35kV及以下系统保护配置原则及整定方案.docx
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35kV及以下系统保护配置原则及整定方案
35kV及以下系统变压器及线路保护的配置与整定
一、保护配置要求
GB/T-14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》要求:
(一)35kV线路保护
35kV为中性点非有效接地电力网的线路,对相间短路和单相接地,应按本条的规定装设相应的保护。
1、对相间短路,保护应按下列原则配置:
1)保护装置采用远后备方式。
2)下列情况应快速切除故障:
A)如线路短路,使发电厂厂用电母线低于额定电压的60%时;
B)如切除线路故障时间长,可能导致线路失去热稳定时;
C)城市配电网络的直馈线路,为保证供电质量需要时;
D)与高压电网邻近的线路,如切除故障时间长,可能导致高压电网产生稳定问题时。
2、对相间短路,应按下列规定装设保护装置。
1)单侧电源线路
可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护,必要时可增设复合电压闭锁元件。
由几段线路串联的单侧电源线路及分支线路,如上述保护不能满足选择性、灵敏性和速动性的要求时,速断保护可无选择地动作,但应以自动重合闸来补救。
此时,速断保护应躲开降压变压器低压母线的短路。
2)复杂网络的单回路线路
A)可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护,必要时,保护可增设负荷电压闭锁元件和方向元件。
如不满足选择性、灵敏性和速动性的要求或保护构成过于复杂式,宜采用距离保护。
B)电缆及架空短线路,如采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和速动性要求时,宜采用光纤电流差动保护作为主保护,以带方向或不带方向的电流电压保护作为后备保护。
C)环形网络宜开环运行,并辅以重合闸和备用电源自动投入装置来增加供电可靠性。
如必须环网运行,为了简化保护,可采用故障时先将网络自动解列而后恢复的方式。
3、平行线路
平行线路宜分列运行,如必须并列运行时,可根据其电压等级,重要查那关度和具体情况按下列方式之一装设保护,整定有困难时,运行双回线延时段保护之间的整定配合无选择性:
A)装设全线速动保护作为主保护,以阶段式距离保护作为主保护和后备保护;
B)装设有相继速动功能的阶段式距离保护作为主保护和后备保护。
4、中性点经低电阻接地的单相电源线路装设一段或两段三相式电流保护,作为相间故障的主保护和后备保护;装设一段或两段零序电流保护,作为接地故障的主保护和后备保护。
串联供电的几段线路,在线路故障时,几段线路可以采用前加速的方式同时跳闸,并用顺序重合闸和备用电源自动投入装置来提高供电可靠性。
5、对中性点不接地或经消弧线圈接地线路的单相接地故障,保护的装设原则及构成方式按执行。
6、可能出现过负荷的电缆线路或电缆与架空混合线路,应装设过负荷保护,保护宜带时限动作于信号,必要时可动作于跳闸。
(二)10kV线路保护
10kV为中性点非有效接地电力网的线路,对相间短路和单相接地,应按本条的规定装设相应的保护。
1、相间短路保护应按下列原则配置:
1)保护装置由电流继电器构成,应接于两相电流互感器上,并在仝一网络的所有线路上,均接于相同两相的电流互感器。
2)保护应采用远后备方式。
3)如线路短路使发电厂厂用母线或重要用户母线电压低于额定电压的60%以及线路导线截面过小,不允许带时限切除短路时,应快速切除故障。
4)过电流保护的时限不大于0.5s~0.7s,且没有3)条所列情况,或没有配合上要求时,可装设速动的电流速段保护。
2、对相间短路,应按下列规定装设保护:
1)单侧电源线路
可装设两段过流保护,第一段为不带时限的电流速断保护,第二段为带时限的过电流保护,保护可采用定时限或反时限特性。
保护装置仅装在线路电源侧。
线路不应多级串供,以一级为宜,不应超过二级。
必要时,可配置光纤差动电流保护作为主保护,单时限的过电流保护作为后备保护。
2)双侧电源线路
可装设带方向或不带方向的电流速断保护和过电流保护。
短线路、电缆线路、并联连接的电缆线路宜采用光纤电流差动保护作为主保护,带方向或不带方向的电流保护作为后备保护。
