6kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)綜合分析與整定方法的選擇

劉宗純

（萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司，江西萍鄉(xiāng)337000）

6kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)綜合分析與整定方法的選擇

劉宗純

（萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司，江西萍鄉(xiāng)337000）

針對(duì)老企業(yè)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)布局存在問題，做好6kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)改進(jìn)工作，綜合電網(wǎng)本身情況選擇定值整定方法，以減少保護(hù)誤動(dòng)作造成的經(jīng)濟(jì)損失，提高企業(yè)供電的可靠性。

繼電保護(hù)；裝置分析；定值；整定方法

1 引言

6kV供電系統(tǒng)是大企業(yè)電力系統(tǒng)的一部分，它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。

6kV系統(tǒng)中包含一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。一次系統(tǒng)比較簡單直觀，在設(shè)置上較為容易，而二次系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜，且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和二次回路。為了確保6kV配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確設(shè)計(jì)和設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

2 6kV系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備及繼電保護(hù)裝置現(xiàn)狀分析

萍鄉(xiāng)分公司是原萍鋼老廠20世紀(jì)50年代初逐步發(fā)展形成的。目前年產(chǎn)鋼能力達(dá)200萬t。供電系統(tǒng)的設(shè)備經(jīng)過20世紀(jì)80年代中期、2000年和2010年三次大的技術(shù)改造，配電系統(tǒng)的額定電壓仍然為6kV電壓供電。萍鄉(xiāng)分公司目前有110 kV1#變電站、2#變電站主變壓器總裝容量共136500 kVA（4臺(tái)主變壓器合計(jì)容量），年供電量10億kW·h左右。

供電設(shè)備經(jīng)過三次大的技術(shù)改造后，目前運(yùn)行的開關(guān)設(shè)備及繼電保護(hù)裝置可分為四類：（一）改制企業(yè)高壓配電室和中心配電室，大部分是80年代前GG1A型開關(guān)柜及少油斷路器，感應(yīng)式繼電器或電磁式繼電器保護(hù)裝置。（二）煉鐵、煉鋼、軋鋼、301鼓風(fēng)房、生產(chǎn)水泵房等高壓配電室少油式斷路器開關(guān)占多數(shù)（也有部分真空斷路器），但保護(hù)裝置都是電磁式繼電器。（三）2#變電站是2001年初建成投運(yùn)，開關(guān)設(shè)備目前運(yùn)行較好，但變電站的微繼綜保選用當(dāng)時(shí)北京德威特公司第一代DVP—600系列產(chǎn)品，保護(hù)功能比較單一，不能適應(yīng)目前電網(wǎng)升級(jí)的技術(shù)要求。（四）2010年以后擴(kuò)建改造1#變電站、制氧、108燒結(jié)、304高爐等變、配電室開關(guān)設(shè)備，選用較為先進(jìn)的金屬鎧裝封閉式開關(guān)柜、真空斷路器和微機(jī)綜合保護(hù)裝置。

萍鄉(xiāng)分公司這些類型的開關(guān)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置在不同時(shí)期均有過特殊的作用。由于萍鋼老廠電網(wǎng)在發(fā)展、規(guī)劃上不象新建企業(yè)那樣一次設(shè)計(jì)布置規(guī)范、結(jié)構(gòu)合理，是一種逐步就地改造發(fā)展規(guī)模型的企業(yè)，所以6kV系統(tǒng)的高壓配電（站）、配電線路、開關(guān)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

（1）變電站架空導(dǎo)線出線回路多，導(dǎo)線截面積大(2×240 mm2以上)得多，1 km以內(nèi)的超短供電線路較多。

（2）線路T接負(fù)荷較多。

（3）架空線路負(fù)荷電流大（沖擊電流較頻繁），過渡電纜連接多。

（4）二級(jí)(車間)高壓配電室開關(guān)柜多數(shù)設(shè)備較陳舊（少油斷路器多），絕緣狀況不理想，操作機(jī)構(gòu)型號(hào)老陳，分、合閘速度達(dá)不到技術(shù)要求，故障率高。

