變配電站繼電保護(hù)配置與整定有關(guān)問題分析
變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整定比較方便,但有些保護(hù)整定的資料不全,只能靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),或由廠家提供整定值,F(xiàn)將有關(guān)問題整理如下,供大家討論。
1 繼電保護(hù)的作用
電能是一種特殊商品。它不能大量儲(chǔ)藏,需要根據(jù)用電負(fù)荷大小來發(fā)電,并隨時(shí)通過電網(wǎng)來輸送。根據(jù)歐姆定律,電壓不變,阻抗減小電流就要增大。發(fā)生故障后,阻抗減小為輸變電設(shè)備的阻抗,電流就由負(fù)荷電流增大為短路電流。電力系統(tǒng)容量越大,故障后短路電流就越大。如果不迅速切除故障,不僅會(huì)使故障擴(kuò)大,還會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所以必須通過繼電保護(hù)迅速切除故障,保證繼續(xù)供電。這就是繼電保護(hù)的作用與定義由來。
2 繼電保護(hù)的一般要求
2.1 可靠性
不誤動(dòng),不拒動(dòng),保護(hù)裝置本身可靠。常規(guī)保護(hù)拒動(dòng)多,誤動(dòng)少。變電站綜合自動(dòng)化系裝置(微機(jī)保護(hù))自診斷功能能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題拒動(dòng)很少。受到干擾后容易產(chǎn)生誤動(dòng)多,隨著產(chǎn)品質(zhì)量與抗干擾能力的不斷提高,變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))誤動(dòng)越來越少。
2.2 選擇性
先切除故障設(shè)備,拒動(dòng)時(shí)后備保護(hù)或上一級保護(hù)才動(dòng)作。最大限度縮小故障范圍,減少事故停電造成的損失。
2.3 靈敏性
靈敏系數(shù)為流過保護(hù)安裝處最小短路電流與保護(hù)動(dòng)作電流(均為一次側(cè)電流)之比,為保證保護(hù)可靠動(dòng)作,靈敏系數(shù)必須大于規(guī)定值,一般為1.2 ~ 2.0。靈敏系數(shù)達(dá)不到要求,就要減小保護(hù)動(dòng)作電流。但減小保護(hù)動(dòng)作電流又會(huì)影響保護(hù)的選擇性。
2.4 速動(dòng)性
速動(dòng)性要求保護(hù)在最短與最合理的時(shí)間內(nèi)將故障切除,保證電系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,縮小故障范圍,減小故障引起的電力設(shè)備破壞程度。以上四點(diǎn)又稱為繼電保護(hù)的四大要素。
3 繼電保護(hù)的種類
3.1 繼電保護(hù)有主保護(hù)、后備保護(hù)與輔助保護(hù)三種。
3.2 后備保護(hù)分為遠(yuǎn)后備與近后備兩種。變壓器與電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù),另外設(shè)置具有速斷、過流、過負(fù)荷等功能的后備保護(hù)。有些變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))差動(dòng)與后備保護(hù)為一個(gè)裝置,概念上值得商討。
3.3 上一級保護(hù)與斷路器可組成遠(yuǎn)后備保護(hù)。
3.4 為增加保護(hù)功能以及主保護(hù)與后備保護(hù)退出而增設(shè)的保護(hù)為輔助保護(hù),一般用于電力系統(tǒng)變配電站。
4 電氣設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的幾個(gè)問題
4.1 繼電保護(hù)并非越復(fù)雜越好。但在不增加投資與設(shè)計(jì)工作量的前提下,變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))通過軟件提高或增加的功能還是有一定意義的。
4.2 電流互感器變比誤差不應(yīng)大于10%。電流互感器變比選的太小,短路后二次側(cè)電流就比較大,電流互感器因磁路飽和而使測量誤差加大。電流互感器變比太大,短路后二次側(cè)電流比較小,又會(huì)影響到變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))動(dòng)作的穩(wěn)定性。所以設(shè)計(jì)時(shí)要合理選擇電流互感器變比。
4.3 變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))保護(hù)回路輸入電流有0~50A與0~100A兩種,測量回路輸入電流有0~5A與0~10A兩種。設(shè)計(jì)時(shí)要合理選用。
4.4 變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))可以診斷出電流與電壓互感器二次側(cè)斷線,變配電站二次電路設(shè)計(jì)就可以不再考慮電流與電壓互感器二次側(cè)斷線問題。
