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配電線路微機(jī)保護(hù)的整定計(jì)算

時(shí)間:2013-7-15閱讀:3262
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配電線路微機(jī)保護(hù)的整定計(jì)算

 10kV配電線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一致性差,如有的為用戶專線,只接帶一、二個(gè)用戶,類似于輸電線路;有的呈放射狀,幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)變壓器T接于同一條線路的各個(gè)分支上;有的線路短到幾百m,有的線路長到幾十km;有的線路由35kV變電所出線,有的線路由110kV變電所出線;有的線路上的配電變壓器很小,zui大不過100kVA,有的線路上卻有上萬kVA的變壓器;有的線路屬于zui末級(jí)保護(hù),有的線路上設(shè)有開關(guān)站或有用戶變電所等。

對(duì)于輸電線路,由于其比較規(guī)范,一般無T接負(fù)荷,至多有一、二個(gè)集中負(fù)荷的T接點(diǎn)。因此,利用規(guī)范的保護(hù)整定計(jì)算方法,各種情況均可一一計(jì)算,一般均可滿足要求。對(duì)于配電線路,由于以上所述的特點(diǎn),整定計(jì)算時(shí)需做一些具體的特殊的考慮,以滿足保護(hù)"四性"的要求。
10kV配電線路微機(jī)保護(hù),一般采用電流速斷、過電流、重合閘、過流加速段、過負(fù)荷報(bào)警等構(gòu)成。下面將分別從這幾點(diǎn)展開討論。
 電流速斷保護(hù):
由于10kV線路一般為保護(hù)的zui末級(jí),或zui末級(jí)用戶變電所保護(hù)的上一級(jí)保護(hù)。所以,在整定計(jì)算中,定值計(jì)算偏重靈敏性,對(duì)有用戶變電所的線路,選擇性靠重合閘來保證。
① 電流定值按躲過線路上配電變壓器二次側(cè)zui大短路電流整定。
實(shí)際計(jì)算時(shí),可按距保護(hù)安裝處較近的線路zui大變壓器低壓側(cè)故障整定,或直接把zui大變壓器置于線路首端計(jì)算其二次側(cè)zui大短路電流。
 
在進(jìn)行10kV線路短路計(jì)算時(shí),不可以簡單認(rèn)為線路每公里阻抗為0.4Ω/公里,因?yàn)?0kV線路大部分是由LGJ-210及以下導(dǎo)線構(gòu)成,電阻值與電抗值之比均大于0.3,LGJ-70及以下導(dǎo)線電阻值均已超過電抗值,所以線路電阻不能再忽略,需采用公式。電阻R的計(jì)算需每種型號(hào)導(dǎo)線電阻的相加,可以借助Excel表格來計(jì)算
由于電網(wǎng)的不斷變化,zui大配變?nèi)萘靠杀葘?shí)際zui大配變大一些,比如實(shí)際zui大配變?yōu)?000kVA,zui大配變?nèi)萘靠筛鶕?jù)配電地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)選擇為1250kVA或1600kVA。
下一級(jí)為重要的用戶變電所時(shí),可將速斷保護(hù)改為時(shí)限速斷保護(hù)。動(dòng)作電流與下級(jí)保護(hù)速斷配合(即取1.1倍的下級(jí)保護(hù)zui大速斷值),動(dòng)作時(shí)限較下級(jí)速斷大一個(gè)時(shí)間級(jí)差。在無法采用其它保護(hù)的情況下,可靠重合閘來保證選擇性。
② 靈敏度校驗(yàn):
在常見大運(yùn)行方式下,線路保護(hù)出口處靈敏度不小于1。允許速斷保護(hù)保護(hù)線路全長。
 10kV線路速斷值一般介于1000A-2500A之間,值宜小不宜大,以增加速斷的靈敏度,延伸保護(hù)范圍,減少故障大電流對(duì)設(shè)備的沖擊損壞。對(duì)于農(nóng)電線路,時(shí)限設(shè)為0s,或帶一個(gè)小的時(shí)限0.05s,以躲線路配變勵(lì)磁涌流。
2 過電流保護(hù):
① 按躲過線路zui大負(fù)荷電流整定。這需要繼電保護(hù)專責(zé)注意收集每條線路zui大負(fù)荷情況,線路zui大負(fù)荷的出現(xiàn)一般與電網(wǎng)zui大負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)期相近。隨著調(diào)度自動(dòng)化水平的提高,掌握每條線路的zui大負(fù)荷電流成為可能。應(yīng)考慮負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)、保護(hù)可靠系數(shù)及微機(jī)保護(hù)的返回系數(shù)。