（5）同一條供電線路的上、下級(jí)開關(guān)和繼電保護(hù)裝置型式不統(tǒng)一，故障動(dòng)作時(shí)限級(jí)差配合無選擇性。

這種負(fù)荷電流大、供電架空線路短而導(dǎo)線截面積大，在電力系統(tǒng)中，屬于一種特殊的運(yùn)行方式，存在著較多的問題。

目前，6kV高壓供電系統(tǒng)中大都是采用定時(shí)限過電流保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)兩種，直流電源操作，有雙回路電源的高壓配電室母線分段運(yùn)行，母聯(lián)開關(guān)不設(shè)自動(dòng)投入裝置。近幾年萍鋼老廠飛速建設(shè)發(fā)展，用電量逐年增多，萍鄉(xiāng)分公司老廠兩座110 kV變電站主變壓器運(yùn)行容量由2009年前的10500 kVA現(xiàn)增加到145000 kVA。

萍鄉(xiāng)供電公司電網(wǎng)近年升級(jí)改造（2009年6日由110 kV升220 kV湘東變電站供電），網(wǎng)電系統(tǒng)短路容量增大。2010年7月萍鋼公司請萍鄉(xiāng)供電公司計(jì)算老廠1#、2#變電站6kV系統(tǒng)母線最大運(yùn)行方式的故障短路電流達(dá)到49.8 kA，比2007年計(jì)算故障短路電流增大30%以上。大短路電流對(duì)斷路器沖擊及繼電保護(hù)配置和計(jì)算帶來新的技術(shù)問題。

公司近年對(duì)兩座110 kV變電站的開關(guān)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置進(jìn)行技術(shù)改造，基本實(shí)現(xiàn)了微機(jī)綜?；?。但下級(jí)6kV高壓配電室進(jìn)線開關(guān)設(shè)備有相當(dāng)一部分是老式的少油斷路器和電磁式繼電器保護(hù)裝置，在同一條供電線路的上、下級(jí)開關(guān)設(shè)備與繼電保護(hù)裝置型號(hào)不同，故障動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間不一致，不能達(dá)到線路發(fā)生故障時(shí)有選擇性的跳閘（切除故障段），使母線（6kV系統(tǒng)）失壓嚴(yán)重，造成越級(jí)跳閘事故，擴(kuò)大停電范圍，打亂了正常生產(chǎn)秩序。

如2010年9月上旬動(dòng)力廠生產(chǎn)水泵房在啟動(dòng)5#水泵電機(jī)時(shí)，由于操作人員工作大意，帶負(fù)荷合上隔離開關(guān)直接啟動(dòng)電機(jī)造成三相弧光短路，造成2#變電站中配一線6229#開關(guān)速斷動(dòng)作跳閘，中心配電室1段母線停電，影響301高爐供水、上料、噴煤等30多分鐘生產(chǎn)事故。2#變中配一線6229#、中心配電室水泵一線613#和水泵房高配室水泵一線613#進(jìn)線開關(guān)的三級(jí)繼電保護(hù)裝置速斷都動(dòng)作響應(yīng)，因2#變6229#開關(guān)是真空斷路器、彈簧操作機(jī)構(gòu)和微繼保護(hù)裝置，所以動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間快于電磁式繼電器和少油斷路器開關(guān)，是一典型的上、下級(jí)開關(guān)設(shè)備和繼電保護(hù)裝置型號(hào)配合不統(tǒng)一而引起的越級(jí)跳閘事故。

2010年10月26日萍鄉(xiāng)分公司108燒結(jié)機(jī)高配室試車除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)開關(guān)柜內(nèi)的過電壓保護(hù)器設(shè)備絕緣原因引起三相弧光短路，1#變電站108燒結(jié)一線6109#開關(guān)和108燒結(jié)高配室進(jìn)線6109#、除塵電機(jī)柜三級(jí)（三臺(tái)）微繼綜保裝置速斷定值同時(shí)啟動(dòng)，1#變108燒結(jié)一線6109#和燒結(jié)高配室6109#進(jìn)線開關(guān)同時(shí)動(dòng)作，越級(jí)跳閘停電事故。通過微保檢測記錄該短路一次流達(dá)到12300 A，電流均大于上級(jí)三套保護(hù)裝置速斷啟動(dòng)電流值。

