答读者问
【编者按】山西省临县电业局高宁奎给本刊作者苏玉林致信(见下文),
询问有关继电保护的三个问题,很有代表性、自本期开始,我们以“答读者问” 的形式请苏玉林高工逐一解答,以满足高宁奎同志的要求.希望广大读者也感兴趣。
尊敬的苏高工:您好。
提笔先问您身体健康,一切均好,万事如意。
我是您忠实的读者,您在《农村电气化》杂志1987年第一期至1988年第二期上所刊的“电力系统短路电流实用计算”,和1990年第一期到1991年第一期所刊的“二次回路阅读法”,我全部看完,并做了笔记,感到很好,很有实用性。
现去信,我有一事相求,敬请您在百忙中,抽时间给介绍一下;
一、线路(35kV级以下)的电流速断保护经计算灵敏度达不到要求时,应采取什么措施?如何计算?
二、变压器(35kV、5000kVA以下)电流速断保护经计算灵敏度达不到要求
后,采用“差动保护”时,如何计算?电流互感器的变比如何选择?
三、电力电容器(10kV以下)馈线保护的计算原则、方法和步骤是什么?敬请在百
忙中,抽时间回信为盼。
谢谢您。
山西省临县电业局高宁奎1991 年5
月26日
答问题1
线路的过流、速断保护定值计算方法
苏玉林北京供电局(100031)
在10〜35kV的输电线路中,一般配置有过流、速断及三相一次重合闸。
现就这类保护定值的简便、可行的计算方法举例说明,以便全国同行交流经验。
一条线路带一台变压器,(如图1)
甲乙t
图1 一欢系统图
(一)给定条件
1•系统的最大及最小运行方式下的标么电抗值(以1000M VA为基准容量)分别为:
X 大=3 X小=5
2 .线路X L 的线号为LGJ-150,长度为10km
3 .变压器 B : S e =3200kVA U D % =7. 5% I e =53A
(二)线路及变压器阻抗参数标么值计算
2. 十 —dtl 十:JO . 37.
甸公肛的么值为*
台产己厂 Q < 0.2 I J0.37 ) /土腭, f 17 H-Jo .
3
金线标么(HL 抗直为;
^=<0,17 十 JO H — 了十 j 手
―交压懿标么电抗徂 盘歸巒 R 7.5^ X 苇舞亠 務线跻艮型压:器朽氏么阻舒工于EM 2M ,
侧D 1点三相短路最大方式下:
(四)变压器的过流及速断定值计算
在辐射型的电力系统中,继电保护定值计算过程应遵循 方
法,即:首先计算电网末端设备的保护定值,然后再计算上 以上原则,在图1的系统中,应首先计算变压器的定值。
1 .变压的过流定值
考虑变压器的过负荷,按21 e 整定:
I dz = 2 X 53 = 106A
动作时间上,按与所带配电线路的过流时间配合整定。
0. 5S 则:
t=0 . 5 十厶 t=0. 5+ 0. 5=1s
2 .变压器速断定值
按在系统最大运行方式下,躲过变压器低压侧三相短路电流整定:
I dz = K K D1 大=1. 3 X 561 = 729.
3A
ra 2 丰共么阻抗像圉 参数表,LGJ- 15 0型号每公里的阻抗为
(三)短路电流计算
I .线路。
经查线路
-U5S1A
525 A
S 穽隹豔应居侧1口*点三 相短跻 城大方贰下L
—274S ,3 T Q ・ ^ = 206 1 ,3A A
1.变压器低压 “由下而上”的计算 级保护定值。
据 若配电路过流时间为 ]oqo/^/~3~ x n.5
a -i- ^+~23?4
最小方盘下: lona/Ay-J" X 35
3+ 3
垠小力式下;
3 .检查变压器过流及速断的灵敏度 保护定值确定之前,必须检查拟取定值的灵敏度.
(1) 过流灵敏度。
据经验,在系统最小运行方式下,变压器低压侧三相短 路时,灵敏度KL 大于或等于2即可。
K L =I DI 小/I Dz =525/106=4. 95>2,满足要求。
525/106
(2) 速断灵敏度。
在系统最小运行方式下,变压器高压侧三相短路时,其 灵敏度应大于1. 2。
&= I D1 小/I Dz =2061. 3/729 . 3=2. 8,满足要求。
(五) 甲站35kV 线路的过流及速断定值计算
1 .过流定值.接与变压器过流定值I dzB 相配合整定,即;
1 dz = QdzB =127. 2A
2 .速断定值.此系统的线路速断定值整定原则有二种:一是躲过乙站高压 母线短路整定;二是与乙站变压器速断定值相配合整定,最后经计算确定.
