地區(qū)配網(wǎng)繼電保護(hù)整定原則探討

歐鵬

摘 ?要：配電網(wǎng)作為電網(wǎng)的重要組成部分，直接面向終端用戶，與廣大人民群眾的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，是服務(wù)民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施。文章結(jié)合江門地區(qū)配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，對(duì)該地區(qū)的配網(wǎng)繼電保護(hù)進(jìn)行了探討，合理選擇配網(wǎng)開關(guān)保護(hù)配置，并在這基礎(chǔ)上提出了配網(wǎng)繼保整定原則，提高故障隔離能力，切實(shí)提高實(shí)用化水平，從而提高電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行水平，具有重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);繼電保護(hù);定值整定

中圖分類號(hào)：TM77 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）26-0085-03

1 ?概 ?述

繼電保護(hù)的正確可靠動(dòng)作對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定有著極其重要的作用，整定計(jì)算是決定繼電保護(hù)能否正確動(dòng)作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，配置結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量?jī)?yōu)良和技術(shù)性能滿足運(yùn)行要求的繼電保護(hù)及自動(dòng)重合閘裝置是電網(wǎng)繼電保護(hù)的物質(zhì)基礎(chǔ);正確的運(yùn)行整定是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、減輕故障設(shè)備損壞程度的必要條件。

2 ?配網(wǎng)饋線保護(hù)整定原則

2.1 ?10 kV饋線保護(hù)

2.1.1 ?相間電流保護(hù)

①限時(shí)速斷保護(hù)：考慮躲過配變低壓側(cè)三相故障短路電流。一般情況下可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)短路電流水平簡(jiǎn)化整定，推薦動(dòng)作值取3 000 A（一次值），動(dòng)作時(shí)間取0.3 s。對(duì)于長(zhǎng)線路或接有大容量配變的線路，需要根據(jù)實(shí)際情況另行計(jì)算動(dòng)作值。

②定時(shí)限過流保護(hù)：按對(duì)線路末端故障有不小于1.5的靈敏系數(shù)或按躲負(fù)荷電流可靠系數(shù)1.3整定。

一般情況下，可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)短路電流水平簡(jiǎn)化整定，推薦動(dòng)作值取800 A（一次值），動(dòng)作時(shí)間取0.6 s。對(duì)于長(zhǎng)線路或接有大容量配變的線路，需要根據(jù)實(shí)際情況另行計(jì)算動(dòng)作值。

2.1.2 ?后加速保護(hù)

有可獨(dú)立整定及可獨(dú)立投入的后加速保護(hù)段的，可投入后加速保護(hù)，后加速保護(hù)段的動(dòng)作值必須可靠躲過合閘及重合閘時(shí)的涌流，否則退出后加速保護(hù)。

2.1.3 ?過負(fù)荷保護(hù)發(fā)信

有需求時(shí)可投入過負(fù)荷保護(hù)發(fā)信，動(dòng)作值建議取1In（In可取CT二次額定值1 A或5 A），動(dòng)作時(shí)間取5 s。一般不投過負(fù)荷保護(hù)。

2.1.4 ?饋線重合閘

①無小電源并網(wǎng)的線路投非同期重合閘方式，重合時(shí)間建議取1 s。

②有小電源并網(wǎng)的線路應(yīng)裝設(shè)線路PT，取相間電壓，重合閘投檢無壓重合閘方式。如未裝設(shè)線路PT，用戶專線建議退出重合閘，公用線路建議臨時(shí)將重合閘時(shí)間整定為不小于3 s。

③如投入二次重合閘，一般可整定為：第一次重合時(shí)間5s（確保饋線上各中途開關(guān)均跳閘）;第二次重合閉鎖時(shí)間應(yīng)小于第一個(gè)中途開關(guān)動(dòng)作時(shí)間，可取同第一次重合時(shí)間;第二次重合時(shí)間需考慮開關(guān)兩次重合閘的間歇時(shí)間，可取60 s;重合閘充電時(shí)間則按照柱上開關(guān)的數(shù)目整定，9個(gè)以內(nèi)的柱上開關(guān)可整定為65 s。

2.1.5 ?低電阻接地系統(tǒng)10 kV饋線零序電流保護(hù)

①接地電阻為10 Ω的系統(tǒng)：動(dòng)作值取50 A（一次值），動(dòng)作時(shí)間0.6 s。

②接地電阻為16 Ω的系統(tǒng)：動(dòng)作值取30A（一次值），動(dòng)作時(shí)間0.6 s。

2.2 ?10 kV配電線路中途開關(guān)保護(hù)的整定原則

2.2.1 ?相間電流保護(hù)

①速斷保護(hù)：考慮躲過配變低壓側(cè)三相故障短路電流和開關(guān)所帶負(fù)荷的涌流，并應(yīng)盡量保證在最大運(yùn)行方式下對(duì)線路末端三相短路故障有不小于1.2的靈敏系數(shù)。

