10KV線路保護(hù)越級(jí)跳閘故障的原因分析及其整定計(jì)算探討

110kV線路保護(hù)特點(diǎn)

與其他配電線路相比,10KV線路缺乏規(guī)范性。其他配電線路大多成環(huán)形狀,而10KV線路分布呈大量放射狀,同時(shí)有大量變壓器T接在共同的分支上,造成了10KV線路的多樣性。由于10KV線路在發(fā)生故障時(shí),不能及時(shí)跳開線路開關(guān)切除故障,導(dǎo)致主變變低開關(guān)跳閘,即10KV系統(tǒng)越級(jí)跳閘。由于電網(wǎng)中10KV線路采用放射性供電方式,10KV線路越級(jí)跳閘將造成整段母線的10KV負(fù)荷損失,對(duì)供電可靠性影響較大。

210kV線路保護(hù)越級(jí)跳閘分析

近期某35KV變電站發(fā)生了一起故障,此站10KV電壓等級(jí)部分采用單母線的一次接線方式,故障線路所在的母線共有4條出線,接線圖如圖1所示。

故障發(fā)生后保護(hù)動(dòng)作行為:10KV004線路保護(hù)啟動(dòng),1號(hào)主變保護(hù)啟動(dòng),1號(hào)主變高復(fù)壓過流Ⅲ段出口跳311、011。

2.1保護(hù)動(dòng)作行為分析

2.1.11號(hào)主變保護(hù)

1號(hào)主變保護(hù)定值如表1所示。

1號(hào)主變高壓側(cè)故障錄波如圖2所示,低壓側(cè)故障錄波圖如圖3所示,10KV004線路故障錄波圖如圖4所示。

主變高后備保護(hù)動(dòng)作分析:如圖2所示,B、C相電流值(最高值為0.36A)超過高壓側(cè)過流Ⅲ段定值的最大持續(xù)時(shí)間2068mS,大于定值時(shí)限2S,且高壓側(cè)未投入經(jīng)復(fù)壓閉鎖控制字,因此只要高壓側(cè)電流大于0.35A且持續(xù)時(shí)間超過2S,高壓側(cè)過流Ⅲ段保護(hù)就會(huì)動(dòng)作。

主變低后備保護(hù)未動(dòng)作分析:如圖3所示,B相電流最大值為1.012A,達(dá)到低壓側(cè)過流Ⅲ段保護(hù)啟動(dòng)值,但電壓值一直在40v以上,主變低壓側(cè)投入經(jīng)復(fù)壓閉鎖控制字,低壓側(cè)故障電壓未到達(dá)保護(hù)啟動(dòng)定值,所以主變低壓側(cè)復(fù)壓過流1段保護(hù)不啟動(dòng)。

2.1.2 10kV004線路保護(hù)

004線路保護(hù)定值如表2所示。

表8004線路保護(hù)定值

10kV004線路未動(dòng)作分析:從圖4可看出,10kV004線路發(fā)生A、B、C三相短路故障,其間故障電流大于過流Ⅲ段定值,持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)大于保護(hù)時(shí)限,但投入經(jīng)復(fù)壓閉鎖控制字,且電壓一直未曾低于40V,所以保護(hù)裝置未動(dòng)作。

2.2保護(hù)越級(jí)的原因分析

10kV004線路保護(hù)投入經(jīng)復(fù)壓閉鎖功能,且電壓一直在40～42V浮動(dòng),未達(dá)到保護(hù)電壓定值,保護(hù)裝置不動(dòng)作:1號(hào)主變低后備保護(hù)投入復(fù)壓閉鎖功能,且母線電壓一直在41～42V浮動(dòng),未達(dá)到保護(hù)電壓定值,保護(hù)裝置不動(dòng)作:主變高后備保護(hù)未投入復(fù)壓閉鎖功能,故障電流持續(xù)時(shí)間為2433mS,超過主變高壓側(cè)過流Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作定值2S時(shí)限,導(dǎo)致主變高壓側(cè)過流Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作。所以,此次越級(jí)跳閘的原因是10kV線路保護(hù)投入復(fù)壓閉鎖功能,導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。

310kV線路保護(hù)整定計(jì)算探討

10kV線路的保護(hù)裝置配置,一般由瞬時(shí)電流速斷Ⅰ段）、定時(shí)限過電流1段）、過負(fù)荷保護(hù)及三相一次重合閘構(gòu)成。下面談?wù)?0kV線路保護(hù)的整定原則:

1）瞬時(shí)電流速斷保護(hù):在整定計(jì)算中,10kV線路定值計(jì)算偏重靈敏性,原因是10kV線路一般為多級(jí)保護(hù)的最末級(jí),或最末級(jí)用戶變電站保護(hù)的上一級(jí)保護(hù)。2）定時(shí)限過電流保護(hù):按躲過本線路最大負(fù)荷電流整定,同時(shí)還應(yīng)該滿足線路末端故障時(shí)的靈敏度要求。當(dāng)線路較長(zhǎng),過電流保護(hù)靈敏度不夠時(shí),如20km以上線路,可采用復(fù)壓閉鎖過流,此時(shí)負(fù)序電壓取0Ⅱ06U1U1為額定電壓）,低電壓取0Ⅱ6e0Ⅱ～U1,動(dòng)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)。

但上述案例中的37kV站的004線路不屬于長(zhǎng)線路靈敏度不夠的情況,所以不用投入復(fù)壓閉鎖過流功能。

4結(jié)語(yǔ)

一次設(shè)備發(fā)生短路或其他各種故障時(shí),由于保護(hù)定值不匹配,造成上級(jí)開關(guān)跳閘,本級(jí)開關(guān)不動(dòng)作,從而使停電范圍擴(kuò)大,故障影響擴(kuò)大,造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

為防止類似事件的發(fā)生,防范開關(guān)拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),目前對(duì)凱里電網(wǎng)10kV線路保護(hù)定值進(jìn)行了梳理,10kV線路保護(hù)定時(shí)時(shí)限過流保護(hù)都退出復(fù)壓閉鎖功能。