10KV配電線路繼電保護整定計算方案

1、10KV生活臨建區(qū)線開關繼電保護定值整定計算1. 整定計算說明1.1項目概述本方案是為保證海南核電有限公司35KV塘興變電站10KV生活臨建區(qū)線安全、連續(xù)、可靠供電要求而設的具體專業(yè)措施，10KV生活臨建區(qū)線為雙電源1019開關和1026開關供電，所帶負荷為7臺箱變，其中1019開關取自10KV I段母線，1026開關取自10KV II段母線。正常運行時電源一用一備，箱變一次系統采用手拉手接線方式，電纜連接，箱變之間可通過箱變間聯絡開關靈活切換，最高帶7臺箱變，最低帶1臺箱變，現1019和1026開關保護裝置型號均為WXH-822A微機保護，電流互感器為三相完全星形接線方式。箱變進線及聯絡開關

2、為真空負荷開關，無保護功能，僅作為正常倒閘操作使用，變壓器高壓側采用非限流型熔芯保護，低壓側為空氣開關，帶速斷、過流及漏電保護。1.2參考文獻1）電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算2）電力系統繼電保護實用技術問答3）電力系統分析4）電力網及電力系統5）電力工程電力設計手冊6）許繼微機保護測控裝置說明書2.線路及系統設備相關參數2.1回路接線圖2.2系統設備參數表 2.2.1開關參數表10KV開關參數表開關名稱101910261013/1023/10531043/10731063/1033安裝地點變電站變電站1#/2#/5#箱變高壓室4#/7#箱變高壓室3#/6#箱變高壓室開關型號CV1-1

3、2CV1-12XGN15-12XGN15-12XGN15-12開關類型真空斷路器真空斷路器真空負荷開關真空負荷開關真空負荷開關保護類型微機綜保微機綜保熔斷器熔斷器熔斷器額度電流A1250125012580100額度電壓KV1212121212短路開斷電流KA252531.531.531.5短路持續(xù)時間S44444出廠日期2009年4月2009年4月出廠編號制造廠家常熟開關常熟開關福建東方電器福建東方電器福建東方電器備注1011/1012/1021/1022/1031/1032/1051/1052/1041/1042/1071/1072/1061/1062開關無保護，僅具有控制和隔離作用0.38

4、KV開關參數表開關名稱0401/0402/04050404/04070406/0403安裝地點1#/2#/5#箱變低壓室4#/7#箱變低壓室6#/3#箱變低壓室開關型號MT20H1MT20H1MT20H1保護類型數字智能數字智能數字智能額度電流A200012502000額度電壓KV111短路開斷電流KA656565短路持續(xù)時間S111出廠日期出廠編號制造廠家上海施耐德上海施耐德上海施耐德備注控制單元0401/0402/04050404/04070406/0403型號Micrologic 2.0EMicrologic 2.0EMicrologic 2.0E保護類型完全選擇型完全選擇型完全選擇型瞬

5、時動作倍數In886瞬時動作時間S000短延時動作倍數In2.52.52短延時動作時間S0.30.30.3長延時動作倍數In110.9長延時動作時間S111接地動作倍數640A640A640A接地動作時間S0.20.20.2備注低壓開關的整定原則是低壓側短路時其穿越電流不會引起高壓側動作，計算方法略2.2.2變壓器參數表變壓器參數表變壓器名稱主變箱變編號1#2#3#4#5#6#7#變壓器型號SCB-1250/10SCB-1250/10SCB-1000/10SCB-800/10SCB-1250/10SCB-1000/10SCB-800/10額度電流（A）72.272.257.746.272.25

6、7.746.2額度電壓(KV)10KV接線組別Dyn11調壓方式無勵磁調壓空載損耗KW)1.882.1131.7691.4722.1471.7941.483負載損耗(KW)1.0110.358.3697.1510.278.4367.187空載電流(%)0.190.230.220.230.270.240.23短路阻抗(%)5.825.95.795.85.945.785.91出廠日期2010.12.152010.1.82011.11.152011.11.42011.8.22011.8.92011.8.16出廠編號2110809021012006002111012421111019221108005