尽可能不并列运行,当必须并列运行时,应配以光纤电流差动保护,带方向或不带方向的电流保护作后备保护。
3)环形网络的线路
3~10kV不宜出线环形网络的运行方式,应开环运行。
当必须以环形方式运行时,为简化保护,可采用故障时将环网自动解列而后恢复的方式,对于不宜解列的线路,可参照2)条的规定。
4)发电厂厂用电源线
发电厂厂用电源线,宜装设纵联差动保护和过电流保护。
3、对单相接地短路,应按下列规定装设保护;
1)在发电厂和变电所母线上,应装设单相接地监视装置。
监视装置反应零序电压,动作于信号。
2)有条件安装零序电流互感器的线路,如电缆线路或经电缆引出的架空线路,当单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求时,应装设动作于信号的单相接地保护。
如不能安装零序电流互感器,而单相接地保护能够躲过电流回路中的不平衡电流的影响,例如单相接地电流较大,或保护反应接地电流的暂态值等,也可将保护装置接于三相电流互感器构成的零序回路中。
3)在出线回路数不多,或难以装设选择性单相接地保护时,可用依次断开线路的方法,寻找故障线路。
4)根据人身和设备安全的要求,必要时,应装设动作于跳闸的单相接地保护。
4、可能时常出线过负荷的电缆线路,应装设过负荷保护。
保护宜带时限动作于信号,必要时可动作于跳闸。
二、10~35kV系统继电保护配置原则
1、10~35kV线路配置微机型三段式电流保护。
2、单侧电源线路,保护装置仅装在线路的电源侧。
线路不应多级串供,以一级为宜,不应超过二级。
可装设三段式电流保护、具备三相一次自动重合功能。
电容器保护配置限时速断过电流、电容器保护配置限时速断过电流、过电压、低电压、零序电压保护。
1)常规微机保护无法满足保护灵敏度及配合性要求、无整定范围的短线路(一般为3~5kM),应配置光纤电流差动保护作为主保护,带时限的三段式电流保护作为后备保护。
2)多级串供线路,在不满足选择性要求时应逐级配置光差保护。
3)开闭所、配电室及高分箱应在出线侧配置断路器及保护装置。
4)如若线路配置光纤差动保护,则线路两侧均应配置断路器。
5)10kV及以上电厂/场、光伏电站并网线及上级联络线和并列运行的双线,配置光纤纵联电流差动保护。
3、双侧电源线路
1)可装设带方向或不带方向的电流速断保护和过电流保护。
2)短线路、电缆线路、并联连接的电缆线路易采用光纤电流差动保护作为主保护,带方向或不带方向的电流保护作为后备保护。
4、并列运行的平行线路
尽可能不并列运行,当必须并列运行时,应配以光纤电流差动保护,带方向或不带方向的电流保护作为后备保护。
5、通过10kV(6kV)~35kV电压等级并网的分布式电源,宜采用专线方式接入电网并配置光纤电流差动保护。
在满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求时,线路也可采用“T”接方式,保护采用电流电压保护。
6、变电站、开闭所、配电室内部的保护型号及厂家不宜过多,应尽量保持配置一致性。
三、35kV/10kV线路保护整定原则
1、部分短线路和小电源并网线路配有全线速动的光纤主保护及后备保护,其余线路均为常规的三段式电流保护。
2、中低压出线以保主网、保设备为前提,速断段保护可采用全线速断原则整定,时间为0秒,其非选择性投重合闸弥补。
3、三段式电流保护按照逐级配合的原则整定,时间级差为0.3秒;特殊要求可缩短时间级差(0.1S-0.2S)。
4、为保证线路保护的选择性、灵敏性及速动性,要求所带变压器低压侧解列运行。
(依照保护定值单说明执行)
5、35kV/10kV全电缆线路重合闸退出运行;线路为电缆与架空线的混合线路时,当电缆超过全长的二分之一时,重合闸应退出运行。
6、直配线路的负荷端保护正常退出运行,配有光纤保护的线路负荷端正常运行只投光纤保护,且宜投发信。
7、线路所带变压器容量较大时,存在过流II段电流值伸出变压器低压侧的可能性(定值单备注说明),当变压器低压出线故障本线路开关未跳开时高压侧线路电源侧保护过流II段保护会比所带变压器后备保护动作快,造成停电范围扩大。
8、由于部分变电站多电源供电时大、小方式间相差较大,为保证保护的配合性,不同电源供电需对应不同定值单,要求运行方式改变前由运行人员在现场切换保护定值区并与当值调度员核对需执行的定值单内容。
