10kV小电阻接地系统的保护配置和整定

江西电力 第 34卷 2010年 第6期 文章编号 ：1006—348X(2010)06—0024—03 1 0 kV小电阻接地系统的保护配置和整定 文 芸，赵 慧，张 晶 (南 昌供 电公司 ，江西 南昌 330006) 摘 要 ：为快速切 除故 障线路 ，缩短故障排查时间 ，提高配网的供 电可靠性 ，阐述 了 10kV配电 网中性点经小电阻接 地时，相关零序保护的合理配置以及从保护整定的角度讨论小电阻接地系统的保护配合和保护动作行为。 关键词：小电阻接地，零序保护配置，保护整定 中图分类号 ：TM862 文献标识码 ：B Configuration and Setting of 10 kV Low Resistance Grounding System WEN Yun，ZHAO Hui，ZHANG Jing (Jiangxi Nanchang Power Supply Company，Nanchang 330006，Jiangxi Province，China) Abstract：Configuration of zero sequence protection when 1 0 kV distribution network neutral point grounding with low resistance and protection of low resistance grounding were presented in the paper in order to deal with line fault，shorten check time and enhance reliability of distribution network． Key words：low resistance grounding；zero sequence protection；protection setting 0 引言 我国 l0 kV城市配电网传统的中性点运行方式 主要采用中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两 种非有效接地方式 ．这两种接地方式在一定程度上 能够保证连续供电和提高供电的可靠性。但是近年 来，随着电网的迅速发展，尤其是在城市配电网中， 电力电缆开始大量使用，造成系统的对地电容电流 大幅度增加，同时一些绝缘水平较低的新型电气设 备在 电网中也得到广泛应用 ，使得在配 电网中发生 单相接地故障时，容易发生电缆绝缘击穿、MOA爆 炸等事故，给电力系统的安全可靠性带来极为不利 的影响，因此传统的中性点运行方式难以适应以电 缆出线为主的城市配电网的发展 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ；城市配电网 系统中性点采用小电阻接地方式运行在我 国配电网 中应运而生。 目前南昌电网的 l0 kV配电网主要还是采用中 性点经消弧线圈接地的方式运行．但随着电缆出线 的不断增多 ，系统对地电容电流不断增大，中性点采 用经小电阻接地运行的方式势在必行 。并 已经相继 在 l10 kV桃花坞变、沙井变推广使用。而合理的保 护配置以及相关保护的正确整定对中性点经小电阻 接地系统的安全稳定运行有着重要意义。 1 相关设备的保护配置 10 kV中性点经小 电阻接地系统中相关设备的 保护配置如下 ： 1．1 主变压器 由于主变低压侧为三角形接线，没有形成零序 电流流出的回路。所以其保护配置不受中性点接地 方式影响，均配置差动主保护、各侧复压过流保护。 1．2 馈线 馈线除配置反映线路相间故障的电流速断和过 电流保护外，还应配置反映系统单相接地故障的零序 过电流保护。所有 10 kV馈线和电容器单元均配有反 映相电流的电流互感器三只，构成馈线的电流速断、 收稿 日期 ：2010—07—25 作者简介：~ (1979一)，女，长沙电力学院电力系统自~4C~-业毕业，工程师，现南昌供电公司调度 中心继电保护整定工作。 江西 电力 第 34卷 2010年 第 6期 过电流保护，作为本单元发生相间故障时的保护：反 映零序电流的零序电流互感器一只，构成馈线的零序 过流保护，作为本单元发生单相接地故障时的保护， 上述保护动作均作用本单元断路器跳闸。 1．3 接地变压器 因为系统主变压器都使用 Yd的接线．所以 10 kV系统无 中性点引出，接地变接人系统的作用 就是为 中性点不接地系统 ，引出一个中性点 。接地 变配置反映相电流 的电流互感器三只 ，构成接地变 的电流速断、过电流保护，作为接地变发生相间故 障时的保护，上述保护动作作用接地变跳闸；反映 零序电流的零序电流互感器一只，构成接地变的零 序过流保护，作为主变低压侧 、接地变和母线单相 接地故障的主保护和馈线单相接地的后备保护。上 述保护动作第一时限动作于 10 kV分段，以缩小故 障范围：第二时限动作于接地变和主变低压侧断路 器跳闸，同时闭锁 10 kV分段备自投。 接地变的零序过流保护可同时动作与接地变 和主变低压侧断路器。也可单独动作与接地变断路 器而不去跳开主变低压侧断路器。该动作行为视所 在变电站 10 kV系统电容电流大小而定，如我公司 沙井变 l0 kV系统正常运行 时两段母线 的电容 电 流加起来可达到 140 A以上 ．在接地变跳开系统失 去接地点后 ，系统不允许不接地运行 ，所 以必须 同 时跳开主变低压侧断路器。而 1 10 kV桃花坞变 10 kV 系统正常运行时两段母线 的电容电流经过实测加 起来为 70 A，可在接地变跳开后继续不接地运行 ， 所以桃花坞变接地 变的零序过 流保护 只跳 开接地 变断路器。