7、32111080090211080117制造廠家海南威特電氣集團公司計算采用值基準容量SjMVA100基準電壓Uj2KV10.5基準電壓Uj3KV0.4基準電流Ij2KA5.5基準電流Ij3KA144.34電抗有名值4.6564.725.797.255.945.787.39電抗標幺值4.6564.724.6324.254.7525.787.388備注2.2.3電纜電纜參數表電纜參數表電纜名稱1#進線2#進線3#進線4#進線5#進線6#進線7#進線3#4#聯絡電纜路徑1019-1#1026-2#7#-3#5#-4#6#-5#1#-6#2#-7#4#3#電纜型號YJV22電纜長度（米）545560

8、163265131135205130額度電壓（KV）10電纜相數3*240出廠日期出廠編號制造廠家計算采用值基準容量SjMVA100基準電壓Uj1KV10.5每公里電抗0.08電抗標幺值0.040.0410.0120.020.010.01.0.0150.01備注1019-1026電纜總長度2.134KM，帶7臺箱變時運行電流有效距離為2.134-0.545=1.589KM2.2.4電流互感器參數表主設備名稱線路線路線路線路型號LZZBJ9-10A5GLZZBJ9-10A5GTY-LJK120TY-LJK120安裝地點1019開關1026開關1019開關1026開關額定電壓12121212變流比

9、200/5200/5100/5100/5保護類型相間相間接地接地接線方式三相完全星形三相完全星形三相穿心式三相穿心式準確度等級10P25/0.5/0.2S10P25/0.5/0.2S10P/510P/5額定容量15VA15VA10VA10VA出廠日期2009年4月2009年4月2010年1月2010年1月出廠編號A03415/B03452/C03414A06485/B03425/C0344221332135制造廠家大連第二互感器廠大連第二互感器廠北京華星恒業(yè)北京華星恒業(yè)備注2.2.5系統電抗參數表系統電抗參數表(有名值)南石站35KV母線昌城站35KV母線南塘線35KV線路昌塘線35KV線路塘

10、興站1#主變塘興站2#主變塘興站10KV母線最大運行方式2.948.6425.8431.54最小運行方式8.2511.2531.1534.15計算電抗13.711.769.29.2南塘線供電昌塘線供電等值電抗連結方式Y/D-11Y/D-11備注南塘線距離32.6KM，昌塘線距離28KM，其中南石站母線和昌城站35KV母線電抗由昌江供電局提供系統電抗參數表(標幺值)最大運行方式0.2150.63110.860.7490.7451.962.239最小運行方式0.60.8222.3452.429基準容量100基準電壓Uj13737基準電壓Uj210.510.5基準電流Ij11.561.56基準電流I

11、j25.55.5基準電抗13.6913.691.11.1備注系統電抗計算見10KV母線系統電抗計算表3.計算電路圖4.回路阻抗計算解：確定基準值 Sj=100MVA，Uj1=10.5KV, Uj2=0.4KV。則Ij1= Sj /3 Uj1=100/3*10.5=5.5KAIj2= Sj /3 Uj2=100/3*0.4=144.34KA1) 電力系統電抗標幺值1. 由35KV昌塘線供電最大運行方式X1=1.96 最小運行方式X1=2.3452由35KV南塘線供電 最大運行方式X10=2.239最小運行方式X10=2.4292) 電纜電抗標幺值X2=X0L Sj/U p 2=0.08*0.54

12、5*100/10.52=0.040X3=X0L Sj/U p 2=0.08*0.135*100/10.52=0.010X4=X0L Sj/U p 2=0.08*0.131*100/10.52=0.010X5=X0L Sj/U p 2=0.08*0.265*100/10.52=0.020X6=X0L Sj/U p 2=0.08*0.130*100/10.52=0.010X7=X0L Sj/U p 2=0.08*0.163*100/10.52=0.012X8=X0L Sj/U p 2=0.08*0.205*100/10.52=0.015X9=X0L Sj/U p 2=0.08*0.560*100/