從近期幾次6kV線路短路事故分析，短路電流都在12000～20000 A以上，由于6kV線路長度短、導(dǎo)線截面積大，短路電流相差不大的特殊性，光靠短路電流級(jí)差大小的常規(guī)電流保護(hù)計(jì)算方法，是無法實(shí)現(xiàn)分級(jí)保護(hù)跳閘的選擇性。

3 6kV系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備、繼保裝置及保護(hù)值整定方法的選擇

從上述運(yùn)行現(xiàn)狀特點(diǎn)分析：要解決供電線路在故障情況下繼電保護(hù)有選擇性的動(dòng)作切斷故障線路，避免越級(jí)跳閘而造成大面積的停電事故發(fā)生。采用如下改進(jìn)措施：

3.1 對(duì)部分繼電保護(hù)裝置與開關(guān)設(shè)備應(yīng)有計(jì)劃進(jìn)行改造

（1）主要對(duì)二級(jí)6kV高壓配電室進(jìn)線開關(guān)柜是少油式斷路器、電磁式繼電器、老型號(hào)操作機(jī)構(gòu)等元件要進(jìn)行就地改造，需更換為真空斷路器、彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)和微機(jī)綜合保護(hù)裝置（目前在1#變電站出線供電運(yùn)行的有：301鼓風(fēng)房、生產(chǎn)水泵房、焦化、噴煤、壓風(fēng)、循環(huán)泵房、環(huán)燒、中心配電室出線開關(guān)：昌盛線、林家灣、特耐線、安達(dá)瓷廠線、弘歷耐材線、晨琿鑄造、聯(lián)達(dá)、長虹瓷廠等進(jìn)、出線開關(guān)柜）。

（2）2#變電站微機(jī)綜保是北京德威特公司2000年生產(chǎn)的第一代DVP一600系列產(chǎn)品，保護(hù)功能單一，不能適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)升級(jí)改造后的技術(shù)要求，應(yīng)有計(jì)劃升級(jí)改造。

2#變電站出線供電的二級(jí)6kV配電室進(jìn)線開關(guān)柜，操作機(jī)構(gòu)型號(hào)老舊、電磁式繼電保護(hù)裝置較多，要進(jìn)行微保改造。

實(shí)現(xiàn)上、下級(jí)開關(guān)柜保護(hù)裝置微機(jī)綜?；拍苓_(dá)到電網(wǎng)故障時(shí)分級(jí)跳閘的技術(shù)條件。

3.2 6kV配電系統(tǒng)線路開關(guān)采用時(shí)間級(jí)差微機(jī)保護(hù)

（1）110 kV變電站6kV出線開關(guān)

可采用二段式保護(hù)，第一段（延時(shí)速斷）略帶時(shí)限（級(jí)差時(shí)間可設(shè)0.15～0.2 s）電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長，可作為本線路主保護(hù)。第二段定時(shí)限過流保護(hù)作為后備保護(hù)。

（2）二級(jí)6kV高配室進(jìn)線開關(guān)柜

設(shè)一段瞬時(shí)電流速斷保護(hù)為本配電室的主保護(hù)。上級(jí)變電站出線開關(guān)第一段略帶時(shí)限的保護(hù)作為后備保護(hù)。

（3）雙回路（T接方式）供兩個(gè)高配電室的進(jìn)線開關(guān)柜

設(shè)一段瞬時(shí)電流速斷保護(hù)為本高配室主保護(hù)，第二段定時(shí)限過流保（級(jí)差時(shí)間應(yīng)比上級(jí)開關(guān)小0.3 s）作為后備保護(hù)。上級(jí)變電站出線開關(guān)柜第一段略帶時(shí)限可作遠(yuǎn)后備保護(hù)。

（4）單回路供電（包括T接線路、變壓器組）的保護(hù)方式

110 kV變電站6kV出線開關(guān)采用三段式保護(hù)，笫一段瞬時(shí)電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，第二段帶時(shí)限電流保護(hù)（不大于0.5 s）為輔助保護(hù)，第三段定時(shí)限（動(dòng)作時(shí)間大于10 s）過流（過負(fù)荷）保護(hù)作為后備保護(hù)和相鄰下一級(jí)開關(guān)后備保護(hù)。