5 繼電保護(hù)分類
5.1 按保護(hù)性質(zhì)可分為:電流保護(hù)、電壓保護(hù)與非電量保護(hù)等。
5.1.1 電流保護(hù)有無時(shí)限電流速斷保護(hù)、帶時(shí)限電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)、零序過電流保護(hù)、高壓電容器的中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)與差動(dòng)保護(hù)等。
5.1.2 電壓保護(hù)有過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、失壓保護(hù)、零序過電壓保護(hù)與高壓電容器內(nèi)部不平衡壓保護(hù)等。
5.1.3 非電量保護(hù)有變壓器瓦斯保護(hù)與溫度保護(hù),高壓電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、起動(dòng)與堵轉(zhuǎn)保護(hù)等。
5.1.4 高頻保護(hù)、距離保護(hù)與功率方向保護(hù)主要用于電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)。
5.2 按保護(hù)對象可分為:發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、母線分段斷路器保護(hù)、高壓電容器保護(hù)與高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)等。
6 保護(hù)配置與整定
6.1 變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))保護(hù)功能比較全,給變配電站二次電路設(shè)計(jì)帶來很大方便。有些保護(hù)配置已超過電氣設(shè)計(jì)規(guī)范與手冊的規(guī)定與要求,在電氣設(shè)計(jì)規(guī)范與手冊沒有修改之前,給保護(hù)配置與整定帶來一些麻煩。
現(xiàn)在已經(jīng)有廠家生產(chǎn)通用型變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù)),硬件統(tǒng)一為一到兩種,軟件設(shè)計(jì)包括各種保護(hù),可根據(jù)需要進(jìn)行組態(tài)(保護(hù)設(shè)置)。產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)作到硬件端子定義合理,軟件組態(tài)(保護(hù)設(shè)置)方便,并符合電氣設(shè)計(jì)規(guī)范與設(shè)計(jì)手冊的要求。
6.2 變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))保護(hù)整定計(jì)算資料還不太全,目前只能根據(jù)工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊第七章第二至第六節(jié)中常規(guī)保護(hù)的整定與值計(jì)算來進(jìn)行整定。變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))精度高,可靠系數(shù)與時(shí)限階段可取下限,返回系數(shù)可取上限。手冊中查不到保護(hù)整定計(jì)算資料時(shí),可根據(jù)廠家提供的資料,或有關(guān)資料介紹的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來整定。也可以將手冊中查不到的保護(hù)通過軟件設(shè)置來退出。保護(hù)功能多,如果整定不合理,反而容易引起保護(hù)誤動(dòng)作。
7 保護(hù)整定計(jì)算
7.1 無時(shí)限電流速斷保護(hù)
7.1.1 無時(shí)限電流速斷保護(hù)為主保護(hù),線路的無時(shí)限電流速斷保護(hù)要與保護(hù)末端的保護(hù)相配合。配電設(shè)計(jì)手冊規(guī)定變壓器的過電流保護(hù)時(shí)限大于0.5S時(shí)才裝設(shè)無時(shí)限電流速斷保護(hù)。無時(shí)限電流速斷的動(dòng)作電流等于保護(hù)末端最大短路電流乘以可靠系數(shù)與接線系數(shù),再除以電流互感器變比。靈敏系數(shù)應(yīng)大于2。
Iop.k=Krei×Kj×(I"2k3.max÷nTA) A
Ksen= I"1k2.min÷Iop ≥2
乘以接線系數(shù)是考慮到電流互感器二次側(cè)接線方式不同,流人保護(hù)裝置的電流就不同,相電流(星形)接線系數(shù)為1,相電流差(三角形)接線系數(shù)為√3。電流互感器二次側(cè)一般為星形接線,差動(dòng)保護(hù)有時(shí)為了調(diào)整變壓器繞組組別,電流互感器二次側(cè)要用到三角形接線,F(xiàn)在變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))差動(dòng)保護(hù)由軟件來調(diào)整變壓器繞組組別,此時(shí)電流互感器二次側(cè)可均接成星形接線,以便于接線與檢查。