13、10.52=0.0413) 變壓器電抗標幺值X11=Uk% Sj/100SNt=5.82*100*103/100*1250=4.656X12=Uk% Sj/100SNt=5.9*100*103/100*1250=4.720X13=Uk% Sj/100SNt=5.79*100*103/100*1000=5.79X14=Uk% Sj/100SNt=5.8*100*103/100*800=7.25X15=Uk% Sj/100SNt=5.94*100*103/100*1250=4.752X16=Uk% Sj/100SNt=5.78*100*103/100*1000=5.78X17=Uk% Sj/100

14、SNt=5.91*100*103/100*800=7.3885.等值電路圖6短路電流計算6.1 1019帶全部負荷1）最大運行方式K1點三相短路電流I(3)k1.max= Ij1/XK1= Ij1/X1+X2=5.5/0.04+1.96=2.75KAK2點三相短路電流I(3)k2.max= Ij1/XK2= Ij1/X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8=5.5/2.077=2.70KAK3點三相短路電流I(3)k3.max= Ij2/XK3= Ij2/X1+X2+X11=144.34/6.656=21.69KAK4點最大短路電流I(3)k4.max= Ij2/XK4= Ij2/X1+

15、X2+X3+X16=144.34/7.79=18.53KAK5點最大短路電流I(3)k5.max= Ij2/XK5= Ij2/X1+X2+X3+X4+X15=144.34/6.772=21.31KAK6點最大短路電流I(3)k6.max= Ij2/XK6= Ij2/ X1+X2+X3+X4+X5+X14=144.34/9.29=15.54KAK7點三相短路電流I(3)k7.max= Ij2/XK7= Ij2/X1+X2+X3+X4+X5+X6+X13=144.34/7.84=18.41KAK8點最大短路電流I(3)k8.max= Ij2/XK8= Ij2/ X1+X2+X3+X4+X5+X6+

16、X7+X17=144.34/9.45=15.27KAK9點最大短路電流I(3)k9.max= Ij2/XK9= Ij2/ X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X12=144.34/6.797=21.24KA2）最小運行方式K1點兩相短路電流I(2)k1.max=0.866 Ij1/XK1=0.866 Ij1/X1+X2=0.866*5.5/0.04+2.345=2KAK2點兩相短路電流I(2)k2.max=0.866Ij1/XK2=0.866Ij1/ X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8=0.866*5.5/2.421=1.97KAK3點兩相短路電流I(2)k3.max=

17、 0.866Ij2/XK3=0.866Ij2/X1+X2+X11 =0.866*144.34/7.041=17.75KAK4點兩相短路電流I(2)k4.max= 0.866Ij2/XK4=0.866Ij2/X1+X2+X3+X6 =0.866*144.34/8.175=15.3KAK5點兩相短路電流I(2)k5.max= 0.866Ij2/XK5=0.866Ij2/X1+X2+X3+X4+X15=0.866*144.34/7.157=17.47KAK6點兩相短路電流I(2)k6.max= 0.866Ij2/XK6=0.866Ij2/X1+X2+X3+X4+X5+X14=0.866*144.34

18、/9.675=12.92KAK7點兩相短路電流I(2)k7.max= 0.866Ij2/XK7=0.866Ij2/X1+X2+X3+X4+X5+X6+X13=0.866*144.34/8.225=15.2KAK8點兩相短路電流I(2)k8.max= 0.866Ij2/XK8=0.866Ij2/X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X17=0.866*144.34/9.835=12.71KAK9點兩相短路電流I(2)k9.max=0.866Ij2/XK9=0.866Ij2/X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X12=0.866*144.34/7.176=17.42KA3）最大母線

19、剩余電壓K2點母線剩余電壓U max =U×Uj1=I*×X*×10.5=2.70/5.5×(2.077-1.96) ×10.5=0.60KV6.2 1026帶全部負荷1）最大運行方式K2點三相短路電流I(3)k2.max= Ij1/XK2= Ij1/X10+X9=5.5/0.041+2.239=2.41KAK1點三相短路電流I(3)k1.max= Ij1/XK1= Ij1/X10+X9+X3+X4+X5+X6+X7+X8=5.5/2.357=2.33KAK9點三相短路電流I(3)k9.max= Ij2/XK9= Ij2/X10+X9+X12=

