10kV开闭所（变电所）的继电保护配置整定方案
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大部分工厂企业及居民小区用电是10kV供电，并设置配电房，一般情况下一个配电房安装一台或两台10kV/400V的配电变压器，用380V/220V电压供用户用电，一次系统接线图，如下图。
配电房的保护配置，有如下几种情况： （1）10kV配电房单台变压器容量小于1250kVA时，为了简化和节省费用，10kV侧往往只装环网柜，内配设负荷开关和熔断器，不装设断路器和继电保护装置，所以当发生短路故障时，只能靠熔断器熔断来保护变压器。这种配置的缺点，一是变压器没有过载保护；二是熔断器熔断电流有分散性、时限不稳定，容易发生越级跳闸，造成停电扩大。 （2）当变压器单台容量大于1250kVA及以上时，10kV侧开关柜内均装设断路器并配置继电保护装置，配置保护的型式有两种：①装设GL-10系列反时限过电流继电器，构成过电流保护，电流定值可以从端子上做阶梯状调节，缺点是时限调节误差较大，构成上下级保护时限配合难度大。②装设微机保护比较完善，具有过负荷保护信号、过电流保护和速断保护作用跳闸，保护定值和时间调整比较精确和方便，建议推广选用。 （3）有些10kV专线工业用户，主要用电负载是高压电动机，如轧钢和穿孔行业，其高压电动机容量较大，有的达2500kW及以上。在生产过程中，经常会连续不断地发生电动机短时（1~2s）的过载，因过载有随机性，所以过电流保护常因定值及时限配合不当使上一级即变电所出线开关（如上图中B1）跳闸，造成整条10kV线路停电。如，某钢铁企业一台2500kW轧钢电动机在轧钢过程中，10kV侧瞬间最大尖峰电流高达800A以上，远超过该线路变电所开关处的过流保护定值和时限。有的用户使用大容量冷冻机，其10kV电动机容量达500~1000kW，起动电流经限流后仍达到3.5倍额定电流。过电流保护的起动电流和时限也要现场试验确定。 所以对于10kV配电系统，应根据不同容量和不同用电负载性质来选配保护装置和进行定值计算。10kV配电所的继电保护配置及整定计算是保证配电所安全稳定运行的重要环节之一。 整定计算用系统运行方式： （1）按《城市电力网规划设计导则》推荐10kV短路电流宜为Ik≤16kA，为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流，110kV站两台变压器采用分列运行方式，高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。 （2）在无110kV系统阻抗资料的情况时，由于3～35kV系统容量与110kV系统比较相对较小，其各元件阻抗相对较大，则可认为110kV系统网络容量为无限大。 （3）整定计算原则，需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》等相关国家标准。可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。 10kV配电系统保护参数方案： （1）开关站出线 当变压器采用过电流而不采用差动保护时，其电源线路较短时，例如电缆长度小于3km时，采用线路--变压器组保护装置（即线路与受电变压器保护共用）。 1）速断动作电流：躲过变压器低压侧最大三相短路电流：t=0S 2）过流保护动作电流：躲过可能出现的过负荷电流，如干变按Kgh=1.5，如大的风机、水泵等启动电流，按实际换算到10kV侧电流，Kgh可能为1.2、1.3等，微机保护按厂家提供资料，返回系数Kh=0.95，t=0.3S。 如灵敏度不够，改为低电压闭锁的过电流保护，电流元件按躲开变压器的额定电流整定，而低电压闭锁元件的起动电压则按照小于正常情况下的最低工作电压及躲过电动机自起动的条件来整定。 3）对变压器超温，瓦斯保护需跳闸者，变压器高压侧设负荷开关带分励脱扣器，作用于跳闸。 （2）开关站进线 按规范可不设。设的目的，主要作为出线保护及其相关元件故障如电磁线圈断路而拒动时的后备保护及3～10kV母线的保护。 1）限时速断动作电流：同开关站所有出线的最大一台变压器速断保护相配合,配合系数Kph=1.1，t=0.3S。 2）时限过流动作电流:，t=0.6S。 （3）区域站10kV出线 1）限时速断动作电流:同开关站出线(8DL)限时速断保护相配合,配合系数Kph=1.1，t=0.4S 2）时限过流动作电流：躲过线路过负载电流(如大电动机启动电流，某些实验时的冲击电流等)，t=0.7S。 （4）区域站10kV分段开关 设充电保护,按躲开10kV母线充电时变压器励磁涌流,延时t=0.2S动作,充电后保护退出，t=0.2S。 （5）开关站10kV分段开关 同（4）原则，t=0.2S。 （6）开关站出线带2台及以上变压器 1）速断动作电流：躲过中最大者，t=0S。 2）时限过流动作电流：躲过线路过负载电流， t=0.3S。 （7）区域站至住宅小区供电线路（单线单环或双环、开环进行） 1）限时速断动作电流：同6.A原则，t=0.4S(同小区变压器的高压熔断器配合）。 2）时限过流动作电流：同6.B原则，t=0.7S（同小区变压器的高压熔断器配合）。 （8）区域站主变低压侧开关 设过电流保护（作为主变低后备保护，10kV母线保护及出线远后备保护），其动作电流按躲过主变的最大负荷电流（当一台主变故障或检修时的负荷电流及电动机启动等），对K-2点要求KL≥2,对K-3点要求KL≥1.2。 保护为一段二时限，第一时限1.1S跳10kV分段开关，第二时限1.5S跳本侧开关。 （9）关于时间级差说明 1）对微机保护，开关站△t为0.3S，对区域站为提高可靠性△t为0.4S。 2）对电磁继电器保护，选精度较好的时间继电器，△t在开关站，区域站△t均为0.4S。 （10）为避免CT饱和，可采用保护与测量CT分开，用不同的变比，如保护用300/5A等。 （11）对10kV中性点非直接接地电力网中的单相接地故障 1）在10kV母线上，装设接地监视装置，作用于信号。PT开口三角电压继电器整定值：Udz=15V，为避免铁磁谐振，在开口三角上设一个微机型消谐器。 2）区域站、开关站10kV出线较多，设微机小电流接地信号装置，可迅速判别某出线单相接地故障（对微机保护，10kV小电流接地选线功能通过各10kV间隔的监控保护实现，无需专门的装置）。 自动备自投装置设定： （1）10kV架空出线重合闸：动作投入时间1S。 （2）备用电源自动投入 1）区域站10kV分段开关自动投入时间： a.t=110kV桥开关备自投时间+0.4S； b.t=主变高后备动作时间+0.4S； c.取a与b的最大值。 2）各开关站10kV分段开关备自投时间=区域站10kV分段开关备自投时间+0.4S 3）备自投动作电压 工作电源失压动作电压：25V(PT二次侧电压） 备用电源监视动作电压：70V(PT二次侧电压) 对区域站，动作时间小于1S，保证了10kV各设备和线路的热稳定，同反时限过流相比，动作时间准确、误差小、容易整定、选择性好。以上方案仅供参考。 |