7.1.2 母線分段斷路器與高壓電容器的無時(shí)限電流速斷保護(hù)按靈敏系數(shù)等于2來整定。母線分段斷路器合閘后無時(shí)限電流速斷保護(hù)要退出,以減少保護(hù)配合級數(shù),又稱為母線充電保護(hù)。常規(guī)保護(hù)由人工利用連接片投退,變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))可由軟件自動(dòng)投退。
7.1.3 高壓電動(dòng)機(jī)無時(shí)限電流速斷保護(hù)按躲過啟動(dòng)電流來整定,同步電動(dòng)機(jī)還要考慮躲過外部短路時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出電流。變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))可由軟件利用啟動(dòng)時(shí)間來自動(dòng)躲過啟動(dòng)電流,啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加大無時(shí)限電流速斷保護(hù)整定值,此時(shí)電流速斷保護(hù)如何整定需要討論。如果按靈敏系數(shù)等于2來整定,當(dāng)變電站母線短路容量大,引到電動(dòng)機(jī)的電纜又短時(shí),整定值可能大于按躲過啟動(dòng)電流來整定的定值。當(dāng)變電站母線短路容量小,或引到電動(dòng)機(jī)的電纜長時(shí),按靈敏系數(shù)等于2來整定的整定值就有可能小于按躲過啟動(dòng)電流來整定的定值。此時(shí)變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))由軟件利用啟動(dòng)時(shí)間來自動(dòng)躲過啟動(dòng)電流,啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加大無時(shí)限電流速斷保護(hù)整定值就發(fā)揮了作用。
7.2 帶時(shí)限電流速斷保護(hù)
無時(shí)限電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)不能滿足要求時(shí),應(yīng)裝設(shè)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)。帶時(shí)限電流速斷保護(hù)按躲過再下一級,如變壓器低壓側(cè)短路電流來整定,動(dòng)作時(shí)限取0.5s,采用變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))與真空斷路器后可取小一些。對于線路保護(hù)無時(shí)限電流速斷保護(hù),再加上帶時(shí)限電流速斷保護(hù),可以延長保護(hù)范圍。但供電部門要求用戶變配站電源進(jìn)線設(shè)置無時(shí)限電流速斷保護(hù),只考慮與上一級變配電站出線保護(hù)的配合,很少考慮用戶變配站出線保護(hù)配合問題,一但出線斷路器出口發(fā)生斷短路故障,電源進(jìn)線設(shè)置無時(shí)限電流速斷保護(hù),就會(huì)引起越級跳閘。
為躲過變壓器合閘勵(lì)磁涌流與高壓電容器合閘時(shí)電容器充電涌流,變壓器與高壓電容器應(yīng)裝設(shè)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)。有些變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))可由軟件利用二次諧波制動(dòng)來躲過變壓器合閘勵(lì)磁涌流與高壓電容器合閘時(shí)電容器充電涌流,此時(shí)可采用無時(shí)限電流速斷保護(hù),但尚無查到有關(guān)這方面規(guī)定的資料。
7.3 過電流保護(hù)
7.3.1 過電流保護(hù)按躲過可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流來整定。動(dòng)作電流等于過負(fù)荷電流乘以可靠系數(shù)與接線系數(shù),再除以繼電器返回系數(shù)與電流互感器變比。變壓器與高壓電容器的過負(fù)荷電流等于變壓器與高壓電容器的額定電流乘以過負(fù)荷系數(shù)。有高壓電動(dòng)機(jī)的電源進(jìn)線與母線分段斷路器的過電流保護(hù)要考慮高壓電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。
Iop.k=Krei×Kjx×(Kgh×IIrT÷Kr×nTA) A
Ksen=I2k2.min÷Iop ≥1.5
動(dòng)作時(shí)限一般取0.5 ~ 0.7s