四、35kV/10kV线路保护整定实例
1、35kV线路保护整定
例:
高山站35kV高段1#线保护定值计算
1)线路参数:
L=9.2Km导线型号:
LGJ-150Z*=0.3034(总阻护/基准值(13.7))
所带负荷:
段家村1#主变S=10000kVAZ*=0.75(短路阻抗Ud/S标么值(10))
高山站35kV母线:
X大=0.137539X小=0.23457
开关编号:
3015、3016
CT变比:
600/5
高山站主变35kV保护定值
高山站2#主变RCS-978E低后备保护定值单
主变容量=120MVA
容量比:
1/1/0.5
CT变比:
35KV侧=1500/5
III侧后备保护定值
01相电流起动=1170A/3.9A
02复压闭锁负序相电压=7V
03复压闭锁相间低电压=70V
04过流I段=3090A/10.3A(35KV母线Ksen=1.8)
t1=0.9S(跳母联3010开关)一时限控制字=0041H
t2=1.2S(跳本侧3012开关)二时限控制字=0009H
t3=1.5S(跳总出口)三时限控制字=000FH
05过流II段=1230A/4.1A(35KV母线Ksen=4.5小方式高周线末Ksen=1.95)
t1=2.6S(跳母联3010开关)一时限控制字=0041H
t2=2.9S(跳本侧3012开关)二时限控制字=0009H
t3=3.2S(跳总出口)三时限控制字=000FH
06过负荷I段=1110A/3.7At=9S信号
07零序电压报警=10Vt==9S信号
08过流I段经复压闭锁=1
09过流II段经复压闭锁=1
10过负荷I段投入=1
11零序电压报警投入=1
2)高山区域供电示意图:
3)220kV高山站一次接线图:
4)过流I段:
按躲线末最大短路电流整定
I(3)=1560/(0.13753+0.3034)=3538A
Idz=1.3×3538/(600/5)=38.5A(二次值)-4596A(一次值)
保护范围:
L%=(1560×0.866/4596-0.13753)÷0.3034
=51%(大方式)
L%=(1560×0.866/4596-0.23457)÷0.3034
=19%(小方式)
T=0s
5)过流II段:
躲段家村主变低压侧短路
I(3)=1560/(0.13753+0.3034+0.75/2)=1912A(段家村主变低压侧并列运行)
Idz=1.2×1912/(600/5)=19.1A(二次值)-2292A(一次值)
线末小方式:
I
(2)=1560×0.866/(0.23457+0.3034)=2511A
Klm=2511/2292=1.09<1.5
此定值不满足灵敏度要求。
I(3)=1560/(0.13753+0.3034+0.75)=1310A(段家村主变低压侧解列运行)
Idz=1.2×1310/(600/5)=13.1A(二次值)-1572A(一次值)
线末小方式:
I
(2)=1560×0.866/(0.23457+0.3034)=2511A
Klm=2511/1572=1.59>1.5
T=0.3s
注:
要求段家村主变低压侧解列运行。
6)过流III段:
按躲最大负荷Ifmax=2×10000/(√3×35)=330A
Idz=1.5×330/(0.85×600/5)=4.85A-582A
按段家村主变低压侧有1.2的灵敏度
I
(2)=1560×0.866/(0.23457+0.3034+0.75)=1048A
Idz=1048/(1.2×600/5)=7.2A-864A
取定值:
Idz=4.85A-582A
Klm=1048/582=1.8>1.2
T=2.1s
7)、35kV线路保护定值单
大同供电公司继电保护定值通知单
大同+高山站+35kV高段1#线+RCS-9612AII+调继字第130622号代原号
单位名称
大同供电公司
厂站名称
高山站
保护装置型号
RCS-9612AII
生成时间
2013年9月26日
设备名称
35kV高段1#线
开关编号
3015
CT变比
600/5
(10P20)
PT变比
35/0.1
线路长度
9.2kM
序号
整定值名称
原定值
新定值
一
装置定值
1
I段过流
4596A/38.3A
(大方式51%
小方式19%)
2
II段过流
1572A/13.1A
