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10kV配電線路保護(hù)的整定計(jì)算論文
摘要：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、二個用戶，類似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺甚至上百臺變壓器T接于同一條線路的各個分支上；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，最大不過100kVA，有的線路上卻有幾千kVA的變壓器；有的線路屬于最末級保護(hù)，有的線路上設(shè)有開關(guān)站或有用戶變電所等。
關(guān)鍵詞：10kV 配電線路保護(hù) 整定計(jì)算
110kV配電線路的特點(diǎn)
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、二個用戶，類似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺甚至上百臺變壓器T接于同一條線路的各個分支上；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，最大不過100kVA，有的線路上卻有幾千kVA的變壓器；有的線路屬于最末級保護(hù)，有的線路上設(shè)有開關(guān)站或有用戶變電所等。
2 問題的提出
對于輸電線路，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。
3 整定計(jì)算方案
我國的10kV配電線路的保護(hù)，一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構(gòu)成。特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負(fù)荷線路保護(hù)，不能滿足要求時(shí)，可考慮增加其它保護(hù)(如：保護(hù)Ⅱ段、電壓閉鎖等)。下面的討論，是針對一般保護(hù)配置而言的。
(1)電流速斷保護(hù)：
由于10kV線路一般為保護(hù)的最末級，或最末級用戶變電所保護(hù)的上一級保護(hù)。所以，在整定計(jì)算中，定值計(jì)算偏重靈敏性，對有用戶變電所的線路，選擇性靠重合閘來保證。在以下兩種計(jì)算結(jié)果中選較大值作為速斷整定值。
�、侔炊氵^線路上配電變壓器二次側(cè)最大短路電流整定。實(shí)際計(jì)算時(shí)，可按距保護(hù)安裝處較近的線路最大變壓器低壓側(cè)故障整定。
Idzl=Kk×Id2max
式中Idzl-速斷一次值
Kk-可靠系數(shù)，取1.5
Id2max-線路上最大配變二次側(cè)最大短路電流
�、诋�(dāng)保護(hù)安裝處變電所主變過流保護(hù)為一般過流保護(hù)時(shí)(復(fù)合電壓閉鎖過流、低壓閉鎖過流除外)，線路速斷定值與主變過流定值相配合。
Ik=Kn×(Igl-Ie)
式中Idzl-速斷一次值
Kn-主變電壓比，對于35/10降壓變壓器為3.33
Igl-變電所中各主變的最小過流值(一次值)
Ie-為相應(yīng)主變的額定電流一次值
③特殊線路的處理：
a．線路很短，最小方式時(shí)無保護(hù)區(qū)；或下一級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)。動作電流與下級保護(hù)速斷配合(即取1.1倍的下級保護(hù)最大速斷值)，動作時(shí)限較下級速斷大一個時(shí)間級差(此種情況在城區(qū)較常見，在新建變電所或改造變電所時(shí)，建議保護(hù)配置用全面的微機(jī)保護(hù)，這樣改變保護(hù)方式就很容易了)。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。
b．當(dāng)保護(hù)安裝處主變過流保護(hù)為復(fù)壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時(shí)，不能與主變過流配合。
c．當(dāng)線路較長且較規(guī)則，線路上用戶較少，可采用躲過線路末端最大短路電流整定，可靠系數(shù)取1.3～1.5。此種情況一般能同時(shí)保證選擇性與靈敏性。
d．當(dāng)速斷定值較小或與負(fù)荷電流相差不大時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)速斷定值躲過勵磁涌流的能力，且必須躲過勵磁涌流。
�、莒`敏度校驗(yàn)。按最小運(yùn)行方式下，線路保護(hù)范圍不小于線路長度的15%整定。允許速斷保護(hù)保護(hù)線路全長。
Idmim(15%)/Idzl≥1
式中Idmim(15%)-線路15%處的最小短路電流
Idzl-速斷整定值
(2)過電流保護(hù)：
按下列兩種情況整定，取較大值。
