110kV變電所的線路電流保護(hù)設(shè)計(jì)

訾君 胡欣然 龐帥

摘?要：本文結(jié)合電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)電壓和電流參數(shù)會(huì)發(fā)生變化的特點(diǎn)，提出了110kV變電所的線路電流保護(hù)設(shè)計(jì)，介紹了輸電線路電流保護(hù)原理及方法，提出了原始數(shù)據(jù)及保護(hù)方案的選擇，并進(jìn)行線路保護(hù)整定計(jì)算，研究結(jié)果表明，本方案能夠促進(jìn)110kV變電所輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變電所;線路電流保護(hù);整定計(jì)算

1 緒論

當(dāng)電力系統(tǒng)有故障發(fā)生時(shí)，常出現(xiàn)的現(xiàn)象有：電壓降低、電流增大，電壓和電流之間的相位變化，因此必須利用繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的電流、電壓、相位等電氣量的變化，及時(shí)判斷、發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)。繼電保護(hù)的原理就是利用不同物理量的變化特征，進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)，本文主要介紹110kV變電所的線路電流的保護(hù)設(shè)計(jì)。

2 輸電線路電流保護(hù)原理

2.1 輸電線路電流保護(hù)方法[1]

輸出線路在進(jìn)行電流保護(hù)時(shí)，常采用階段式電流保護(hù)，具體為利用三套電流保護(hù)裝置共同來實(shí)現(xiàn)三段式電流保護(hù)，三段保護(hù)如下：

1）電流ⅰ段保護(hù)：又稱無時(shí)限電流速斷保護(hù)，其保護(hù)線路的范圍約占線路全長的85%。

2）電流ⅱ段保護(hù)：又稱限時(shí)電流速斷保護(hù)，其作用范圍是整條線路，或者是下一回線路的15%。

3）電流ⅲ段保護(hù)：又稱定時(shí)限過電流保護(hù)，從被保護(hù)線路起直至下一回線路的全部都是該保護(hù)的作用范圍。

三段保護(hù)在選擇時(shí)是根據(jù)電流的不同來選擇的，若要躲開某一區(qū)域的最大短路電流，則需要采用速斷或限時(shí)速斷的保護(hù)方式，若要躲開負(fù)載的最大負(fù)荷電流，則需要采用過流保護(hù)，實(shí)際使用時(shí)，要具體問題具體分析，可以采用其中的一種，如只采用限時(shí)速斷加過流保護(hù)或速斷加過流保護(hù)，或三種同時(shí)采用。

2.2 三段式電流保護(hù)工作原理

簡(jiǎn)單、可靠，是階段式電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)，如只使用I段、II段或III段，這樣在發(fā)生故障時(shí)，能夠完成快速切除故障，但也存在著受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和電網(wǎng)接線方式的影響的缺點(diǎn)。如電網(wǎng)的最大運(yùn)行方式?jīng)Q定了整定值的取值，電網(wǎng)的最小運(yùn)行方式?jīng)Q定了靈敏性的校驗(yàn)，這樣會(huì)造成如何兼顧靈敏度與保護(hù)范圍兩者之間的均衡問題。本文用圖1來介紹一下三段式電流保護(hù)的原理，圖1中三段式電流保護(hù)由無時(shí)限電流速斷、限時(shí)電流速斷和定時(shí)限過電流保護(hù)構(gòu)成[2]。其中第一段保護(hù)由繼電器KA1、KA2、KA3、KCO和1KS構(gòu)成，第II段保護(hù)由KA4、KA5、KA6、KT1和2KS構(gòu)成，第II段保護(hù)由KA7、KA8、KA9、KA10、2KT和3KS構(gòu)成，三個(gè)部分的電流保護(hù)整定閥值不同，包括動(dòng)作電流不同、動(dòng)作時(shí)間也不同，因此電流繼電器和時(shí)間繼電器的選型也不同。圖中I、II、III段的動(dòng)作信號(hào)則分別由而信號(hào)繼電器1KS、2KS和3KS發(fā)出，根據(jù)電路的構(gòu)成情況，在第III段采用10KA的電流繼電器，來提高該段保護(hù)的靈敏性。圖1為三段式電流保護(hù)的接線原理圖。

3 110kV變電所的線路保護(hù)設(shè)計(jì)方案

3.1 原始數(shù)據(jù)及保護(hù)方案的選擇

3.1.1 原始數(shù)據(jù)

上圖主變型號(hào)為SFL-2000/110，電流互感器為LMC-10型變比2000/5。

3.1.2 保護(hù)方案的選擇

選三段式電流保護(hù)作為線路AB的保護(hù)方案而10kV出線端采用無時(shí)限電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。

3.2 保護(hù)整定計(jì)算

3.2.1 線路AB的保護(hù)計(jì)算

所以限時(shí)電流保護(hù)的靈敏度滿足要求。

3）定時(shí)限過電流保護(hù)的整定計(jì)算。

由上知定時(shí)限過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)均滿足要求。

3.2.2 出線端線路保護(hù)

1）無時(shí)限電流保護(hù)的整定計(jì)算。

2）定時(shí)限過電流保護(hù)的整定計(jì)算。

最大負(fù)荷電流：

4 結(jié)語

本文根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)參數(shù)變化的特點(diǎn)，提出了110kV變電所的線路電流保護(hù)設(shè)計(jì)，主要包括原始數(shù)據(jù)及保護(hù)方案的選擇，并進(jìn)行線路保護(hù)的整定計(jì)算。通過實(shí)例計(jì)算分析，三段式保護(hù)有著相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)，分別如下：

優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建簡(jiǎn)單、可靠，在發(fā)生一般故障時(shí)，能夠快速切除，基于這一優(yōu)點(diǎn)，階段式電流保護(hù)已廣泛應(yīng)用于中、低壓網(wǎng)絡(luò)中。

缺點(diǎn)：受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和電網(wǎng)接線方式的影響，如電網(wǎng)的最大運(yùn)行方式?jīng)Q定了整定值的取值，電網(wǎng)的最小運(yùn)行方式?jīng)Q定了靈敏性的校驗(yàn)，這樣會(huì)造成如何兼顧靈敏度與保護(hù)范圍兩者之間的均衡問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆石，鐘素梅.地鐵35kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)分析[J].電氣技術(shù)，2019，20（12）：79-82+87.

[2]范強(qiáng).論煤礦地面變電所10kV饋電線路繼電保護(hù)裝置的設(shè)置及整定[J].價(jià)值工程，2018，37（14）：272-273.