7.3.2 除以繼電器返回系數(shù)是為了保證選擇性。繼電器返回系數(shù)等于繼電器返回電流除以繼電器啟動(dòng)電流。返回系數(shù)恒小于1,返回系數(shù)越小,返回電流就越小于啟動(dòng)電流。當(dāng)下一級保護(hù)使其過電流保護(hù)啟動(dòng),下一級保護(hù)動(dòng)作后,電流仍然大于繼電器返回電流時(shí),繼電器不能返回,就會(huì)發(fā)生越級跳閘。繼電器返回系數(shù)一般取0.85,變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))的返回系數(shù)由軟件來決定,范圍為0.7~1.0,保護(hù)整定時(shí)可根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)置,一般取0.9。有些變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))沒有給出返回系數(shù)設(shè)置,軟件已經(jīng)按0.9設(shè)置,保護(hù)整定時(shí)返回系數(shù)可按0.9進(jìn)行計(jì)算。
7.3.3 設(shè)計(jì)手冊中高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置中沒有過電流保護(hù)是有一定道理的,因?yàn)楦邏弘妱?dòng)機(jī)保護(hù)沒有與下一級保護(hù)配合的問題,又不可能作為下一級保護(hù)的后備保護(hù)。電流速斷保護(hù)與過負(fù)荷保護(hù)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)。有些變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)有過電流保護(hù),就出現(xiàn)了如何整定的問題,需要進(jìn)行討論。
7.4 過負(fù)荷保護(hù)
7.4.1 變壓器、高壓電動(dòng)機(jī)與高壓電容器的過負(fù)荷保護(hù)按變壓器、高壓電動(dòng)機(jī)與高壓電容器的額定電流來整定。動(dòng)作電流等于其額定電流乘以可靠系數(shù)與接線系數(shù),再除以繼電器返回系數(shù)與電流互感器變比來整定。(考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng))
Iop.k=Krei×Kj×(IIrT÷Kr×nTA) A
動(dòng)作時(shí)限一般取9~15s
7.4.2 設(shè)計(jì)手冊中線路與母線分段斷路器保護(hù)配置中沒有過負(fù)荷保護(hù),有些變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))線路與母線分段斷路器保護(hù)有過電流保護(hù),就出現(xiàn)了如何整定的問題,也需要進(jìn)行討論。
7.4.3 配電設(shè)計(jì)手冊規(guī)定低壓側(cè)斷路器有過負(fù)荷保護(hù)時(shí),可不裝設(shè)專用的過負(fù)荷保護(hù),變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))帶有定時(shí)限與反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù),應(yīng)加以利用,但要處理好選擇性配合問題。
7.4.4 變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))有定時(shí)限與反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù),保護(hù)選擇性配合級數(shù)少時(shí),保護(hù)整定時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)。
7.5 負(fù)序過電流保護(hù)
負(fù)序過電流保護(hù)主要用于高壓電動(dòng)機(jī)與高壓電容器三相電流不平衡以及斷相保護(hù),保護(hù)動(dòng)作電流:
Iop.2=K×(Ir÷nTA) A
式中: Ir 為額定電流
nTA 為電流互感器變比變比
K 為負(fù)序過電流保護(hù)系數(shù),取0.2~1.0。斷相與反相保護(hù)取0.8 ~1.0,
不平衡保護(hù)取0.2 ~ 0.8,時(shí)限大于0.1s,一般取0.4s。
7.6 零序過電流保護(hù)
零序過電流保護(hù)主要用于電源中性點(diǎn)接地,以及電源中性點(diǎn)串聯(lián)大電阻接地(小電流接地)的供配電系統(tǒng)單相接地保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作電流按照躲過正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流來整定,并應(yīng)有電流互感器斷線保護(hù)。
7.7 單相接地保護(hù)