(1)按系统最大方式,躲过己站高压母线三相短路整定.
I dz = K K D2大=1. 2 X 2748 . 3"3298A
注K<为可靠系统系数,取1. 2~1. 3.
检查灵敏度:要求在最小运行方式时线路的保护范围不小于 15%,即:
血%彳+~ 7小)乎/X £ %洌5 %
■ ■ V
" ■・■ idl.ll 壬’ LB n 1 ■ di lii LI ■ ■ 式中 I j -—基准电流
I dz ――速断定值.
X 小一一系统最小运行方式时的电抗标么值.
儿——线路全长的阻抗标么值
2 )按与变压器速断定值IdzB 相配合整定
I dz =K)I dzB =1. 2X 729. 3=875. 2A
检查此值的保护范围:利用上述公式
-399.&%>15%满足耍求,从结果
看,速断可保护全线路,并可做变压器速断保护后备.
经上述计算,应按第二原则整定其速断值为宜,即取: l dz =875. 2A 。
取此值的优点是:全线路都在速断保护范围之内,有利于快速切除故障,对 提高系统稳定及减少设备损坏是有利的; 但也存在着缺点,如当变压器高压侧发 生短路,(图1的D 点)则变压器的开关3和线路开关1均速断动作跳闸.虽存 在着此问题,但对本系统来说,不会造成扩大停电范围的事故。
再说,一般线路 都配有三相自动重合闸装置,所
以当甲站开关1跳闸后,又自动的重合发出,恢 复了对乙站的高压侧供电.
乂%
若电站线路开关1无配置三相自动重合闸装置,在系统允许的情况下,可将 速断改为时限速断,动作时间:t=0 • 5s ,这样就可完全避免以上的缺点.
二、一条线路带两台变压器,如图 3
1刖
B J O T
(一) 给定条件
1 •系统、线路及变压器参数同前.
2 •乙站两台变压器有时并列运行时.
(二) 标么阻抗参数图,如图4:
Bt
23-4 23.4 -V
(三)短路电流计算
1 •当系统为最小运行方式,乙站两台变压器并列运行,在低压侧短路时的 电流值及流过各变压器的短路电流值:
r “ 1000/v 3 X35 …*
匚烛=盂=一5壬3工柘4/2 =0加
= 837A
各变压器流过的短路电流值为:
【M E =】於打二L 学少=主|丄=41 &• 5 A
若变压器Bi 、B 的过流及速断定值,仍取前已计算的数值,则过流的灵敏度 为:
3普二喘九9沁可以.
•当系统为最大运行方式,乙站两台变压器并列运行,低压侧三相短路电 丁5氏=3不3十2 3. =931/A
因过流灵敏度较高,若乙站低压母联开关7配置有自投装置,则变压器过流 定值可适当提高,以免在自投动作时,造成变压器过负荷跳闸。
837 2
流
经计算,变压器的速断定值灵敏度也能满足要求,不再重述。
(四)甲站开关1保护定值计算
1 .过流定值
Jj,= L.S x CI.. — 1 x 宀 3 +S3》
.二® A
......... 按两台变压器额
定电流的1. 5倍计算
流时间长0。
5s
2 .速断定值
I rfJ =K jr I &]t =l i 3X93L6 = i211.1A
躲过乙站两台变压器并列运行时低压侧三相短路整定: 检查此值对乙站高压倒短路时的
灵敏度: K 严I : = j 满足要
求.
动作时间取0. 5S 为宜.即改为时限速断保护.若系统不允许增加 0 . 5S 时限,也可取0S 。
但此 时要求甲站开关,必须加装重合闸。
其原因分析如下:
当变压器B i (或B 2)高压侧发生短路时,变压器 B (或B )及甲站开关1 的速断保护动作,使开关跳闸,然后甲站开关1的重合闸动作,将开关1自动合 上,恢复了乙站末发生故障的变压器的供电。
此方法虽然可行,但对未发生故障 的变压器造成了瞬间停电。
t=t> +Jt = tj + 0.5S
动作时间较变压器过
按系统最大运行方式,。