(小方式Klm=1.59)
3
III段过流
582A/4.85A
(主变低压Klm=1.8)
4
过流保护低压闭锁
停用
5
过流加速段定值
582A/4.85A
6
过负荷保护定值
停用
7
零序I段过流段
停用
8
零序II段过流段
停用
9
零序III段过流段
停用
10
零序过流加速段段
停用
11
低周保护低频整定
停用
12
低周保护低压闭锁
停用
13
df/dt闭锁
停用
14
重合闸同期角
30°
15
过流I段时间
0s
16
过流II段时间
0.3s
17
过流III段时间
2.1s
18
过流加速段时间
0.1s
批准人
审核人
整定人
大同+高山站+35kV高段1#线+RCS-9612AII+调继字第130622号代原号
序号
整定值名称
原定值
新定值
19
过负荷保护时间
停用
20
零序过流I段时间
停用
21
零序过流II段时间
停用
22
零序过流III段时间
停用
23
零序过流加速时间
停用
24
低频保护时间
停用
25
重合闸时间
1.5s
26
二次重合闸时间
停用
27
反时限特性
停用
二
控制字
1
过流I段投入
1
2
过流II段投入
1
3
过流III段投入
1
4
反时限投入
0
5
过流I段经低压闭锁
0
6
过流II段经低压闭锁
0
7
过流III段经低压闭锁
0
8
过流I段经方向闭锁
0
9
过流II段经方向闭锁
0
10
过流III段经方向闭锁
0
11
过流加速段投入
1
12
零序过流加速段投入
0
13
投前加速
0
14
过负荷保护投入
0
批准人
审核人
整定人
大同+高山站+35kV高段1#线+RCS-9612AII+调继字第130622号代原号
序号
整定值名称
原定值
新定值
15
零序过流I段投入
0
16
零序过流II段投入
0
17
零序过流III段投入
0
18
零序过流I段经方向闭锁
0
19
零序过流II段经方向闭锁
0
20
零序过流III段经方向闭锁
0
21
低周保护投入
0
22
DF/DT闭锁投入
0
23
重合闸投入
1
24
重合闸不捡
1
25
重合闸检同期
0
26
重合闸检无压
0
27
二次重合闸投入
0
28
线路电压额定100V
1
29
PT断线检查
1
30
PT断线时退出与电压有关的电流保护
0
说明
注:
1、核算。
2、要求段家村主变低压侧解列运行。
批准人
审核人
整定人
回执
请将:
大同+高山站+35kV高段1#线+RCS-9612AII+调继字第130622号
调试结果报电力调控中心保护组
1、定值调整情况:
2、保护采用的CT变比:
PT变比:
3、存在的问题:
4、调控中心处理意见:
5、定值调整日期:
定值调整人员姓名:
6、现场值班核对定值人员:
核对时间:
7、调度值班员:
2、35kV变压器保护整定
1)35kV段家村变电站1#变压器参数
型号:
SSZ11-10000/35
容量比:
10000kVA/10000kVA
额定电压:
35±2×1.25%kV/10.5kV
额定电流:
165A/550A
高低阻抗电压:
Z*=0.75
高山站35kV母线:
X大=0.13753X小=0.23457
35kV高段1#线Z*=0.3034
35kV高段2#线Z*=0.3112
段家村站35kV母线:
X大=0.13753+0.3034=0.44098
X小=0.23457+0.3112=0.54577
段家村站10kV母线:
X大=0.13753+0.3034+0.75=1.19093
X小=0.23457+0.3112+0.75=1.29577
2)35kV段家村变电站一次接线图
3)差动速断电流
一般取额定电流的5~8(大容量取小,小容量取大)倍,且要求保护安装处灵敏度不小于1.5。
动作值:
5Ie=√3(依据说明书取值)×5×165(高压侧)=1428A
灵敏度校验:
小方式保护安装处(差动速断保护只保护到主变高压侧,最多到高压绕组,所以这样校验)
I
(2)=1560×0.866/0.44093=3063A
Klm=3063÷1428=2.1>1.5
4)差动保护启动电流
一般取额定电流的0.3~0.8倍,且要求灵敏度不小于1.5。
动作值:
0.5Ie=√3×0.5×165.4=142.8A
灵敏度校验:
主变低压侧故障(保护主变两侧)
I
