電動(dòng)機等負荷,供電可靠性要求較低,短時(shí)停電不會(huì )造成很大的損失。為保證重合閘的成功率,一般采用2.0s的重合閘時(shí)間。實(shí)踐證明,將重合閘時(shí)間由0.8s延長(cháng)到2.0s,將使重合閘成功率由40 %以下提高到60 %左右。
4、10kV保護整定中容易忽視的問(wèn)題及對策
4.1 勵磁涌流問(wèn)題
4.1.1 勵磁涌流對繼電保護裝置的影響
勵磁涌流是變壓器所特有的,是由于空投變壓器時(shí),變壓器鐵芯中的磁通不能突變,出現非周期分量磁通,使變壓器鐵芯飽和,勵磁電流急劇增大而產(chǎn)生的。變壓器勵磁涌流最大值可以達到變壓器額定電流的6～8倍,并且跟變壓器的容量大小有關(guān),變壓器容量越小,勵磁涌流倍數越大。勵磁涌流存在很大的非周期分量,并以一定時(shí)間系數衰減,衰減的時(shí)間常數同樣與變壓器容量大小有關(guān),容量越大,時(shí)間常數越大,涌流存在時(shí)間越長(cháng)。
10kV線(xiàn)路裝有大量的配電變壓器,在線(xiàn)路投入時(shí),這些配電變壓器是掛在線(xiàn)路上,在合閘瞬間,各變壓器所產(chǎn)生的勵磁涌流在線(xiàn)路上相互迭加、來(lái)回反射,產(chǎn)生了一個(gè)復雜的電磁暫態(tài)過(guò)程,在系統阻抗較小時(shí),會(huì )出現較大的涌流,時(shí)間常數也較大。二段式電流保護中的電流速斷保護由于要兼顧靈敏度,動(dòng)作電流值往往取得較小,特別在長(cháng)線(xiàn)路或系統阻抗大時(shí)更明顯。勵磁涌流值可能會(huì )大于裝置整定值,使保護誤動(dòng)。這種情況在線(xiàn)路變壓器個(gè)數少、容量小以及系統阻抗大時(shí)并不突出,因此容易被忽視,但當線(xiàn)路變壓器個(gè)數及容量增大后,就可能出現。我公司就曾經(jīng)在變電所增容后出現10kV線(xiàn)路由于涌流而無(wú)法正常投入的問(wèn)題。
4.1.2 防止涌流引起誤動(dòng)的方法
勵磁涌流有兩個(gè)明顯的特征,一是它含有大量的二次諧波,二是它的大小隨時(shí)間而衰減,一開(kāi)始涌流很大,一段時(shí)間后涌流衰減為零。利用涌流這個(gè)特點(diǎn),在電流速斷保護裝置上加一短時(shí)間延時(shí),就可以防止勵磁涌流引起的誤動(dòng)作,這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護裝置(或只作簡(jiǎn)單改造)。
4.2 TA飽和問(wèn)題
4.2.1 TA飽和對保護的影響
在10kV線(xiàn)路短路時(shí),由于TA飽和,感應到二次側的電流會(huì )很小或接近于零,使保護裝置拒動(dòng),故障要由母聯(lián)斷路器或主變后備保護來(lái)切除,不僅延長(cháng)了故障時(shí)間,使故障范圍擴大,還會(huì )影響供電的可靠性,且嚴重威脅運行設備的安全。
4.2.2 避免TA飽和的方法
避免TA飽和主要從兩個(gè)方面入手,一是在選擇TA時(shí),變比不能選得太小,要考慮線(xiàn)路短路時(shí)TA飽和問(wèn)題,一般10kV線(xiàn)路保護TA變比最好大于300/5;另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗,盡量避免保護和計量共用TA,縮短TA二次電纜長(cháng)度及加大二次電纜截面;對于綜合自動(dòng)化變電所,10kV線(xiàn)路盡可能選用保護測控合一的產(chǎn)品,并在控制屏上就地安裝,這樣能有效減小二次回路阻抗,防止TA飽和。
4.3 所用變保護問(wèn)題
4.3.1 所用變保護存在的問(wèn)題
所用變是一比較特殊的設備,容量較小,可靠性要求高,且安裝位置特殊,通常接在10kV母線(xiàn)上,其高壓側短路電流等于系統短路電流,可達十幾kA,低壓側出口短路電流也較大。人們普遍對所用變保護的可靠性重視不夠,這將對所用變直至整個(gè)10kV系統的安全運行造成嚴重威脅。
4.3.2 解決辦法
解決所用變保護拒動(dòng)問(wèn)題,應從合理配置保護入手,其TA的選擇要考慮所用變故障時(shí)飽和問(wèn)題,同時(shí),計量用的TA一定要與保護用的TA分開(kāi),保護用的TA裝在高壓側,以保證對所用變的保護,計量用TA裝在所用變的低壓側,以提高計量精度。在定值整定方面,電流速斷保護可按所用變低壓出口短路進(jìn)行整定,過(guò)負荷保護按所用變的容量進(jìn)行整定。
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