7.7.1 單相接地保護(hù)主要用于電源中性點(diǎn)不接地的供配電系統(tǒng)單相接地保護(hù)。電源中性點(diǎn)不接地的供配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后,有三種變化。一是接地相對地電壓降為零,非接地兩相對地電壓升高√3倍;二是單相接地后三相之間的電壓大小不變,仍然對稱,電源中性點(diǎn)不漂移;三是非接地兩相對地電容電流由于對地電壓升高√3倍也升高√3倍,兩相對地電容電流由接地點(diǎn)經(jīng)過接地相流向母線,方向變?yōu)橛删路指向母線。大小等于兩相對地電容電流之矢量和,等于原來一相對地電容電流的三倍。
tg60=√3/2
Icd=√3×Ic×(√3/2)+√3Ic(√3/2) = Ic×( 3/2+3/2)=3Ic
7.7.2 單相接地保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)躲過被保護(hù)線路以外發(fā)生單相接地故障后,流過本保護(hù)裝置的對地電容電流Icx。保護(hù)動(dòng)作電流大于等于被保護(hù)線路以外發(fā)生單相接地故障后,流過本保護(hù)裝置的對地電容電流Icx乘以可靠系數(shù)Krei。并用1.25靈敏系數(shù)來校驗(yàn),即保護(hù)動(dòng)作電流小于等于由同一組變壓器供電的同一電壓等級輸配電系統(tǒng)全電網(wǎng)各相對地電容電流之和,減去被保護(hù)線路以外發(fā)生單相接地故障后,流過本保護(hù)裝置的對地電容電流,再除以靈敏系數(shù)1.25。
Iop.k≥Krei × Icx A
Iop.k≤(Ic∑-Icx )÷ 1.25 A
時(shí)限一般取0.5s
7.7.3 電源中性點(diǎn)不接地的供配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后,電壓互感器為Y0/Y0/△(開口三角形),而且一次與二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地時(shí),由于接地相對地電壓降為零,開口三角形就會(huì)有電壓輸出,此時(shí)可進(jìn)行單相接地故障報(bào)警;也可用來作為零序過電流保護(hù)動(dòng)作的第二判據(jù),二者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)單相接地故障選線。第二判據(jù)應(yīng)可以組態(tài)。當(dāng)電壓互感器為V/V型,安裝零序過電流互感器時(shí),可將零序電壓判據(jù)利用軟件設(shè)置來退出。
開口三角形輸出電壓(零序電壓)報(bào)警值取50~60V,時(shí)限電纜出線一般取0.5~1.0S,架空出線一般取1.0~2.0s。
7.7.4 電纜出線的單相接地保護(hù)可安裝零序電流互感器。架空出線可用三電流互感器二次側(cè)組成的零序電流濾序器方案提供零序電流,但要求變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))零序電流輸入量程要滿足要求。
7.7.5 對于電源中性點(diǎn)不接地的三相三線制供配電系統(tǒng),零序電流互感器只能夠測量出三相對地不平衡電容電流,測量不出三相負(fù)荷不平衡電流。三相四線制供配電系統(tǒng),零序電流互感器才能夠測量出三相負(fù)荷不平衡電流。三相三線制供配電系統(tǒng),電源中性點(diǎn)接地或串聯(lián)大電阻接地后,在發(fā)生單相接地故障時(shí),零序電流互感器才能夠測量出三相負(fù)荷不平衡電流。
7.8 變壓器低壓側(cè)單相接地保護(hù)
7.8.1 配電設(shè)計(jì)手冊規(guī)定當(dāng)利用高壓側(cè)過電流保護(hù)作為低壓側(cè)單相對地短路保護(hù)的后備保護(hù)以及低壓側(cè)斷路器對母干線末段端單相對地短路保護(hù)靈敏系數(shù)不能滿足要求時(shí),應(yīng)裝設(shè)變壓器中性線上的零序過電流保護(hù)。
7.8.2 變壓器低壓側(cè)單相接地保護(hù)靈敏系數(shù)(利用高壓側(cè)三相式過電流保護(hù))
Ksen=I2k2.min÷Iop ≥1.5
7.8.3 變壓器低壓側(cè)單相接地保護(hù)(采用在低壓側(cè)中性線上安裝專用電流互感器)
Iop.k=Krei × (0.25I2rT ÷nat) A
Iop.k=Kco × (Iop.fz÷nat) A
Ksen=I2k2.min÷Iop.k ≥1.5
式中:Iop.k 低壓側(cè)單相接地保護(hù)動(dòng)作電流 I2rT 變壓器低壓側(cè)額定電流
Iop.fz 低壓分支線上單相接地保護(hù)動(dòng)作電流
Kco 配合系數(shù)取1.1 Krei 可靠系數(shù)取1.2 Ksen 靈敏系數(shù)取1.5
I2k2.min 最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)母干線末端單相接地穩(wěn)態(tài)電流
變壓器低壓側(cè)單相接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)限一般取0.5s
7.9 高壓電容器不平衡電流保護(hù)