一般情況下可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)短路電流水平簡(jiǎn)化整定，推薦動(dòng)作值取2 000 A（一次值），動(dòng)作時(shí)間取0～0.1秒。對(duì)于長(zhǎng)線路或接有大容量配變的線路，需要根據(jù)實(shí)際情況另行計(jì)算動(dòng)作值。

過流保護(hù)：按保證在最小運(yùn)行方式下對(duì)線路末端兩相故障有不小于1.5的靈敏系數(shù)或按躲負(fù)荷電流可靠系數(shù)1.3整定。

一般情況下可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)短路電流水平簡(jiǎn)化整定，推薦動(dòng)作值取600 A（一次值），動(dòng)作時(shí)間取0.3 s。對(duì)于長(zhǎng)線路或接有大容量配變的線路，需要根據(jù)實(shí)際情況另行計(jì)算動(dòng)作值。

2.2.2 ?重合閘時(shí)間

主干線分段開關(guān)重合閘時(shí)間取45 s（確保變電站出線開關(guān)儲(chǔ)能及重合閘充電），分支線開關(guān)（無論在線路何處）在主干線開關(guān)重合后按7 s的重合閘時(shí)間級(jí)差逐級(jí)重合。

2.2.3 ?低電阻接地系統(tǒng)10 kV配電線路中途開關(guān)零序電流保護(hù)

接地電阻為10 Ω的系統(tǒng)：動(dòng)作值取50 A（一次值），動(dòng)作時(shí)間0.3 s。

接地電阻為16 Ω的系統(tǒng)：動(dòng)作值取30 A（一次值），動(dòng)作時(shí)間0.3 s。

2.3 ?配網(wǎng)分段開關(guān)保護(hù)配置原則

①由于保護(hù)動(dòng)作時(shí)間受系統(tǒng)限制，只可以實(shí)現(xiàn)2級(jí)保護(hù)配合，配網(wǎng)線路主干線上最多只可投入一個(gè)分段開關(guān)的保護(hù)與變電站保護(hù)實(shí)現(xiàn)配合，且該開關(guān)必須帶有重合器并正常投入運(yùn)行。如圖1所示。

②無聯(lián)絡(luò)的分支線可配置開關(guān)和保護(hù)，用于隔離分支線故障，減少故障對(duì)主干線的影響，但此時(shí)各分支線也只能投入一個(gè)開關(guān)的保護(hù)及開關(guān)重合功能，建議分支線的保護(hù)和重合器配置在分支線的第一個(gè)開關(guān)。如圖2所示。

③主干線配置了分段開關(guān)且投入了保護(hù)和重合器的線路，由于其主干線分段開關(guān)后的各分支線保護(hù)已無法與主干線分段開關(guān)的保護(hù)實(shí)現(xiàn)配合，若分支線投入開關(guān)重合功能，當(dāng)分支線發(fā)生永久性故障時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致主干線分段開關(guān)在重合后再次跳閘，從而造成主干線分段開關(guān)后的線路停電，配網(wǎng)運(yùn)維部門應(yīng)對(duì)此制定相關(guān)預(yù)案。如圖3所示。

2.4 ?配網(wǎng)中途分段斷路器保護(hù)整定原則

2.4.1 ?保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與變電站出線開關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間配合

變電站保護(hù)電流速斷保護(hù)時(shí)間取0.3 s，過流時(shí)間取0.6 s;分段斷路器保護(hù)速斷時(shí)間取0～0.1 s，過流時(shí)間取0.3 s。如圖4所示。

2.4.2 ?相間電流速斷保護(hù)定值整定

①按躲開關(guān)所帶負(fù)荷的涌流整定：I1zd≥Kk×IeΣ

式中：Kk為考慮涌流的可靠系數(shù)，可根據(jù)計(jì)算、試驗(yàn)或?qū)嶋H運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。

IeΣ為該分段開關(guān)帶配變總額定電流：IeΣ=SΣ/■Ue

Ue為平均額定電壓10.5 kV。

注意事項(xiàng)：

其一，對(duì)用電性質(zhì)為居民用電的公用線路Kk一般取2.5～5，配變數(shù)量越多，取值越小;

其二，對(duì)有較多大型配變或電動(dòng)機(jī)的線路，因?yàn)榭蛰d配變投入時(shí)涌流較大，大型電機(jī)投入時(shí)自啟動(dòng)電流較大持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，Kk可取5～10;

其三，定值應(yīng)躲過單臺(tái)大型配變投入時(shí)最大涌流：對(duì)