20、144.34/7=20.62KAK8點最大短路電流I(3)k8.max= Ij2/XK8= Ij2/X10+X9+X8+X17=144.34/9.683=14.91KAK7點最大短路電流I(3)k7.max= Ij2/XK7= Ij2/X10+X9+X8+X7+X13=144.34/8.097=17.83KAK6點最大短路電流I(3)k6.max= Ij2/XK6= Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X14=144.34/9.567=15.09KAK5點三相短路電流I(3)k7.max= Ij2/XK5= Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X5+X15=144.34/7.089

21、=20.36KAK4點最大短路電流I(3)k4.max= Ij2/XK4= Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X5+X4+X16=144.34/8.127=17.76KAK3點最大短路電流I(3)k3.max= Ij2/XK3= Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X5+X4+X3+X11=144.34/7.013=20.58KA2）最小運行方式K2點兩相短路電流I(2)k2.max=0.866 Ij1/XK2=0.866 Ij1/X10+X9=0.866*5.5/0.041+2.429=1.93KAK1點兩相短路電流I(2)k2.max=0.866Ij1/XK2=0.866Ij

22、1/ X10+X9+X3+X4+X5+X6+X7+X8=0.866*5.5/2.547=1.87KAK9點兩相短路電流I(2)k9.max= 0.866Ij2/XK9=0.866Ij2/X10+X9+X12 =0.866*144.34/7.19=17.39KAK8點兩相短路電流I(2)k8.max= 0.866Ij2/XK8=0.866Ij2/ X10+X9+X8+X17 =0.866*144.34/9.873=12.66KAK7點兩相短路電流I(2)k7.max= 0.866Ij2/XK7=0.866Ij2/ X10+X9+X8+X7+X13=0.866*144.34/8.287=15.08

23、KAK6點兩相短路電流I(2)k6.max= 0.866Ij2/XK6=0.866Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X14=0.866*144.34/9.757=12.81KAK5點兩相短路電流I(2)k5.max= 0.866Ij2/XK5=0.866Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X5+X15=0.866*144.34/7.279=17.17KAK4點兩相短路電流I(2)k4.max= 0.866Ij2/XK4=0.866Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X5+X4+X16=0.866*144.34/8.317=15.03KAK3點兩相短路電流I(2)k3.max

24、=0.866Ij2/XK3=0.866Ij2/ X10+X9+X8+X7+X6+X5+X4+X3+X11=0.866*144.34/7.203=17.35KA3）最大母線剩余電壓K1點母線剩余電壓U max =U×Uj1=I*×X*×10.5=2.33/5.5×(2.357-2.239) ×10.5=0.52KV7、短路電流計算表1019開關短路電流計算表短路編號位置名稱系統電壓KV最大運行方式最小運行方式母線殘壓KV沖擊電流KA短路容量MVA備注電抗 標幺值電流KA電抗 標幺值電流KAK1線路首端1022.752.3852K2線路末端102.

25、0772.702.4211.970.60K31#箱變0.46.65621.697.04117.75K46#箱變0.47.7918.538.17515.30K55#箱變0.46.77221.317.15717.47K64#箱變0.49.2915.549.67512.92K73#箱變0.47.8418.418.22515.20K87#箱變0.49.4515.279.83512.71K92#箱變0.46.79721.247.17617.421026開關短路電流計算表短路編號位置名稱系統電壓KV最大運行方式最小運行方式母線殘壓KV沖擊電流KA短路容量MVA備注電抗電流KA電抗電流KAK1線路首端102

26、.3572.332.5471.870.52K2線路末端102.282.412.471.93K31#箱變0.47.01320.587.20317.35K46#箱變0.48.12717.768.31715.03K55#箱變0.47.08920.367.27917.17K64#箱變0.49.56715.099.75712.81K73#箱變0.48.09717.838.28715.08K87#箱變0.49.68314.919.87312.66K92#箱變0.47.020.627.1917.398、整定選擇和計算一般10KV配電線路的保護由電流速斷和定時限過流組成相間保護，由零序電流構成接地保護，過負荷

