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整定计算是维护配电系统安全的一个重要手段,它通过计算配电系统上保护装置的一些参数数据,例如装置的动作值及其所需的时间等,再结合线路的实际运营情况计算出合理的数值。它对配电系统的安全能够起到有效的保护,提高整个电力系统的稳定性。
110kV线路特点简介
相对于其他配电线路而言,10kV线路规范性较为缺乏,这与我国的电网改造历程有关系。农村电网改造中,我们采取了大量的10kV配电线路。其他线路大多成环形状,然而10kV线路却出现大量放射状的分布,在农网改造中,有大量的变压器T接在共同的分支上,这样就造成了该线路的多样性。有的线路类似于专线,供个别用户使用,长度可能只有几百米,线路上所包含的变压器数值也很小,低于一百千伏安,有的线路需要服务大量用户,有可能长达几十公里,总变压器数值也会高达数千千伏安。10kV线路出线的变电所也不规范,例如有35kV或者110kV变电所。在保护的层级上,有的是最后一个保护层,而有的线路还有下级保护设置。因此,线路的多样性给我们保护整定计算带来大量的困难。
210kV线路的保护
在我们的日常使用中,对于10kV线路使用的保护主要是通过配置过流、电流速断以及三相一次重合闸等来进行保护。它主要通过设定一个定额的电流,当线路中电流超过该额定电流数值时,设备将会切断电流,保护设备安全。在保护中,我们应当遵循着快速性、灵敏性、可靠性以及选择性的原则,保证用电系统的安全。
310kV线路保护整定计算探讨
正如前文所述,10kV线路的不规范性为其整定计算带来一定的困难。其他线路依据程序化的计算方可以完整地计算出数据,满足保护的要求。但是我们在进行10kV线路整定计算时,需要考虑到其特有的情况。《城市电力网规划设计导则》对各类线路的短路流量进行一定的规定,它强调了不同电压下的短路电流以及设备稳定电流之间的配合性,对于10kV线路,该指引建议应当为Ik≤16kA。前文介绍了10kV线路的保护设备,我们就分别分析其计算方式。
3.1 电流速断模式,在该保护下,我们关注的重点应当是灵敏性,一般情况下我们通过计算不同的电流来进行故障整定
首先,我们可以选择躲过低于线路上的变压器的最大负荷来进行相关的整定,选取的测试变压器应为离保护设备不远的线路上的最大变压器,计算的公式如下Idzl=Kk×Id2max;其次我们应当强调过流与速断电流之间的配合,应当依据以下方式计算出具体数值:Ik=Kn×(Igl-Ie)。此时我们会获得两个数值,为了确保保护的灵敏性,我们将其中最大值作为整定数值。
由于10kV线路中存在的特殊性,我们还需要在计算的基础上做进一步研究。当线路的下级用户较少时,可以采取瞬时电流速断保护,体现出简单高效的特性。但当线路下级有重要用户时,我们需要进行有选择性的保护模式,也就是我们所谓的限时速断。在该模式下,我们根据开关离负荷的距离来设定相应的时间,其中最底端的时间可以设定为零,这重设置能够保证开关能够依次跳闸,避免出现电路越级跳闸的现象发生。瞬时速断在安全性方面可安全性好,但存在保护的盲区,一般情况下我们85%的被保护线路采取该方案,另外15%采取限时断流保护。
3.2 过流保护计算
与断流模式一样,我们分别考虑不同情况,分别计算取数,以保证线路安全。在线路中,存在三个重要的参数:一定负荷的自启动系数、保护可靠系数和继电器的返回系数。随着信息技术的发展,我们可以所有线路的情况有一个明确的掌握,可以获取具体线路对应的最大负荷下的电流量。因此,我们可以求出上述三个数值的综合系数:KZ=KK×Kzp/Kf,这样我们可以得出一个整定数值的参考值。其次我们需要考虑的另一个数值是10kV配电线路上的由励磁电压所产生的励磁涌流。它的作用是将高压电转变为低压电,在这过程中,它有可能产生很大的电流,有可能高达变压器额定电流的6～30倍。因此,我们应当躲过该涌流的整定,否则线路无法实现正常的运转。线路的长短对于数值的选取比较关键,短距离输送时,我们应当选取较大的整定数。线路较长时(一般指超过10km以上距离),我们需要区别取数,负序电压数值应当控制在0.06EU以内,而低电压的取值可以稍微高一点,而动作电流可以不用考虑线路长短问题,按正常情况取数值即可。如果在采取了众多方法进行调整仍然无法得到有效的结果,我们应当考虑对线路的长短进行调整,以满足规定的长度。