7.9.1 對于雙星形接線的高壓電容器,可以在兩個(gè)星形的中性點(diǎn)連接線上安裝電流互感器,當(dāng)高壓電容器內(nèi)部發(fā)生故障,中性點(diǎn)電壓發(fā)生漂移,安裝在兩個(gè)星形的中性點(diǎn)連接線上的電流互感器就會(huì)有不平衡電流輸出,可用來作為高壓電容器不平衡電流保護(hù)。
Iop.k≥Krei×Ibp A
7.9.2 對于三角形接線的高壓電容器,要實(shí)現(xiàn)不平衡電流保護(hù),就要在三角形各邊上安裝電流互感器,再將三個(gè)電流互感器二次側(cè)串聯(lián)后,才能取得不平衡電流,所以三角形接線只適用于大容量高壓電容器補(bǔ)償。
7.10 過電壓保護(hù)
7.10.1 配電設(shè)計(jì)手冊規(guī)定高壓電容器才配置過電壓保護(hù),動(dòng)作值為額定電壓的1.1倍。
Uop.k=1.1 × Ur2 V
動(dòng)作時(shí)限一般取3~5min
過電壓保護(hù)有兩種:一種是隨母線電壓升高對所有電容器進(jìn)行保護(hù)的過電壓保護(hù),電壓取此母線電壓。另一種是電容器內(nèi)部個(gè)別電容器故障,引起本組其他電容器的過電壓保護(hù)。
接線為單星星與三角形時(shí),此時(shí)要在每組電容器各安裝一臺(tái)V/V型電壓互感器,其一次側(cè)中心抽頭接到每組電容器的中心抽頭,三個(gè)電壓互感器二次側(cè)同名端反接串聯(lián),無故障時(shí)其輸出電壓為零,發(fā)生故障后便出現(xiàn)不平衡電壓。
Uop.k=0.5 × Ur2 V
動(dòng)作時(shí)限一般取3 ~ 5min
7.10.2 有些變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù)),在其他保護(hù)配置中也有過電壓保護(hù),這就給保護(hù)整定造成混亂。
7.11 低電壓保護(hù)
7.11.1 配電設(shè)計(jì)手冊規(guī)定高壓電容器與高壓電動(dòng)機(jī)才配置低電壓保護(hù)。
7.11.2 高壓電容器低電壓保護(hù)動(dòng)作值為電容器額定電壓乘以母線電壓可能出現(xiàn)的最低電壓系數(shù)。最低電壓系數(shù)一般取0.5,動(dòng)作于信號或帶3~5min時(shí)限動(dòng)作于跳閘。
7.11.3 高壓電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)整定有以下幾種情況:
A)為保證重要高壓電動(dòng)機(jī)自起動(dòng),低電壓保護(hù)動(dòng)作需要斷開的次要高壓電動(dòng)機(jī),低電壓保護(hù)動(dòng)作值取電動(dòng)機(jī)額定電壓的0.6~0.7倍。
Uop.k=(0.6~0.7 )× Ur2 V
時(shí)限一般取0.5s
B)不允許自起動(dòng)的高壓電動(dòng)機(jī),低電壓保護(hù)動(dòng)作值取電動(dòng)機(jī)額定電壓的0.4~0.5倍,時(shí)限一般比上一級主保護(hù)大一個(gè)時(shí)限階段,取0.5~1.5s。必要時(shí)可無選擇地動(dòng)作。
C)需要自起動(dòng),為保證人身與設(shè)備安全,在電源電壓長時(shí)間消失后需從電網(wǎng)中自動(dòng)切除的高壓電動(dòng)機(jī),低電壓保護(hù)動(dòng)作值取電動(dòng)機(jī)額定電壓的0.4~0.5倍,時(shí)限一般取5~10s。
D)有些變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))低電壓保護(hù)還增加了電流判據(jù),電流大于整定值時(shí),低電壓保護(hù)才動(dòng)作。但沒有資料可查,保護(hù)整定找不到根據(jù)。電壓降低,電流小于整定值,不會(huì)對電動(dòng)機(jī)造成損害,可以不將電動(dòng)機(jī)切除,如果將電動(dòng)機(jī)切除,會(huì)對電壓恢復(fù)有好處,這些問題都有待討論。
7.11.4 有些變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù)),在各種保護(hù)都有低電壓保護(hù),這也給保護(hù)整定造成一定混亂。
7.12 失壓保護(hù)
失壓保護(hù)用于備用電源備自投,主供電源斷電無電壓與無電流時(shí),為主供電源斷電需要備用電源備自投動(dòng)作。動(dòng)作電壓一般取母線額定電壓的0.2~0.3倍,閉鎖電流一般取0.2~0.5A,時(shí)限一般取0.1~0.2S。閉鎖電流太大,空載時(shí)失去閉鎖作用,電壓波動(dòng)容易引起誤投。閉鎖電流太小,無電壓后,電流出現(xiàn)干擾時(shí),會(huì)造成備自投拒動(dòng)。
7.13 零序過電壓保護(hù)
零序過電壓保護(hù)用于中性點(diǎn)不接地的供配電系統(tǒng),單相接地故障報(bào)警,它與零序過電流保護(hù)配合,可動(dòng)作于跳閘。動(dòng)作電壓與時(shí)限尚無資料可查,單獨(dú)用于單相接地故障報(bào)警時(shí),動(dòng)作電壓可取母線額定電壓的0.5~0.6倍。時(shí)限一般取0.5~2s。
7.14 變壓器瓦斯保護(hù)