(2)=1560×0.866/(0.54577+0.75)=1042A
Klm=1042÷142.8=7.3>1.5
5)高压侧过流保护
一般按变压器额定电流整定,计算公式为:
I=KK×Ie/Kf
KK-可靠系数,取1.2~1.3
Kf-返回系数,取0.85~0.95
动作值:
I=1.2(与低压侧配合系统)×1.5×165÷0.85=348A
时限:
t1=1.8s—跳总出口
灵敏度校验:
主变低压侧故障,按两台主变并列运行分流考虑:
总电流I
(2)=1560×0.866/(0.54577+0.75/2)=1467A
1#变分流I
(2)=1467/2=733A
Klm=733÷348=2.1>1.2
6)低压侧过流保护
A)过流I段:
按本侧母线故障有1.5的灵敏度或与出线速断或限时速断保护配合。
小方式时10kV母线故障:
(整定按本侧母线故障有1.5的灵敏度计算,不需要再校验)
I
(2)=5500×0.866/(0.54577+0.75)=3675A
动作值:
I=3675÷1.5=2450A
时限:
t1=0.3s—跳分段
t2=0.6s—跳本侧
t3=0.9s—跳总出口
B)过流II段:
按变压器额定电流整定,计算公式为:
I=KK×Ie/Kf。
动作值:
I=1.1(与线路III段的配合系数)×1.5×550÷0.85=1067A
时限:
t1=0.9s—跳分段
t2=1.2s—跳本侧
t3=1.5s—跳总出口(不得大于高后备最短时限
灵敏度校验:
主变低压侧故障,按两台主变并列运行分流考虑(是否需要用线路未两相短路电流来校验)
总电流I
(2)=5500×0.866/(0.54577+0.75/2)=5170A
1#变分流I
(2)=5170/2=2585A
Klm=2585÷1067=2.4
6)段家村主变保护定值
大同供电公司继电保护定值通知单
大同+段家村站+1#主变+DMP系列+调继字第140979号代原第号
单位名称
大同供电公司
厂站名称
段家村变电站
保护装置型号
DMP系列
生成时间
2014年12月9日
设备名称
1#主变
开关编号
3273、4271
主变容量
10MVA
容量比
1:
1
35kV侧CT
300/5
(10P30)
10kV侧CT
800/5
(10P30)
序号
整定值名称
原定值
新定值
一
差动保护定值(DMP-322)
(一)
差动速断
1
差动速断
ON
2
速断电流定值
1428A/23.8A
(二)
比率差动
1
比率差动
ON
2
门坎电流定值
142.8A/2.38A
(主变低压侧Klm=7.3)
3
二次谐波比
0.12
4
比率系数
0.5
5
拐点电流定值
285.6A/4.76A
(三)
CT断线
1
CT断线闭锁
OFF
(四)
差流告警
1
差流告警
ON
2
差流告警定值
71.4A/1.19A
(五)
不平衡系数
1
低压侧系数
1.3
(六)
高压侧CT接线方式
1
高压侧Y/Y
ON
批准人
审核人
整定人
大同供电公司继电保护定值通知单
大同+段家村站+1#主变+DMP系列+调继字第140979号代原第号
序号
整定值名称
原定值
新定值
(七)
过载启动风冷(停用)
(八)
过负荷告警(停用)
(九)
过载闭锁调压(停用)
二
高压侧后备保护定值(DMP-325)
(一)
复压过流I段
1
负序电压闭锁
OFF
2
低电压闭锁
OFF
3
I时限
OFF
4
I时限方向
OFF
5
II时限
OFF
6
II时限方向
OFF
7
III时限
ON
ON
8
III时限方向
OFF
9
电流定值
348A/5.8A
(主变低压侧Klm=2.3)
10
低电压定值
70V
11
负序电压定值
8V
12
I时限
停用
13
II时限
停用
14
III时限
1.8S(跳总出口)
(二)
复压过流II段(停用)
(三)
复合电压闭锁(停用)
(四)
母线绝缘监视
1
高压侧
ON
2
低压侧
ON
批准人
审核人
整定人
大同供电公司继电保护定值通知单
大同+段家村站+1#主变+DMP系列+调继字第140979号代原第号
序号
整定值名称
原定值
新定值
3
绝缘监视电压
15V
(五)
过载启动风冷
1
过载启动风冷
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- 35 kV 以下 系统 保护 配置 原则 方案