3.3 三相一次重合闸
重合闸是输电系统中的一个重要保护工具,但输电线路出现问题时,线路保护器会产生自动跳闸,断开线路,而重合闸则在短暂的时间后使断路器复原,保证线路的正常工作。目前我们普遍使用的都是自动重合闸,不需要人工进行操作。由于10kV线路用户联系比较频繁,我们一般情况下采用三相重合闸,无论是系统中哪一个环节出现了问题,保护装置都会将所有断路器跳开,之后通过自动重合闸恢复正常运行。这种情况下,我们需要重视其成功率,如果合闸无法获得成功,系统的稳定性将受到极大的影响。根据相关统计数据来看,重合闸的有效率大约在55%～65%之间,重合闸的整定时间应当充分考虑到重合闸重合失败的概率。我们可以讲电源线分为双侧电源线和单侧电源线两类。我们在设定单侧电源线合闸的时间时,应当考虑的因素有故障点断电去游离时间以及断路器从断开到恢复并准备投入下一次工作的时间,综合考虑,我们建议其设定的合闸时间不应当低于1S。而双侧电源线考虑的因素较多,还需额外考虑线路两侧安装的保护器,应当适当延长时间。10kV线路的主要使用范围为居民生活用电,断电造成的损失有限,为了保障安全,我们可以再适当地延长合闸设定时间,确保成功率,一般情况下可延长至1.5s～2s的时间。
参考文献
[1] 陈祥文.超高压线路简化整定计算的原则和方法[J].继电器,2007(2).
[2] 张珂.前天电网继电保护整定计算配置[J].中国城市经济,2011(8).
[3] 甘利红.浅谈如何加强农网继电保护整定计算管理[J].湖北电力,2010(3).
110kV线路特点简介
相对于其他配电线路而言,10kV线路规范性较为缺乏,这与我国的电网改造历程有关系。农村电网改造中,我们采取了大量的10kV配电线路。其他线路大多成环形状,然而10kV线路却出现大量放射状的分布,在农网改造中,有大量的变压器T接在共同的分支上,这样就造成了该线路的多样性。有的线路类似于专线,供个别用户使用,长度可能只有几百米,线路上所包含的变压器数值也很小,低于一百千伏安,有的线路需要服务大量用户,有可能长达几十公里,总变压器数值也会高达数千千伏安。10kV线路出线的变电所也不规范,例如有35kV或者110kV变电所。在保护的层级上,有的是最后一个保护层,而有的线路还有下级保护设置。因此,线路的多样性给我们保护整定计算带来大量的困难。
210kV线路的保护
在我们的日常使用中,对于10kV线路使用的保护主要是通过配置过流、电流速断以及三相一次重合闸等来进行保护。它主要通过设定一个定额的电流,当线路中电流超过该额定电流数值时,设备将会切断电流,保护设备安全。在保护中,我们应当遵循着快速性、灵敏性、可靠性以及选择性的原则,保证用电系统的安全。
310kV线路保护整定计算探讨
正如前文所述,10kV线路的不规范性为其整定计算带来一定的困难。其他线路依据程序化的计算方可以完整地计算出数据,满足保护的要求。但是我们在进行10kV线路整定计算时,需要考虑到其特有的情况。《城市电力网规划设计导则》对各类线路的短路流量进行一定的规定,它强调了不同电压下的短路电流以及设备稳定电流之间的配合性,对于10kV线路,该指引建议应当为Ik≤16kA。前文介绍了10kV线路的保护设备,我们就分别分析其计算方式。