 
-線路zui大負(fù)荷電流,具體計(jì)算時(shí),可利用自動(dòng)化設(shè)備采集zui大負(fù)荷電流,或按出口處線路的載流量、電流互感器一次額定值和所帶配電的額定電流值。結(jié)合線路末端故障靈敏度要求,合理選取四值。
在靈敏度不足時(shí),可取四者中較小值。若靈敏度還不能滿足要求時(shí),需適當(dāng)降低負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)。
這樣,在重負(fù)荷長線路中,過流值往往很難選取。這就要優(yōu)先保靈敏度,并在定值通知單中注明:“過流值可能躲不過線路zui大負(fù)荷,建議轉(zhuǎn)移負(fù)荷,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。”
在微機(jī)保護(hù)中,重合閘過流加速段可以單獨(dú)整定,過流值不再做為重合閘裝置的后加速電流值,所以無需考慮過流值要躲過線路配變勵(lì)磁涌流,但速斷值需考慮躲配變勵(lì)磁涌流。
② 特殊情況的處理:
  a.線路較短,配變總?cè)萘枯^少時(shí),因?yàn)闈M足靈敏度要求不成問題,Kz應(yīng)選較大的系數(shù)。其典型案例是對(duì)站用變保護(hù)的整定。
b.當(dāng)線路較長,變電站至線路zui末端距離遠(yuǎn)(如在15km以上),線路阻抗大,過流近后備靈敏度不夠時(shí),建議不采用復(fù)壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護(hù)。因?yàn)?0kV線路阻抗比變電站10kV母線短路阻抗大許多,在長線路末端故障,變電站10kV母線電壓并不能有效降低,復(fù)壓閉鎖的靈敏度還沒有過流保護(hù)的靈敏度高,易引起保護(hù)拒動(dòng),所以反對(duì)加復(fù)壓閉鎖。
可調(diào)小分支斷路器的變比,以利用其反時(shí)限過流保護(hù)對(duì)線路末端進(jìn)行保護(hù)。這樣,線路末端僅能依靠不太可靠的過流脫扣器來完成一點(diǎn)保護(hù),可靠性差。zui終解決辦法是網(wǎng)絡(luò)調(diào)整,使10kV線路長度滿足規(guī)程要求。
 ?、?靈敏度校驗(yàn):
近后備按zui小運(yùn)行方式下線路末端故障,靈敏度大于等于1.5。
遠(yuǎn)后備靈敏度可選擇線路zui末端的較小配變二次側(cè)故障,接zui小方式校驗(yàn),靈敏度大于或等于1.2。遠(yuǎn)后備靈敏度通常較難滿足,不過每臺(tái)配變高壓側(cè)均有跌落式熔斷器,低壓側(cè)裝有反時(shí)限保護(hù)和漏電保護(hù)器,因此過流值不能躲過zui大負(fù)荷電流時(shí),可以不考慮遠(yuǎn)后備靈敏度。
對(duì)于農(nóng)電線路,過流保護(hù)定值一般在150A-780A之間,以兼顧靈敏性和可靠性。
 3 重合閘
  10kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘,由于安裝于末級(jí)保護(hù)上,所以不需要與其他保護(hù)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,以使用戶負(fù)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。因此,對(duì)重合閘重合的連續(xù)性,重合閘時(shí)間一般采用1.0s;農(nóng)業(yè)線路,負(fù)荷多為照明及不長期運(yùn)行的小型電動(dòng)機(jī)等負(fù)荷,供電可靠性要求較低,短時(shí)停電不會(huì)造成大的損失。為保證重合閘的成功率,采用1.5s的重合閘時(shí)間。實(shí)踐證明,將重合閘時(shí)間由1.0s延長到1.5s,可以有效提高重合閘成功率。
重合閘的時(shí)限過長,旋轉(zhuǎn)電機(jī)將失去其慣性,重合時(shí),自啟動(dòng)電流相應(yīng)增大,造成過流值跳閘。對(duì)于帶有大電機(jī)的線路,重合閘時(shí)限一般小于1.0s。
4 過流加速段
在微機(jī)保護(hù)裝置中,過流加速段電流定值和時(shí)限定值往往可以獨(dú)立整定,這給繼電保護(hù)工作帶來方便。過流加速段值不僅可以用在線路重合于*性故障后加速跳開,還可以用于新線路投運(yùn)時(shí),做為線路充電保護(hù)使用。因?yàn)檫^流加速段總是在斷路器在由分到合狀態(tài)后自動(dòng)投入,運(yùn)行正常若干秒后,自動(dòng)退出。
① 過流加速段電流定值按躲過線路上配變的勵(lì)磁涌流整定。
由于重合閘的后加速特性(10kV線路一般采用后加速),如果過流加速段定值躲不過勵(lì)磁涌流,將使線路送電時(shí)或重合閘重合時(shí)無法成功。因此,重合閘線路,需躲過勵(lì)磁涌流。變壓器的勵(lì)磁涌流一般為額定電流的4~6倍。變壓器容量越大,涌流也越增大。由于配電線路負(fù)荷的分散性,決定了線路總勵(lì)磁涌流將小于同容量的單臺(tái)變壓器的勵(lì)磁涌流。因此,在實(shí)際整定計(jì)算中,勵(lì)磁涌流系數(shù)可適當(dāng)降低。
2007版整定規(guī)程,對(duì)過流加速段的靈敏度不做具體要求,一般只要小于速斷值,便可投運(yùn)。
5 過負(fù)荷報(bào)警
線路負(fù)荷重,電流過CT,或大于線路出口處導(dǎo)線的zui大安全電流,或有可能造成過流跳閘時(shí),需提醒運(yùn)行人員,所以微機(jī)保護(hù)宜設(shè)置線路過負(fù)荷告警。
① 過負(fù)荷告警定值按躲過線路允許zui大負(fù)荷電流整定計(jì)算。

