10kV配電系統(tǒng)廣泛地應用在城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的用電中,因為繼電保護配置及定值計算方面不完善,經常發(fā)生故障時斷路器拒動或越級跳閘等現(xiàn)象,影響單位用電和系統(tǒng)安全,因此,完善配置10kV配電系統(tǒng)的保護及正確計算定值十分重要。
1.繼電保護整定計算原則
(1)需符合《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》等相關國家標準。
(2)可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應嚴格保障。
2.繼電保護整定計算用系統(tǒng)運行方式
(1)按《城市電力網規(guī)劃設計導則》:為了取得合理的經濟效益,城網各級電壓的短路容量應該從網絡的設計、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運行方式等方面進行控制,使各級電壓斷路器的開斷電流以及設備的動熱穩(wěn)定電流得到配合。該導則推薦10kV短路電流宜為Ik≤16kA,為提高供電可靠性,簡化保護,限制短路電流,110kV站兩臺變壓器采用分列運行方式,高低壓側分段開關均采用備用電源自動投入。
(2)系統(tǒng)大運行方式:110kV系統(tǒng)由一條110kV系統(tǒng)阻抗小的電源供電,本計算稱方式1。
(3)系統(tǒng)小運行方式:110kV系統(tǒng)由一條110kV系統(tǒng)阻抗大的電源供電,本計算稱方式2。
(4)在無110kV系統(tǒng)阻抗資料的情況時,由于3~35kV系統(tǒng)容量與110kV系統(tǒng)比較相對較小,其各元件阻抗相對較大,則可認為110kV系統(tǒng)網絡容量為無限大,對實際計算無多大影響。
(5) 計算基準:基準容量Sjz=100MVA,10kV基準電壓Ujz=10.5kV,10kV基準電流Ijz=5.5kA。
3、10kV配電系統(tǒng)保護參數(shù)只設一套,按大運行方式計算定值,按小運行方式校驗靈敏度(保護范圍末端,靈敏度KL≥1.5,速斷KL≥2,近后備KL≥1.25,遠后備保護KL≥1.2)。
4、短路電流計算。110kV站一臺31.5MVA,10kV 4km電纜線路(電纜每km按0.073,架空線每km按0.364) 為:0.073×4=0.29。10kV開關站1000kVA:至用戶變電所電纜長度只有數(shù)十米至數(shù)百米,其阻抗小,可忽略不計。
5、10kV繼電保護整定計算
(1)開關站出線(10DL)。當變壓器采用過電流而不采用差動保護,其電源線路較短時,例如電纜長度小于3km,采用線路--變壓器組保護裝置(即線路與受電變壓器保護共用)。
①速斷動作電流:躲過變壓器低壓側大三相短路電流:t=0S
②過流保護動作電流:躲過可能出現(xiàn)的過負荷電流,如干變按Kgh=1.5,如大的風機、水泵等啟動電流,按實際換算到10kV側電流,Kgh可能為1.2、1.3等,微機保護按廠家提供資料,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,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電壓則按照小于正常情況下的低工作電壓及躲過電動機自起動的條件來整定。
③對變壓器超溫,瓦斯保護需跳閘者,變壓器高壓側設負荷開關帶分勵脫扣器,作用于跳閘。
(2)開關站進線(8DL)按規(guī)范可不設。
(3)區(qū)域站10kV出線(5DL)
①限時速斷動作電流:同開關站出線(8DL)限時速斷保護相配合,配合系數(shù)Kph=1.1,t=0.4S。
②時限過流動作電流:躲過線路過負載電流(如大電動機啟動電流,某些實驗時的沖擊電流等),t=0.7S。
(4)區(qū)域站10kV分段開關(2DL)設充電保護,按躲開10kV母線充電時變壓器勵磁涌流,延時t=0.2S動作,充電后保護退出,t=0.2S。
(5)開關站10kV分段開關(7DL)同2DL原則,t=0.2S。
(6)開關站出線帶2臺及以上變壓器
①速斷動作電流:躲過中大者,t=0S。
②時限過流動作電流:躲過線路過負載電流, 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)進行)
①限時速斷動作電流:同6.A原則,t=0.4S(同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合)。
②時限過流動作電流: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)域站主變低壓側開關1DL、3DL設過電流保護(作為主變低后備保護,10kV母線保護及出線遠后備保護),其動作電流按躲過主變的大負荷電流(當一臺主變故障或檢修時的負荷電流及電動機啟動等),對K-2點要求KL≥2,對K-3點要求KL≥1.2。保護為一段二時限,第 一時限1.1S跳10kV分段開關,第 二時限1.5S跳本側開關。
(9)關于時間級差說明
①對微機保護,開關站Δt為0.3S,對區(qū)域站為提高可靠性Δt為0.4S。
②對電磁繼電器保護,選精度較好的時間繼電器,Δt在開關站,區(qū)域站Δt均為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,裝設接地監(jiān)視裝置,作用于信號。PT開口三角電壓繼電器整定值:Udz=15V,為避免鐵磁諧振,在開口三角上設一個微機型消諧器。
②區(qū)域站、開關站10kV出線較多,設微機小電流接地信號裝置,可迅速判別某出線單相接地故障(對微機保護,10kV小電流接地選線功能通過各10kV間隔的監(jiān)控保護實現(xiàn),無需專門的裝置)。
6、備自投裝置的設定
(1)10kV架空出線重合閘:動作投入時間1S。
(2)備用電源自動投入。
①區(qū)域站10kV分段開關(2DL)自動投入時間:
a.t=110kV橋開關備自投時間+0.4S;
b.t=主變高后備動作時間+0.4S;
c.取a與b的大值。
②各開關站10kV分段開關備自投時間=2DL備自投時間+0.4S
③備自投動作電壓工作電源失壓動作電壓:25V(PT二次側電壓)備用電源監(jiān)視動作電壓:70V(PT二次側電壓)