10kV配电线路保护的整定计算.doc

10kV配电线路保护的整定计算 摘要10kV配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的线路短到几百m，有的线路长到几十km；有的线路由35kV变电所出线，有的线路由110kV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kVA，有的线路上却有几千kVA的变压器；有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。 关键词10kV 配电线路保护 整定计算 110kV配电线路的特点 10kV配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的线路短到几百m，有的线路长到几十km；有的线路由35kV变电所出线，有的线路由110kV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kVA，有的线路上却有几千kVA的变压器；有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。 2 问题的提出 对于输电线路，由于其比较规范，一般无T接负荷，至多有一、二个集中负荷的T接点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可一一计算，一般均可满足要求。对于配电线路，由于以上所述的特点，整定计算时需做一些具体的特殊的考虑，以满足保护“四性“的要求。 3 整定计算方案 我国的10kV配电线路的保护，一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护，不能满足要求时，可考虑增加其它保护如保护Ⅱ段、电压闭锁等。下面的讨论，是针对一般保护配置而言的。 1电流速断保护 由于10kV线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。在以下两种计算结果中选较大值作为速断整定值。 ①按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。实际计算时，可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定。 IdzlKkId2max 式中Idzl-速断一次值 Kk-可靠系数，取1.5 Id2max-线路上最大配变二次侧最大短路电流 ②当保护安装处变电所主变过流保护为一般过流保护时复合电压闭锁过流、低压闭锁过流除外，线路速断定值与主变过流定值相配合。 IkKnIgl-Ie 式中Idzl-速断一次值 Kn-主变电压比，对于35/10降压变压器为3.33 Igl-变电所中各主变的最小过流值一次值 Ie-为相应主变的额定电流一次值 ③特殊线路的处理 a．线路很短，最小方式时无保护区；或下一级为重要的用户变电所时，可将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合即取1.1倍的下级保护最大速断值，动作时限较下级速断大一个时间级差此种情况在城区较常见，在新建变电所或改造变电所时，建议保护配置用全面的微机保护，这样改变保护方式就很容易了。在无法采用其它保护的情况下，可靠重合闸来保证选择性。 b．当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时，不能与主变过流配合。 c．当线路较长且较规则，线路上用户较少，可采用躲过线路末端最大短路电流整定，可靠系数取1.3～1.5。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。 d．当速断定值较小或与负荷电流相差不大时，应校验速断定值躲过励磁涌流的能力，且必须躲过励磁涌流。 ④灵敏度校验。按最小运行方式下，线路保护范围不小于线路长度的15整定。允许速断保护保护线路全长。 Idmim15/Idzl≥1 式中Idmim15-线路15处的最小短路电流 Idzl-速断整定值 2过电流保护 按下列两种情况整定，取较大值。 ①按躲过线路最大负荷电流整定。随着调度自动化水平的提高，精确掌握每条线路的最大负荷电流成为可能，也变得方便。此方法应考虑负荷的自启动系数、保护可靠系数及继电器的返回系数。为了计算方便，将此三项合并为综合系数KZ。 即KZKKKzp/Kf 式中KZ-综合系数 KK-可靠系数，取1.1～1.2 Izp-负荷自启动系数，取1～3 Kf-返回系数，取0.85 微机保护可根据其提供的技术参数选择。而过流定值按下式选择 IdzlKZIfhmax 式中Idzl-过流一次值 Kz-综合系数，取1.7～5，负荷电流较小或线路有启动电流较大的负荷如大电动机时，取较大系数，反之取较小系数 Ifhmax-线路最大负荷电流，具体计算时，可利用自动化设备采集最大负荷电流 ②按躲过线路上配变的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般为额定电流的4～6倍。变压器容量大时，涌流也大。由于重合闸装置的后加速特性10kV线路一般采用后加速，如果过流值不躲过励磁涌流，将使线路送电时或重合闸重合时无法成功。因此，重合闸线路，需躲过励磁涌流。由于配电线路负荷的分散性，决定了线路总励磁涌流将小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此，在实际整定计算中，励磁涌流系数可适当降低。式中Idzl-过流一次值 Kcl-线路励磁涌流系数，取1～5，线路变压器总容量较少或配变较大时，取较大值 Sez-线路配变总容量 Ue-线路额定电压，此处为10kV ③特殊情况的处理 a．线路较短，配变总容量较少时，因为满足灵敏度要求不成问题，Kz或Klc应选较大的系数。 b．当线路较长，过流近后备灵敏度不够时如15km以上线路，可采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护，此时负序电压取0.06Ue，低电压取0.6～0.7Ue,动作电流按正常最大负荷电流整定，只考虑可靠系数及返回系数。当保护无法改动时，应在线路中段加装跌落式熔断器，最终解决办法是网络调整，使10kV线路长度满足规程要求。 c．当远后备灵敏度不够时如配变为5～10kVA，或线路极长，由于每台配变高压侧均有跌落式熔断器，因此可不予考虑。 d．当因躲过励磁涌流而使过流定值偏大，而导致保护灵敏度不够时，可考虑将过流定值降低，而将重合闸后加速退出因10kV线路多为末级保护，过流动作时限一般为0.3s，此段时限也是允许的。 ④灵敏度校验 近后备按最小运行方式下线路末端故障，灵敏度大于等于1.5；远后备灵敏度可选择线路最末端的较小配变二次侧故障，接最小方式校验，灵敏度大于或等于1.2。 Km1Idmin1/Idzl≥1.25 Km2Idmin2/Idzl≥1.2 式中Idmin1-线路末端最小短路电流 Idmin2-线路末端较小配变二次侧最小短路电流 Idzl-过流整定值 4 重合闸 10kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸，由于安装于末级保护上，所以不需要与其他保护配合。重合闸所考虑的主要为重合闸的重合成功率及缩短重合停电时间，以使用户负荷尽量少受影响。 重合闸的成功率主要决定于电弧熄灭时间、外力造成故障时的短路物体滞空时间如树木等。电弧熄灭时间一般小于0.5s，但短路物体滞空时间往往较长。因此，对重合闸重合的连续性，重合闸时间采用0.8～1.5s；农村线路，负荷多为照明及不长期运行的小型电动机等负荷，供电可靠性要求较低，短时停电不会造成很大的损失。为保证重合闸的成功率，一般采用2.0s的重合闸时间。实践证明，将重合闸时间由0.8s延长到2.0s，将使重合闸成功率由40以下提高到60左右。 5 有关保护选型 10kV线路保护装置的配置虽然较简单，但由于线路的复杂性和负荷的多变性，保护装置的选型还是值得重视的。根据诸城电网保护配置情况及运行经验，建议在新建变电所中应采用保护配置全面的微机保护。微机保护在具备电流速断、过电流及重合闸的基础上，还应具备低压或复压闭锁、时限速断等功能，以适应线路及负荷变化对保护方式的不同要求。