單回供電的高配室進(jìn)線開關(guān)設(shè)一段瞬時(shí)電流速斷保護(hù)為本配電室主保護(hù)，上級(jí)變電站開關(guān)略帶時(shí)限的保護(hù)為后備保護(hù)。

（5）中心配電室供電出線保護(hù)方式

110 kV變電站中心配線6110#出線開關(guān)設(shè)延時(shí)速斷（略帶時(shí)限）和過流保護(hù)，中心配電室進(jìn)線開關(guān)只設(shè)瞬時(shí)速斷保護(hù)。

中心配電室各出線開關(guān)柜須改造為真空斷路、彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)和微繼綜合保護(hù)裝置，才能實(shí)現(xiàn)上、下級(jí)保護(hù)時(shí)限的配合。中心配電室各出線開關(guān)柜均采用三段式微機(jī)綜保，笫一段瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，為本線主保護(hù)，第二段帶時(shí)限過流保護(hù)（級(jí)差時(shí)間小于變電站出線開關(guān)0.3 s）為輔助保護(hù)，第三段定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)（時(shí)限10 s以上）和上級(jí)110 kV變電站出線開關(guān)略帶時(shí)限的保護(hù)為本開關(guān)的后備保護(hù)。

3.3 母聯(lián)開關(guān)的保護(hù)方式

有雙回路供電的二級(jí)高壓配電室規(guī)定母聯(lián)開關(guān)只有在線路倒閘時(shí)才操作合閘運(yùn)行，目前母聯(lián)開關(guān)多數(shù)都只設(shè)電流速斷保護(hù)。隨著系統(tǒng)電網(wǎng)短路容量的增大，應(yīng)增設(shè)母聯(lián)開關(guān)與兩回路進(jìn)線開關(guān)聯(lián)跳保護(hù)。

4 6kV配電系統(tǒng)中微繼綜保的任務(wù)和作用

4.1 6kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的幾種運(yùn)行工況

（1）供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行：指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作，各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況。

（2）供電系統(tǒng)的故障：指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)危及其本身或系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況。

（3）供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行：指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)行狀況。

作為6kV供電系統(tǒng)保護(hù)裝置，繼電保護(hù)裝置需要完成如下任務(wù)：

（1）在供電系統(tǒng)中運(yùn)行正常時(shí)，它應(yīng)能完整安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)。

（2）如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)迅速有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。

（3）當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)，通知值班人員做出快速處理，由此可見，在6kV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用，是縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生，來達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。

4.2 定時(shí)限過電流保護(hù)

定時(shí)限過流保護(hù)：繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與故障短路電流的大小無關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠繼電器調(diào)整獲得。定時(shí)限過流保護(hù)簡單可靠，完全依靠選擇動(dòng)作時(shí)間來獲得選擇性，上、下級(jí)的選擇性配合比較容易，時(shí)限由時(shí)間繼電器根據(jù)計(jì)算后獲取的參數(shù)來整定，動(dòng)作的選擇性能夠保證動(dòng)作的靈敏性能夠滿足要求，整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。這種保護(hù)方式一般應(yīng)用在6～10 kV系統(tǒng)中的變配室比較多。

6～10 kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器定時(shí)限過流保護(hù)的原理接線，是由2只TA和2只電流繼電器、1只時(shí)間繼電器和1只信號(hào)繼電器，或用一臺(tái)微機(jī)繼電綜合保護(hù)裝置構(gòu)成。

當(dāng)被保護(hù)線路中發(fā)生短路故障時(shí)，TA的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例地增大，當(dāng)TA的二次電流大于電流繼電器的起動(dòng)值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作。由于2只電流繼電器的觸點(diǎn)是并聯(lián)，故任一電流繼電器的觸點(diǎn)閉合，都能接通時(shí)間繼電器的線圈回路。這時(shí)，時(shí)間繼電器就按照預(yù)先整定的時(shí)間動(dòng)作使其接點(diǎn)吸合。這樣時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)又接通了信號(hào)繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動(dòng)作。出口中間繼電器的觸點(diǎn)接通了跳閘線回路，從而使被保護(hù)線路的斷路器開關(guān)切斷了故障回路，保證了非故障線路的繼續(xù)運(yùn)行。

