10kV线路与用户保护定值配合-基础电子

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    江苏启东电网位于电网的末端，35kV及以上用户变电所只有几座，更多的是10kV用户变电所。近期新增的10kV用户很多，有的为开闭所式无保护，有的为完整的变电所模式，这类用户变电所配置了进线总保护、配电变压器保护。有的经一段电缆T接，供给另一个用户变电所，电缆两侧同样有断路器保护。保护层次增加，在10kV线路保护定值及动作时间已较短的情况下，如何配合，保证在出现故障时可靠、合理地动作跳闸，不越级跳闸是比较棘手的问题。

1事例分析

10kV线路保护属于末端保护，一般采用电流瞬时速断、定时速断和定时过流三段式，因上级定值限额的因素，时间只能设置0s、0.3s和0.5s较短的时间。配电变压器低压侧用熔断器作保护，高压侧由断路器保护。线路上的用户变电所，如何与线路保护配合，现说明如下。

2定值整定

2.1系统阻抗和短路电流

相关数据参考见图1、图2、表1、表2，选择方式来校验灵敏度。选择方式来分析保护配合性。为便于计算，阻抗均用标么值。要求计算各级母线短路电流及阻抗、短路电流及阻抗。

计算阻抗时因计算量大一直有偏差，参照值定位要正确。表1中规定：500kVA以上变压器Yy接线的UK％=4.5，Yd接线的UK％=5，根据设计部门提供的施工图纸，800、1000kVADy11接线组别的UK％=4.5。

2.2定值的整定

启亚船务的所用保护定值整定，原则上要求均与大同线定值配合，大同线定值为1746A/29.1A/0s、924A/15.4A/0.3s和440A/7.33A/0.5s。原TA变比200/5，配变容量已升至10790kVA，额定电流623A，按负荷率40%计算，TA已过载，LGJ-120的线径可承载380A，向生技部建议更改TA为300/5，可增加过流定值由280A增加到440A。启亚船务#1、#2变电所定值相同的有#1配电变压器与#2配电变压器、112出线与#2变电所113进线、#2变电所#1配电变压器与#2配电变压器。

2.2.1启亚船务#2变电所

1000kVA（57.5A）配电变压器容量≥800kVA，装设瓦斯保护、重瓦斯投跳闸、轻瓦斯、过负荷投信号告警、电流速断和定时过流。因10kV出线保护时间为0.5s，用户过流时间只能为0.3s，定时速断已无法设置，TA变比75/5。

电流速断：按躲过配电变压器低压侧故障及励磁涌流。

灵敏度校验：Km=Ik(2)/Idz=775/645=1.20，101、102断路器TA出口至配变所两相间故障有足够的灵敏度，可靠动作。

     定时过流：按躲过负荷电流，

     灵敏度校验：Km=Ik(2)/Idz=169/120=1.41。

2.2.2启亚船务#1变电所

出线112线保护：电缆较短，与#2变电所进线113线保护整定相同。TA200/5，配电流速断和定时过流两段式保护，过负荷告警，重合闸停用。

电流速断：躲过配变低压侧故障和励磁涌流，且与配电变压器速断配合。

      Km=Ik(2)/Idz=781/847=0.922

定时过流：躲过负荷电流

      Km=Ik(2)/Idz=Km=781/250=3.12

      过负荷告警：Idj=3.366A，Idz=135A，t=9s

800kVA（46.19A）配电变压器电流速断按躲过配变压器低压侧故障及励磁涌流；定时过流按躲过负荷电流

      Km=Ik(2)/Idz=160/108=1.48

总进线111线保护：TA400/5，电流速断和定时过流保护，过负荷告警，重合闸停用。

电流速断：躲过配变低压侧故障和励磁涌流。从以上计算中可比较#1变电所与#2变电所配变低压侧短路电流，选择的是#2变电所两台配变并列运行时的总短路电流。

3保护间配合解析

根据以上计算值画出定值配置图，见图2，从图中每级的定值解析保护间不配合性。

大同线与进线111断路器间：瞬时速断配合，但111断路器的速断灵敏度仅0.89，因保证配电变压器低压侧故障不越级跳闸，速断定值抬高，失去了灵敏性。定时过流不配，大同线过流保护已伸入启亚船务内部，启亚船务10kV母线故障，短路电流781A，而定值分别为400A和438A，时间均为0.5s。进线111断路器定时过流时间不能压缩到0.3s，因还有下级配电变压器过流保护，均要作用于跳闸，故障隔离后，大同线用重合闸弥补恢复供电，但启亚船务备用#1、#2变电所均失电。

111断路器与#1变电所配电变压器间：速断配合，111断路器速断灵敏度偏低。定时过流时间为0.5s与0.3s，仍是无时间级差。配电变压器故障，进线会越级跳闸。

111断路器与112、113断路器间：速断不配合，#2变电所10kV及配电变压器故障，三级保护均动作跳闸，#1、#2变电所全部失电。如果111断路器保护停用，启亚船务故障，大同线跳闸，重合不成，停电面积扩大，不可取。如果112、113断路器保护停用，#2变电所故障，111断路器跳闸，启亚船务全部失电，并且判别不出故障位置，但比111断路器保护停用优越些。如果保护均启用，重合闸均停用，#2变电所故障，跳闸的有101、102、113、112、111断路器，造成人为故障，保护动作的混乱和复杂化。

由于上级限额限制，#1变电所#1、#2配电变压器断路器保护、#2变电所#1、#2配电变压器与进线断路器保护之间不能实现完全配合。由于上级限额限制，下级配电变压器故障时，#1变电所出线、#2变电所进线、出线保护可能会越级跳闸。

4改进的措施

     保护及重合闸停启用的合理安排，保证故障时停电范围，动作合理。

10kV线路保护和用户变压器保护很难达到完全配合。整定计算、及正常运行管理中正确、合理地调整一二次方式，保证线路和用户变电所均满足供电可靠性要求，保护合理动作跳闸隔离故障，真正发挥继电保护作为电网安全稳定运行的道