27、發(fā)信告警來提高警戒門檻。特殊線路結構不能滿足要求時，可增加過流II段、電壓閉鎖、帶方向等其他保護。由于10KV線路作為線路的最末級，偏向于靈敏度，且箱變高壓側僅靠熔芯保護，故線路保護需要增大保護范圍，最大限度的選擇性跳閘，然后靠線路重合閘糾正。對于線路故障，靠線路加速保護加速動作。1）電流速斷保護電流速斷保護在不同的線路上有不同的整定原則，本線路變壓器為T型連接，且變壓器高壓側帶熔芯保護，裝置具備重合閘功能，因此電流速斷按躲過變壓器低壓側最大短路電流整定。從短路電流計算表中可以看出，K3點短路電流最大21.69KA,故1、電流速斷二次電流定值Idz1.j=Kk*Kjx*I d.max/nLh=

28、1.2*1*21.69/25/40*1000=26.028A，取值26AKk可靠系數I d.max最大短路電流Kjx互感器接線系數nLh互感器變比倍數2、電流速斷一次電流定值Idz1= Idz1.j* nLh=26*40=1040A3、靈敏系數按最小運行方式下線路末端兩相短路電流來校驗： Klm= I(2)k2.max/ Idz=1970/1040=1.89>1.5，滿足要求。4、時限整定最大電流出現在K3點，其保護范圍為部分線路，且靈敏度符合要求，故其時限為t1=0S5、動作要求保護調整，動作于1019開關。2）過電流保護過電流保護按躲過最大負荷電流整定，依據7臺變壓器額定電流計算是4

29、24.4A，而線路互感器額定電流是200A，故最大負荷電流僅能按200A計算，故1、過電流二次電流定值Idz2.j=Kk*Kjx*I gh/nLh*/Kh=1.2*1*200/40*/0.9=6.67A2、過電流一次電流定值Idz2 = Idz2.j* nLh=6.67*40=266.8AKk可靠系數Kjx互感器接線系數I gh最大負荷電流電流Kh繼電器返回系數3、靈敏系數按最小運行方式下線路末端兩相短路電流來校驗在線路末端發(fā)生短路時，靈敏系數為Klm= I(2)k2.max/ Idz=1930/266.8=7.23>1.5，滿足要求。4、時限整定其保護范圍為線路全長，并延伸至變壓器，故

30、需要與速斷保護時限相配合，故其時限t2=t1+t=0+0.5=0.5S5、動作要求保護調整，動作于1019開關。3）過負荷保護由于過電流保護按躲過最大負荷電流整定，而最大負荷電流為互感器一次最大電流，故過負荷保護按躲過互感器最大電流的負荷系數電流整定1、過負荷二次電流定值Idz3.j= Kh *I gh/nLh =0.9*200/40=4.5AKh安全系數2、過負荷二次電流定值Idz3= Idz3.j *nLh =4.5*40=180A3、時限整定考慮到大容量負載的啟動及小的暫載率設備的短時負荷變化，一般不大于60S,且其電流未達到短路電流，故其時限可以放大，無需和速斷、過電流時限配合，定值可

31、定為t3=120S。4、動作要求：發(fā)信報警4）零序接地保護10KV電源變采用D/Y-11接線方式，是中性點不接地系統，正常運行時三相負載平衡，回路零序分量相量和等于0，線路接地時對地只有容性接地電流，三相線電壓保持不變，容性接地電流為正常運行時對地容性電流的3倍，故零序保護按接地最大零序電流整定。1、零序電流一次電流定值 Idz0.j=Kk*3UxCo /nLh=1.5*3*6*314*0.31*0.001*1.589/20=4.2A電纜線路實際運行時非金屬性接地將比金屬性接地電流偏小，因此上述零序電流還需乘以一個安全系數，即Idz0.j=Kh* Idz0.j=0.8*4.2=3.36A Kk