不去跳主变的低压侧断路器，提高了供 电可靠性。 2 相关设备的保护的整定 (以沙井变 为例 ) 针对 中性 点经小 电阻接 地系统 中相关设备 的 保护的整定，下面以南昌供电公司 110 kV沙井变 为例主要介绍相关设备零序过流保护的整定。 沙井变电站 10 kV系统为单母线分段接线方 式，每段母线均装设一台 500 kVA的接地变 ，每台 接地变中性点的接地电阻为 10 Q，L=6OO A f，r为单 相接地故障情况下流过的中性点电阻的额定电流)。 2．1 馈线 由于馈线反映相间故障的电流保护与中性点 非有效接地方式下一致，此处不予详细说明。 馈线零序电流保护应按照躲过正常运行时，该 条馈线最大三相不平衡电流。同时要保证躲过其他 馈线发生接地故障时，该条馈线线路的最大电容电 流进行整定。 式中：I~=KkxL, (1) — — 保护装置的动作电流； — — 可靠系数； 厶。——被保护线路本身最大 电容电流。 因目前无法实测每条 10 kV线路的电容电流， 沙井变按馈线的电容电流 20 A左右考虑．各馈线 零序保护动作电流按： =Kkxld=2．5x20=50 A 参考各地运行情况 ，综合考虑线路经过高阻接 地故障的灵敏度要求，沙井变 10 kV线路零序保护 设定为一段一时限。其中动作电流取 Io~=60 A。在考 虑满足有关设备热稳定要求的前提下 ．动作时限取 0．5 S，动作跳开本线路断路器 。 2．2 接地变压器 2．2．1 电流速断保护 接地变的电流速断保护是作为接地变内部相间 故障的主保护 。除满足以下条件 ：接地变电源侧在 最小方式下两相短路时有足够灵敏度 ：保证在充电 合闸时。躲过励磁涌流，一般大于 7～10倍接地变额 定电流；躲开接地变低压侧故障电流。还需要考虑 到与接地变本身零序保护的电流值配合。 如图 1．在系统发生单相接地时，流过接地变的 每相的相 电流是流过中性点 电流的 1／3。以沙井变 为例。即600 A／3=200 A。电流速断定值若小于该相 电流值，在系统发生单相故障时，接地变速断保护瞬 时跳开接地变开关，造成 10 kV系统由小电阻接地 系统变为不接地系统，对于不允许不接地运行的配 网是不可取的，同时降低了供电可靠性(无法跳开 10 kV分段)。所以电流速断定值必须躲过系统发生 单相接地时流过每相的电流。 图 1 接地变经小 电阻接地单相接地故障 图 26 江西电力 第 34卷 2010年 第 6期 即： ≥ xl~(Kk为可靠系数，一般为 1．2～1．3)。 当接地 电阻为 10 n 时： ：vl(v3xRi)=600 A (2) 式中：， 单相接地故障情况下流过的中性点电 阻的额定电流； — — 系统的额定电压 ，l0 kV系统取 10．5 kV 月 ——接地电阻，取 l0 n 这样 ，流过每相的电流为 ：1,=600／3=200(A) 电流速断 ≥ k× 1．2x200=240(A) 综合上述条件，沙井变接地变电流速断保护设 定为一段一时限。电流定值一次值整定为240 A，瞬 时动作接地变断路器。 2．2．2 过电流保护 接地变过电流保护作 为接地 变 内部相问故障 的后备保护。需满足以下条件：躲过接地变额定电 流；躲开区外单相接地时流过接地变的最大故障相 电流。 但为保证过电流保护 电流定值 的灵敏度 ，过 电 流保护 的电流定值 有时躲不开 区外单相接地时流 过接地变的最大故障相 电流 ，这时可以通过过电流 保护动作的时限来与接地变零序保护的动作时限 来达到配合关系。即过电流保护动作时限整定为零 序保护最长动作时限加一个时限(0．3 s)级差。以保 证在区外发生单相接地时 ，由接地变零序保护作为 系统的后备保护。 按以上条件整定 ，沙井变接地变过电流保护设 定为一段一时限。电流定值一次值整定为 A，过流时 间定值取 1．9 s，可靠躲过接地变零序过流保护最长 时l-H](1．6 S) 2-2．3 零序电流保护 接地变零序电流保护做为接地变 、主变低压侧 和母线单相接地故障的主保护以及 10 kV馈线单 相接地故障的后备保护。其电流定值根据规程应该 封 面 天安 电气 封三 思创数码科技股份有限公司 保证单相高阻接地故障有灵敏度。并可靠躲过各条 馈线中单相接地电容电流最大的馈线单相接地电容 电流来整定 。具体如下： ，l捌= xLd (3) K 为可靠系数； ～ 为系统中单相接地电容电 流最大值的馈线的单相接地 电容电流的最大值。 若 10 kV系统每条馈线电容电流最大的按 20 A 考虑 =KkxL-l=2．5x20=50 A (已考虑躲过系统不平 衡电流) 参考各地运行情况，沙井变接地变零序电流保 护设定为一段三时限。动作电流取 ， =60 A，同 10 kV 馈线零序电流定值。动作时限应该大于母线各连接 元件零序保护的最长动作时间。第一时限整定 l_3 秒跳开 10 kV分段开关(在单台主变运行时)，第二 时限为 1．6 S(同主变低后备时限 )跳开接地变和主 变低压侧开关同时闭锁 10 kV分段备自投。 3 结束语 10 kV配电网经小电阻接地系统保护的合理配 置 ，零序保护的可靠动作及相关保护的配合(包括 接地变速断与零序电流、接地变过流与零序电流) 以及合理的保护动作行为是小电阻接地系统安全 可靠运行 的基础。合理的保护配置和正确的保护整 定既能快速切除故障线路，缩短故障排查时间。提高 10 kV配网的供电可靠性，又能有效避免设备损坏 及人身触电事故，对保证电力系统安全运行、可靠 供电及群众的生命安全有着重要意义。 参考文献： 【1]DLT584—2007，3-110 kV 电刚继 电保 护 装置运 行整定 规 程[S】． 广 告 目 次 口 口 ～ 封二 泰 豪软件股份有限公司 封底 顺开电气