6 300 kVA及以下變壓器I1zd≥（7～12）×Ie變壓器容量越大，系數(shù)越小。

其四，定值應(yīng)躲過單臺(tái)或多臺(tái)大型電機(jī)同時(shí)投入時(shí)最大啟動(dòng)電流Iqd：I1zd≥Kk×Iqd，Kk取值1.5，Iqd參考值如下：?jiǎn)问蠡\電動(dòng)機(jī)5.5～7 Ie;雙鼠籠電動(dòng)機(jī)3.5～4 Ie;

繞線式電動(dòng)機(jī)2.0～2.5 Ie ? 。

②計(jì)算出的速斷定值過小或能可靠躲過涌流時(shí)，可取推薦值一次動(dòng)作值：2 000 A。

2.4.3 ?配網(wǎng)中途分段斷路器重合時(shí)間整定

主干線分段斷路器重合閘時(shí)間取45 s（確保變電站出線開關(guān)儲(chǔ)能及重合閘充電），位于主干線分段斷路器后的分支線斷路器在主干線開關(guān)重合后按7秒的重合閘時(shí)間級(jí)差逐級(jí)重合。如圖5所示。

動(dòng)作邏輯：如FB1之后線路發(fā)生永久性故障，F(xiàn)B1與CB1同時(shí)跳閘，CB1重合成功，約20 s后完成彈簧儲(chǔ)能，約40 s后完成重合閘充電，準(zhǔn)備再次重合;45 s后FB1重合于故障點(diǎn)，F(xiàn)B1和CB1同時(shí)分閘，CB1再次重合成功，恢復(fù)CB1- FB1區(qū)間供電。

3 ?變電站開關(guān)重合時(shí)間與配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)動(dòng)作時(shí)間 ? 的配合

3.1 ?變電站開關(guān)保護(hù)二次重合閘功能介紹

變電站開關(guān)保護(hù)二次重合閘，如圖6所示。

TCH1：第一次重合延時(shí)，取5 s（確保饋線上各中途開關(guān)均跳閘）;

TCH2：第二次重合延時(shí)，需考慮開關(guān)兩次重合閘的間歇時(shí)間，可取60 s;

TBS：二次重合閘閉鎖延時(shí)，應(yīng)小于第一個(gè)中途開關(guān)動(dòng)作時(shí)間，可取同第一次重合時(shí)間5 s;

TCD：重合閘充電時(shí)間，按照柱上開關(guān)的數(shù)目整定，9個(gè)以內(nèi)的柱上開關(guān)可整定為65 s。

3.2 ?變電站開關(guān)二次重合閘與配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)動(dòng)作時(shí)間 ? ? 配合

①通過就地重合方式實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化時(shí)，一般可分為電壓-電流-時(shí)間型、電壓-時(shí)間型兩種類型，下面以電壓-時(shí)間型為例子：

②負(fù)荷開關(guān)具備的功能：失壓瞬時(shí)分閘、有壓延時(shí)合閘、若合閘之后在設(shè)定時(shí)間內(nèi)失壓，則自動(dòng)分閘并閉鎖合閘功能、脈動(dòng)閉鎖功能。

③按故障點(diǎn)不同，分兩種情況開關(guān)動(dòng)作情況進(jìn)行介紹，如圖7、圖8所示。

其一，當(dāng)永久性相間故障發(fā)生在CB1與FS1之間時(shí)：

動(dòng)作邏輯： CB1保護(hù)動(dòng)作分閘 、FS1/2/3失壓分閘;CB1重合于故障點(diǎn)，重合不成功再次分閘;CB1閉鎖二次重合閘，不再重合。

其二，當(dāng)永久性相間故障發(fā)生在CB1與FS1之間時(shí)：

動(dòng)作邏輯：CB1保護(hù)動(dòng)作分閘、FS1/2/3失壓分閘;CB1第一次重合閘，重合成功，二次重合開始充電計(jì)時(shí)（充電時(shí)間28 s）;FS1有壓后7 s合閘，合閘成功;FS2有壓后7 s順序合閘，合閘成功;FS3有壓后7 s順序合閘，合于故障點(diǎn);CB1保護(hù)動(dòng)作再次分閘，F(xiàn)S1、2失壓分閘，F(xiàn)S3合閘后短時(shí)間內(nèi)失壓，自動(dòng)分閘并閉鎖合閘功能;CB1第二次重合成功;FS1有壓后7 s第二次合閘，合閘成功;FS2有壓后7 s第二次合閘，合閘成功，恢復(fù)CB1-FS3區(qū)間段供電。

4 ?結(jié) ?語

今年以來，經(jīng)濟(jì)下行壓力較大，經(jīng)濟(jì)回穩(wěn)的任務(wù)較重，加快配電網(wǎng)建設(shè)改造，提高電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行水平越來越重要，在地區(qū)電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行階段，必須做好穩(wěn)定性水平分析，為推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，促使我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各方面穩(wěn)定健康發(fā)展扎實(shí)重要保障。

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