32、可靠系數Ux線路相電壓 KV角頻率Co 線路每千米對地電容值pF（查電纜手冊185mm2=0.29,240mm2=0.31）nLh互感器變比Kh安全系數2、靈敏系數按線路接地故障時，流經保護裝置的最小電容電流來校驗Klm=3Ux（CoCo）/ Idz0= CoCo/ Kk Co=2.41/0.74=3.26>1.25，滿足要求。Co10KV各出線對地電容值總和pF3、時限整定由于線路為中性點不接地系統，單相接地電流遠小于中性點直接接地單相接地電流，按供用電規(guī)程規(guī)定可以運行2個小時，同時為防止瞬時故障的干擾，故時限無需瞬時動作，取值to=1S4、動作要求：發(fā)信報警5）方向保護1019和10

33、26線路兩側電源供電，分列運行無閉環(huán)，故障時電流統一指向單個電源，無需方向保護。6）低電壓閉鎖保護在線路保護中低電壓保護一般用于電流速斷保護保護區(qū)過小，影響與其他保護的配合時使用，因此低電壓保護功能要求在故障時可靠動作，非故障時可靠閉鎖。正常工作時影響電壓的最大因素是7臺箱變斷電后重合時變壓器自啟動電壓瞬間的電壓降，由于上級電源容量為10000KVA，相對于箱變來說容量較大，其電壓降常規(guī)不小于額定電壓的70%，（計算過程略）而在故障時要求母線剩余電壓不小于額定電壓的60%，兩者取大，即Uj=Kf* gh/nUh =0.7*10/0.1=70V。由于1019線速斷保護靈敏度滿足要求，其保護功能可

34、根據現場實際運行狀態(tài)選擇投入或退出。7）重合閘1、重合方式生活臨建區(qū)線路由1019和1026開關兩側電源供電，但運行時一用一備或各帶部分負荷，不存在閉環(huán)運行情況，因此選擇重合閘啟動方式為保護啟動，重合方式為檢無壓。同時由于線路為電纜，一旦電纜出現故障，多為永久性故障，因此選擇重合閘類型為一次重合閘。2、時限整定重合閘方式按保護啟動方式，故重合閘時間等于Tch= tt+txyl+ty-th=0.5+0.1+0.15-0.05=0.7STt過電流保護時間,Txyl故障消弧和去游離時間,Ty裕度時間,th開關合閘時間同時由于單側電源還需考慮開關及操作機構復歸及再次準備時間需加上一個可靠系數，tch=

35、kk*Tch=2*0.7=1.4Skk可靠系數8）加速保護加速保護主要為配合重合閘而設，在重合永久性故障線路時，加速開關動作，已便于最大限度的保護設備受到長時間的破壞。加速保護分為前加速和后加速兩種方式，前加速主要是在發(fā)生故障時直接跳開電源后重合，根據故障消失與否，由該被保護對象的帶時限主保護來判斷動作與否。后加速主要是在發(fā)生故障時跳開電源后重合后，根據故障消失與否，由該被保護對象的無時限主保護來判斷動作與否，其中根據故障消失與否指重合后電流是否達到保護動作啟動值。由于本線路所帶10KV變壓器高壓側為負荷熔斷器組開關，不帶選擇性保護，因此線路選擇采用后加速重合閘方式。1、后加速電流定值后加速動作反應線路永久性故障存在，為提高動作靈敏性，因此后加速電流整定值為最小短路電流，等于過電流定值，即后加速二次電流是：Ijs= Idz2.j=6.67A2、后加速時間定值線路帶載7臺箱變，由于箱變低壓側不帶失壓跳閘，重合閘后自啟動系數較大，同時考慮變壓器的勵磁涌流，因此現后加速電流定值躲不過重合后的瞬時電流，因此時間不能為0，取值tjs= 0.2S。9）保護范圍及時限配合9.定值清單10KV1019/1026線路保護整定清單序號定值名稱量值序號定值名稱量值保護投退控制字（TTKZ)保護功能投退控1制字