由此可以看出，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只取決于時(shí)間繼電器預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)線路的短路電流大小無關(guān)。過流保護(hù)裝置中的電流繼電器動(dòng)作電流的整定原則，是按照躲過被保護(hù)線路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來考慮。也就是只有在被保護(hù)線路故障時(shí)才啟動(dòng)，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時(shí)不應(yīng)動(dòng)作。

4.3 電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是無時(shí)限或延時(shí)速斷（略帶時(shí)限）動(dòng)作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速切除短路故障，減少故障持續(xù)時(shí)間，防止事故擴(kuò)大。電流速斷保護(hù)又分為瞬時(shí)（無時(shí)限速斷）電流速斷保護(hù)和延時(shí)速斷（略帶時(shí)限）電流速斷保護(hù)兩種。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的區(qū)別在于它的動(dòng)作電流值不是躲過最大負(fù)荷電流，而是必須大于保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大短路電流。即按躲過被保護(hù)線路末端可能產(chǎn)生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護(hù)范圍被限制在被保護(hù)線路的內(nèi)部，從整定值上保證了選擇性，因此，可以瞬時(shí)跳閘。當(dāng)在被保護(hù)線路外部發(fā)生短路時(shí)，它不會(huì)動(dòng)作。只有當(dāng)短路電流大于保護(hù)裝置的動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)裝置才能動(dòng)作。所以瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能保護(hù)設(shè)備的全部，也不能保護(hù)線路的全長，而只能保護(hù)線路的一部分。對(duì)于最大運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍一般能達(dá)到線全長的50%，即認(rèn)為已有了良好的保護(hù)效果，對(duì)于在最小運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍能保護(hù)線路全長的15%～20%。

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)最大優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速。但只能保護(hù)線路的首端，而定時(shí)限過流保護(hù)雖然能保護(hù)線路的全長，但動(dòng)作時(shí)限太長。

略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)可以消除瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”。略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)全線路。因此，它的保護(hù)范圍就必然會(huì)延伸到下一段線路的始端。這樣，當(dāng)下一段線路始端發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)也會(huì)起動(dòng)，為了保證選擇性，其動(dòng)作時(shí)限比下一段線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)限級(jí)差，動(dòng)作電流也要比下一段線路瞬時(shí)電流速斷的動(dòng)作電流大一些。略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路的主保護(hù)。略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)原理接線和定時(shí)限過流保護(hù)的原理接線相同。

4.4 三段式過流保護(hù)方式

由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，所以不能作為線路的主保護(hù)，而只能作為加速斷切除線路首端故障的輔助保護(hù)，延時(shí)速斷（略帶時(shí)限）的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長，可作為本線路的主保護(hù)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)：定時(shí)限過流保護(hù)既可作為本線路的后備保護(hù)，又可作為相鄰下一段線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。

一般情況下，為了對(duì)線路進(jìn)行可靠而有效的保護(hù)，把瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（或略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)）和定時(shí)限過流保護(hù)相配合構(gòu)成兩段式電流保護(hù)。

當(dāng)被保護(hù)線路較短而且導(dǎo)線截面積較大時(shí)，第一段電流保護(hù)均采用延時(shí)（略帶時(shí)限）電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，第二采用定時(shí)限過電流保護(hù)作為后備保護(hù)。

線路較長而且線路上T接負(fù)荷多（或單回路供電的高配室），應(yīng)采用三段式電流保護(hù)，以瞬時(shí)電流速斷保護(hù)作為第一段，以加速切除線路首端的故障為線路的輔助保護(hù)。略帶時(shí)限（延時(shí)速斷）的電流速斷保護(hù)為第二段，保護(hù)線路的全長作為主保護(hù)。定時(shí)限過流保護(hù)為第三段，以作為線路全長和相鄰下一級(jí)線路的后備保護(hù)。

根據(jù)線路供電的具體情況選用兩式或三段式電流保護(hù)，因?yàn)檫@種保護(hù)的設(shè)置可以在相鄰下一線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，本級(jí)線路的定時(shí)限過流保護(hù)可以動(dòng)作，起到遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用：若本級(jí)線路的主保護(hù)（瞬時(shí)速斷或略帶時(shí)限速斷保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，則本級(jí)線路的定時(shí)限過流保護(hù)可以動(dòng)作，以起到近后備保護(hù)的作用。