 
-線路允許zui大負(fù)荷電流,可合理從出口處線路的載流量、電流互感器一次額定值、過流保護(hù)中取的zui大負(fù)荷電流、所帶配變的額定電流值(當(dāng)是客戶專線容量又較小時(shí))四值中選擇較小值。
過負(fù)荷告警的時(shí)間宜設(shè)置為5S。
② 過負(fù)荷保護(hù)一般為只告警不跳閘,因此不再校驗(yàn)靈敏度。
6保護(hù)的計(jì)算
繼電保護(hù)整定計(jì)算若僅依靠手工計(jì)算,將比較繁瑣。強(qiáng)烈建議讀者做一個(gè)Excel表格,利用其強(qiáng)大的公式編輯和計(jì)算功能,這使得繼電保護(hù)整定計(jì)算變得簡單有趣,而且準(zhǔn)確。10kV母線系統(tǒng)zui大zui小阻抗需要事先算好,接下來需錄入各線徑總長度數(shù),以計(jì)算線路總阻抗,然后便是錄入線路參數(shù),包括zui大配變?nèi)萘?、zui大負(fù)荷電流、線路配電容量、線路出口處載流量、線路CT變比,再合理選擇可靠系數(shù)、自啟動(dòng)系數(shù)、返回系數(shù)、勵(lì)磁涌流倍數(shù),各個(gè)計(jì)算結(jié)果和靈敏度便可由Excel計(jì)算直接得到。這樣可明顯提高保護(hù)計(jì)算的工作效率和質(zhì)量。

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