�、侔炊氵^線路最大負(fù)荷電流整定。隨著調(diào)度自動化水平的提高，精確掌握每條線路的最大負(fù)荷電流成為可能，也變得方便。此方法應(yīng)考慮負(fù)荷的自啟動系數(shù)、保護(hù)可靠系數(shù)及繼電器的返回系數(shù)。為了計(jì)算方便，將此三項(xiàng)合并為綜合系數(shù)KZ。
即：KZ=KK×Kzp/Kf
式中KZ-綜合系數(shù)
KK-可靠系數(shù)，取1.1～1.2
Izp-負(fù)荷自啟動系數(shù)，取1～3
Kf-返回系數(shù)，取0.85
微機(jī)保護(hù)可根據(jù)其提供的技術(shù)參數(shù)選擇。而過流定值按下式選擇：
Idzl=KZ×Ifhmax
式中Idzl-過流一次值
Kz-綜合系數(shù)，取1.7～5，負(fù)荷電流較小或線路有啟動電流較大的負(fù)荷(如大電動機(jī))時(shí)，取較大系數(shù)，反之取較小系數(shù)
Ifhmax-線路最大負(fù)荷電流，具體計(jì)算時(shí)，可利用自動化設(shè)備采集最大負(fù)荷電流
�、诎炊氵^線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的4～6倍。變壓器容量大時(shí)，涌流也大。由于重合閘裝置的后加速特性(10kV線路一般采用后加速)，如果過流值不躲過勵磁涌流，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，需躲過勵磁涌流。由于配電線路負(fù)荷的分散性，決定了線路總勵磁涌流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此，在實(shí)際整定計(jì)算中，勵磁涌流系數(shù)可適當(dāng)降低。
式中Idzl-過流一次值
Kcl-線路勵磁涌流系數(shù)，取1～5，線路變壓器總?cè)萘枯^少或配變較大時(shí)，取較大值
Sez-線路配變總?cè)萘?/p>
Ue-線路額定電壓，此處為10kV
�、厶厥馇闆r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或Klc應(yīng)選較大的系數(shù)。
b．當(dāng)線路較長，過流近后備靈敏度不夠時(shí)(如15km以上線路)，可采用復(fù)壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護(hù)，此時(shí)負(fù)序電壓取0.06Ue，低電壓取0.6～0.7Ue,動作電流按正常最大負(fù)荷電流整定，只考慮可靠系數(shù)及返回系數(shù)。當(dāng)保護(hù)無法改動時(shí)，應(yīng)在線路中段加裝跌落式熔斷器，最終解決辦法是網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，使10kV線路長度滿足規(guī)程要求。
c．當(dāng)遠(yuǎn)后備靈敏度不夠時(shí)(如配變?yōu)?～10kVA，或線路極長)，由于每臺配變高壓側(cè)均有跌落式熔斷器，因此可不予考慮。
d．當(dāng)因躲過勵磁涌流而使過流定值偏大，而導(dǎo)致保護(hù)靈敏度不夠時(shí)，可考慮將過流定值降低，而將重合閘后加速退出(因10kV線路多為末級保護(hù)，過流動作時(shí)限一般為0.3s，此段時(shí)限也是允許的)。
�、莒`敏度校驗(yàn)：
近后備按最小運(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最末端的較小配變二次側(cè)故障，接最小方式校驗(yàn)，靈敏度大于或等于1.2。
Km1=Idmin1/Idzl≥1.25
Km2=Idmin2/Idzl≥1.2
式中Idmin1-線路末端最小短路電流
Idmin2-線路末端較小配變二次側(cè)最小短路電流
Idzl-過流整定值
4 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，對重合閘重合的連續(xù)性，重合閘時(shí)間采用0.8～1.5s；農(nóng)村線路，負(fù)荷多為照明及不長期運(yùn)行的小型電動機(jī)等負(fù)荷，供電可靠性要求較低，短時(shí)停電不會造成很大的損失。為保證重合閘的成功率，一般采用2.0s的重合閘時(shí)間。實(shí)踐證明，將重合閘時(shí)間由0.8s延長到2.0s，將使重合閘成功率由40%以下提高到60%左右。
5 有關(guān)保護(hù)選型
10kV線路保護(hù)裝置的配置雖然較簡單，但由于線路的復(fù)雜性和負(fù)荷的多變性，保護(hù)裝置的選型還是值得重視的。根據(jù)諸城電網(wǎng)保護(hù)配置情況及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，建議在新建變電所中應(yīng)采用保護(hù)配置全面的微機(jī)保護(hù)。微機(jī)保護(hù)在具備電流速斷、過電流及重合閘的基礎(chǔ)上，還應(yīng)具備低壓(或復(fù)壓)閉鎖、時(shí)限速斷等功能，以適應(yīng)線路及負(fù)荷變化對保護(hù)方式的不同要求。
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