7.14.1 變壓器瓦斯保護(hù)有輕瓦斯與重瓦斯保護(hù)兩種,均為干接點(diǎn)輸出。輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號,重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號與跳閘。有載調(diào)壓變壓器還有有載調(diào)壓輕瓦斯與重瓦斯保護(hù),輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號,重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號與跳閘。
7.14.2 變配電站綜合自動(dòng)化裝置信號輸入回路抗干擾能力提高后,變壓器輕瓦斯與重瓦斯保護(hù)信號可接到變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))變壓器保護(hù)的信號輸入端子上,由軟件實(shí)現(xiàn)報(bào)警與跳閘。
7.15 變壓器溫度保護(hù)
7.15.1 油浸變壓器溫度保護(hù)有高溫報(bào)警,干式變壓器溫度保護(hù)有高溫報(bào)警與超高溫跳閘,均為干接點(diǎn)輸出。將其接到變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))變壓器保護(hù)的信號輸入端子上,就可以由軟件實(shí)現(xiàn)報(bào)警與跳閘。
7.15.2 電氣設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,中小型變壓器只需要溫度報(bào)警,不需要溫度測量。現(xiàn)在變壓器本體上安裝的大部分為數(shù)字化溫度測量儀表,除有溫度報(bào)警干接點(diǎn)輸出外,還有0~10mA或4~20mA溫度測量模擬量輸出以及RS-485或232通信接口。后兩種溫度測量與變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))配合上比較復(fù)雜,中小型變壓器一般較少采用。
7.16 高壓電動(dòng)機(jī)溫度保護(hù)
高壓電動(dòng)機(jī)溫度保護(hù)由軟件進(jìn)行計(jì)算來完成。
7.17 高壓電動(dòng)機(jī)械故障保護(hù)
高壓電動(dòng)機(jī)械故障保護(hù),以及工藝故障要求停車均為干接點(diǎn)輸出。可接到變配電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)的信號輸入端子上,由軟件實(shí)現(xiàn)報(bào)警與跳閘。另外還有工藝允許合閘常閉干接點(diǎn),需要將其串聯(lián)在合閘回路。
8 短路電流計(jì)算
短路電流計(jì)算工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊第四章已作了詳細(xì)介紹。計(jì)算方法有標(biāo)幺制與有名單位制(又稱為歐姆制或?qū)嵜疲?biāo)幺制用于多個(gè)電壓等級的電網(wǎng)短路電流計(jì)算。它是一種相對單位制,電參數(shù)的標(biāo)幺值等于有名值與基準(zhǔn)值之比。計(jì)算時(shí)首先確定基準(zhǔn)值,再計(jì)算出容量標(biāo)幺值、電壓標(biāo)幺值、電流標(biāo)幺值與電抗標(biāo)幺值。進(jìn)行必要的網(wǎng)絡(luò)變換后,便可根據(jù)歐姆定律原理進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算出短路電流標(biāo)幺值后,最后再計(jì)算出短路電流實(shí)際值。
有名單位制計(jì)算時(shí),計(jì)算出電壓與電抗值,便可根據(jù)歐姆定律原理進(jìn)行計(jì)算。有名單位制一般用于只有一個(gè)電源等級的低壓配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算。
變配電站設(shè)計(jì)需要計(jì)算出短路電流峰值(沖擊電流)iP(用于動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn));超瞬態(tài)電流(暫態(tài)電流)I"k、短路后0.2s的短路電流交流分量(周期分量)有效值(次暫態(tài)電流)I0.2(用于速斷保護(hù)整定)與穩(wěn)態(tài)電流Ik(用于熱穩(wěn)定校驗(yàn))。
9 對地電容電流計(jì)算
對地電容電流計(jì)算首先計(jì)算出架空線、電纜與配電設(shè)備對地容抗,便可根據(jù)歐姆定律原理進(jìn)行計(jì)算。受計(jì)算參數(shù)的影響,計(jì)算誤差比較大?梢圆捎秒姎庠O(shè)計(jì)手冊與有關(guān)資料提供的計(jì)算參數(shù)、計(jì)算表格與計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。變電站綜合自動(dòng)化裝置(微機(jī)保護(hù))可以顯示出本回路的對地電容電流,也可以根據(jù)顯示出的本回路對地電容電流,乘以可靠系來進(jìn)行整定。