5 6kV配電變壓器微繼綜保整定注意事項(xiàng)

5.1 企業(yè)生產(chǎn)用的配電變壓器電流保護(hù)

Ⅰ段電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，按躲過系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)，反串流過高壓側(cè)的短路電流來計(jì)算定值，動(dòng)作時(shí)限為0 s。

Ⅱ段過電流保護(hù)為后備保護(hù)，按躲過可能出現(xiàn)的最大（包括最大容量電機(jī)的起動(dòng)電流）負(fù)荷電流來整定，動(dòng)作時(shí)限（低壓電動(dòng)機(jī)單臺(tái)啟動(dòng)容量在100 kW以上應(yīng)取5～10 s）一般為0.5～3 s。

5.2 過負(fù)荷告警保護(hù)

應(yīng)按躲過變壓器的正常過負(fù)荷電流，告警取額定電流的1.2～1.5倍，延時(shí)20～30 s。

5.3 非電量保護(hù)

1000 kVA容量以上的配電變壓器，微機(jī)保護(hù)裝置都設(shè)有瓦斯保護(hù)、油溫保護(hù)。重瓦斯保護(hù)（主保護(hù)）用于瞬時(shí)跳閘，輕瓦斯和油溫用于信號(hào)告警。

6 電力電容器微繼綜保整定注意事項(xiàng)

電力電容器主要作為電網(wǎng)無功補(bǔ)償設(shè)備廣泛應(yīng)用于6～10 kV配電系統(tǒng)，電容器有動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和靜態(tài)補(bǔ)償兩種方式，下面介紹靜態(tài)補(bǔ)償電容器保護(hù)整定注意事項(xiàng)，電容器主要配有電流保護(hù)、電壓保護(hù)和零序電流、電壓保護(hù)等。

6.1 電容器的電流保護(hù)

（1）電容器的限時(shí)電流速斷保護(hù)

電容器限時(shí)電流速斷保護(hù)整定原則，按躲過電網(wǎng)瞬時(shí)過電壓（或短路故障）引起的沖擊電流來整定，即動(dòng)作電流：Iop″≥KrcIIcn/Krc

（2）限時(shí)電流速斷保護(hù)的時(shí)限

限時(shí)電流速斷的延時(shí)按能躲過電容器投入時(shí)沖擊電流持續(xù)時(shí)間來整定，一般可取0.1～0.2 s。

6.2 電容器的過流保護(hù)

（1）電容器的過流保護(hù)作為相間故障限時(shí)電流速斷的后備保護(hù)，過電流整定按躲過電容器組的額定電流整定：Iop″≥(KrcIKbw/Kcn)In

（2）過流保護(hù)整定按躲過電容器投入時(shí)產(chǎn)的沖擊電流及電網(wǎng)瞬時(shí)過電壓產(chǎn)生的沖擊電流持續(xù)時(shí)間并與限時(shí)速斷時(shí)限配合整定，一般取0.2～0.5 s。

（3）電容器不平衡電流保護(hù)

不平衡電流用于雙星形接線的電容器組。中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)，按切除一定數(shù)量電容后不平衡電流有一定的靈敏度，且能可靠地躲過正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流整定：

不平衡電流保護(hù)的延時(shí)整定按躲過電容投入的沖擊電流和系統(tǒng)瞬時(shí)過電壓引起的不平衡電流持續(xù)時(shí)間來整定，一般取0.1～0.2 s。

6.3 電容器的電壓保護(hù)

（1）電容器的欠壓保護(hù)

在母線失壓時(shí)應(yīng)及時(shí)將電容切除，以防止電源進(jìn)線重合閘使母線帶電時(shí)，因電源電壓與電容電壓疊加產(chǎn)生過大的沖擊電流而損壞電容。因此應(yīng)裝設(shè)電容器欠電壓保護(hù)。欠電壓保護(hù)定值一般為額定電壓的40%～60%。

欠電壓保護(hù)延時(shí)為0.2～0.5 s。

（2）電容器的過電壓保護(hù)