3.1 电流速断模式,在该保护下,我们关注的重点应当是灵敏性,一般情况下我们通过计算不同的电流来进行故障整定
首先,我们可以选择躲过低于线路上的变压器的最大负荷来进行相关的整定,选取的测试变压器应为离保护设备不远的线路上的最大变压器,计算的公式如下Idzl=Kk×Id2max;其次我们应当强调过流与速断电流之间的配合,应当依据以下方式计算出具体数值:Ik=Kn×(Igl-Ie)。此时我们会获得两个数值,为了确保保护的灵敏性,我们将其中最大值作为整定数值。
由于10kV线路中存在的特殊性,我们还需要在计算的基础上做进一步研究。当线路的下级用户较少时,可以采取瞬时电流速断保护,体现出简单高效的特性。但当线路下级有重要用户时,我们需要进行有选择性的保护模式,也就是我们所谓的限时速断。在该模式下,我们根据开关离负荷的距离来设定相应的时间,其中最底端的时间可以设定为零,这重设置能够保证开关能够依次跳闸,避免出现电路越级跳闸的现象发生。瞬时速断在安全性方面可安全性好,但存在保护的盲区,一般情况下我们85%的被保护线路采取该方案,另外15%采取限时断流保护。
3.2 过流保护计算
与断流模式一样,我们分别考虑不同情况,分别计算取数,以保证线路安全。在线路中,存在三个重要的参数:一定负荷的自启动系数、保护可靠系数和继电器的返回系数。随着信息技术的发展,我们可以所有线路的情况有一个明确的掌握,可以获取具体线路对应的最大负荷下的电流量。因此,我们可以求出上述三个数值的综合系数:KZ=KK×Kzp/Kf,这样我们可以得出一个整定数值的参考值。其次我们需要考虑的另一个数值是10kV配电线路上的由励磁电压所产生的励磁涌流。它的作用是将高压电转变为低压电,在这过程中,它有可能产生很大的电流,有可能高达变压器额定电流的6～30倍。因此,我们应当躲过该涌流的整定,否则线路无法实现正常的运转。线路的长短对于数值的选取比较关键,短距离输送时,我们应当选取较大的整定数。线路较长时(一般指超过10km以上距离),我们需要区别取数,负序电压数值应当控制在0.06EU以内,而低电压的取值可以稍微高一点,而动作电流可以不用考虑线路长短问题,按正常情况取数值即可。如果在采取了众多方法进行调整仍然无法得到有效的结果,我们应当考虑对线路的长短进行调整,以满足规定的长度。
3.3 三相一次重合闸
重合闸是输电系统中的一个重要保护工具,但输电线路出现问题时,线路保护器会产生自动跳闸,断开线路,而重合闸则在短暂的时间后使断路器复原,保证线路的正常工作。目前我们普遍使用的都是自动重合闸,不需要人工进行操作。由于10kV线路用户联系比较频繁,我们一般情况下采用三相重合闸,无论是系统中哪一个环节出现了问题,保护装置都会将所有断路器跳开,之后通过自动重合闸恢复正常运行。这种情况下,我们需要重视其成功率,如果合闸无法获得成功,系统的稳定性将受到极大的影响。根据相关统计数据来看,重合闸的有效率大约在55%～65%之间,重合闸的整定时间应当充分考虑到重合闸重合失败的概率。我们可以讲电源线分为双侧电源线和单侧电源线两类。我们在设定单侧电源线合闸的时间时,应当考虑的因素有故障点断电去游离时间以及断路器从断开到恢复并准备投入下一次工作的时间,综合考虑,我们建议其设定的合闸时间不应当低于1S。而双侧电源线考虑的因素较多,还需额外考虑线路两侧安装的保护器,应当适当延长时间。10kV线路的主要使用范围为居民生活用电,断电造成的损失有限,为了保障安全,我们可以再适当地延长合闸设定时间,确保成功率,一般情况下可延长至1.5s～2s的时间。
参考文献
[1] 陈祥文.超高压线路简化整定计算的原则和方法[J].继电器,2007(2).
[2] 张珂.前天电网继电保护整定计算配置[J].中国城市经济,2011(8).
[3] 甘利红.浅谈如何加强农网继电保护整定计算管理[J].湖北电力,2010(3).