母線電壓過高會(huì)導(dǎo)致電容器擊穿而損壞，因此需裝設(shè)過電壓保護(hù)以防止事故發(fā)生。過電壓保護(hù)定值一般取電容器額定電壓的1.2倍，過壓延時(shí)間5～10 s。

（3）不平衡電壓保護(hù)

不平衡電壓保護(hù)用以防止在Y形接線電容器組串聯(lián)中個(gè)別元件切除后，其他電容承受高電而損壞。不平衡電壓取自高壓側(cè)接于電容相線端與其中性點(diǎn)的三繞組電壓互感器的開口繞組。

不平衡電壓的整定：Udsq/Ksen≥Uop≥KreIUdsq.0

不平衡電壓保護(hù)的延時(shí)，按躲過電容投入時(shí)或系統(tǒng)其他故障造成的瞬時(shí)不平衡電壓持續(xù)時(shí)間來選取，一般取0.1～0.2 s。

7 結(jié)束語

萍鄉(xiāng)分公司是一個(gè)老鋼鐵企業(yè)，6kV高壓配電線路（長度）短，導(dǎo)線截面積大負(fù)荷又集中，大電流沖擊頻繁、線路故障短路電流大等特點(diǎn)，給繼電保護(hù)定值計(jì)算帶來了一定的難題，供電線路越級(jí)跳閘時(shí)有發(fā)生。

2010年4月1#變電站進(jìn)行技術(shù)改造，我們對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行綜合分析和部分改造，結(jié)合供電線路及用電設(shè)備的本身負(fù)荷特點(diǎn)選擇整定計(jì)算方法。經(jīng)過一年多的運(yùn)行實(shí)踐，基本實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作的選擇性、準(zhǔn)確性，減少因保護(hù)誤動(dòng)作造成的經(jīng)濟(jì)損失，提高了供電的可靠性。

表7 濾波電容器過電壓、過電流校驗(yàn)結(jié)果

6 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)用戶供電系統(tǒng)的諧波、無功等電能質(zhì)量指標(biāo)的分析和計(jì)算，確定了在11 kV母線裝設(shè)一套高壓濾波補(bǔ)償裝置(FC)進(jìn)行治理的方案。通過對(duì)用戶供電系統(tǒng)加裝FC后電能質(zhì)量的詳細(xì)仿真和計(jì)算，得出結(jié)論如下：

（1）正常運(yùn)行方式時(shí)注入考核點(diǎn)的各次諧波電流、母線電壓總諧波畸變率均符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》和用戶的要求。

（2）濾波器組和系統(tǒng)不會(huì)在工頻整數(shù)倍頻率上發(fā)生并聯(lián)諧振，不會(huì)產(chǎn)生諧波電流放大現(xiàn)象。

（3）各種運(yùn)行方式的濾波器組的安全校核結(jié)果顯示，電容器過電流倍數(shù)均小于電容器額定電流的1.3倍，電容器過電壓倍數(shù)均小于電容器額定電壓的1.1倍，故各濾波器支路都能安全可靠運(yùn)行。

綜上所述，本方案設(shè)計(jì)的濾波補(bǔ)償裝置投入，對(duì)改善用戶供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，提高功率因數(shù)，穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行水平將起到積極、重要的作用。

收稿日期：2013－12－23

作者簡介：王奇民（1981-），男，畢業(yè)于華中科技大學(xué)，工程師，現(xiàn)主要從事冶金行業(yè)供配電設(shè)計(jì)工作。

Com prehensive Analysis and Setting M ethod Selection of Relay Protection for 6kV Power Distribution System

LIU Zongchun
(Jiangxi Anyuan Iron and Steel Co.,Ltd.,Pingxiang,Jiangxi 337000,China)

To solve the existing problems in the design and layout of power supply system of the old enterprise,improvement revamping was made to the relay protection in the 6kV power supply system.Setting values were selected based on the actual conditions of the power grid to reduce economic loss caused by false protection action and improve reliability of enterprise power supply.

relay protection;device analysis;setting value;setting method

TM774

B

1006-6764(2014)04-0005-05

2013－10－23

劉宗純（1980－），男，畢業(yè)于天津工業(yè)大學(xué)，助理工程師，現(xiàn)從事電氣設(shè)備技術(shù)管理工作。