欒麗明 王巖 張勇
配電網(wǎng)一般指中低壓(35kV及以下)的送電網(wǎng)絡(luò),其中10kV為骨干,加上開閉所、開關(guān)站、電纜分支箱、配電變壓器等組成。配網(wǎng)線路的繼電保護(hù)裝置是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和可靠供電的基本前提,而定值設(shè)置則是其中最關(guān)鍵的一環(huán)。隨著地方經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,特別是城市配網(wǎng)的發(fā)展,配網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,線路定值設(shè)置很難做到前后級配合,導(dǎo)致部分區(qū)域發(fā)生不必要的停電事故。為此,蓬萊市供電公司針對不同的線路結(jié)構(gòu),綜合考慮多種因素,經(jīng)過多年實踐,總結(jié)出了實用、可靠的10kV配網(wǎng)線路保護(hù)定值整定方法。
城市電網(wǎng)線的特點是配電線路短、線路導(dǎo)線截面積大、負(fù)荷大、配電變壓器容量大,線路運行方式存在環(huán)網(wǎng)運行、開環(huán)運行,不同變電站間的手拉手運行等,這些都對保護(hù)定值的整定計算、上下級線路定值的配合增加了較大的難度。在整定計算中,偏重靈敏性,對有用戶變電站和支線的線路,做特殊情況來考慮。
2 蓬萊城區(qū)配網(wǎng)情況簡介
蓬萊城區(qū)中壓10kV配電網(wǎng)采用變電站、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、分接箱相結(jié)合的方式,主干環(huán)網(wǎng)線路沿非主干道架空架設(shè),導(dǎo)線采用絕緣線,主干道及繁華市區(qū)采用電纜地下敷設(shè)。配網(wǎng)接線盡量簡單可靠,根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷性質(zhì)、附近高壓變電站分布情況,采用適當(dāng)?shù)慕泳€方式。具體接線圖見圖1。
3 10kV配網(wǎng)保護(hù)方式及定值配合設(shè)定
城區(qū)環(huán)網(wǎng)主干線采用JKLGYJ—240絕緣導(dǎo)線及YJLV22—240電力電纜,因此,主干線發(fā)生瞬時性故障的機率較小,相反,分支線路多為架空裸導(dǎo)線,支路較多且深入工廠、居民區(qū),因而,發(fā)生瞬時性故障的機率較大。根據(jù)這一特點結(jié)合煙臺東方配電自動化系統(tǒng)的功能,設(shè)置保護(hù)如下:
3.1保護(hù)設(shè)置
用于環(huán)網(wǎng)線路的變電站內(nèi)開關(guān)(如10kV城關(guān)線開關(guān))投入常規(guī)電流保護(hù),即電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù),配合一次自動重合閘。
城區(qū)環(huán)網(wǎng)主干線開關(guān)保護(hù)解除,與主干線直接連接的分支線路開關(guān)投入其自身的電流保護(hù),定值按照實際情況整定,具有一次重合閘功能。
3.2保護(hù)時限設(shè)定
變電站內(nèi)開關(guān)的電流速斷保護(hù)動作時限為0.2秒,自動重合閘時限為1.0秒;過電流保護(hù)時限為0.8秒。
分支線路開關(guān)速斷保護(hù)時限為0秒,過流保護(hù)時限0.5s,
3.3保護(hù)范圍
變電站內(nèi)開關(guān)的電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)按保護(hù)到對端變電站內(nèi)開關(guān)出口處整定,例如:登州站內(nèi)10kV城關(guān)線開關(guān)保護(hù)按保護(hù)到鳳凰站10kV市區(qū)線開關(guān)出口處整定,并滿足靈敏度要求。
分支線路開關(guān)保護(hù)范圍應(yīng)按各分支線路的具體接線分析計算,并滿足靈敏度要求。
4 保護(hù)存在的問題及解決措施
保護(hù)上下級配合問題。10kV線路分支眾多,為了使其中一個用戶內(nèi)部出現(xiàn)故障不影響其他用戶供電,通常用戶的進(jìn)線也都配置兩段電流保護(hù),設(shè)置速斷保護(hù)時限為0秒,過流保護(hù)時限0.5s,與分支線路開關(guān)保護(hù)范圍重疊,時間相同。用戶內(nèi)部故障時,分支開關(guān)與用戶進(jìn)線將同時動作。如果分支開關(guān)重合閘投入,可以由重合閘補救,但是由于很多線路是電纜線路,重合閘是退出的,這樣就會造成由于一個用戶的問題,影響此用戶所在分支線上所有用戶的供電。
配電線路保護(hù)的靈敏度問題。受供電條件限制,存在一些重負(fù)荷線路,其負(fù)荷電流與線路末端故障的故障電流相差不大,無法保證保護(hù)的靈敏度。
問題的解決措施。充分利用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的故障隔離、自愈功能,解決配網(wǎng)保護(hù)之間的配合問題。即:當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運行時,能快速隔離故障區(qū)段,及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電,縮短對用戶的停電時間,減少停電面積。當(dāng)主干線發(fā)生故障時,開關(guān)第一次動作(分閘)變位信號傳至配電主站之前,開關(guān)的重合、再分閘動作已經(jīng)發(fā)生,因此,故障診斷程序應(yīng)對開關(guān)的動作時序作充分的考慮,且在故障診斷期間拒絕執(zhí)行來自主站對相關(guān)開關(guān)分、合指令的傳達(dá)。
配電自動化通過各分段斷路器之間的通信,信息交換,分析各分段斷路器采集到的電流,綜合判斷故障點所在區(qū)域,不僅僅是根據(jù)電流的大小來區(qū)分故障電流與負(fù)荷電流,從而解決配網(wǎng)線路的保護(hù)配合問題和靈敏度問題。
本文探討的10kV城市配電線路保護(hù)整定配合方法及問題解決措施經(jīng)多年運行考驗,能很好地滿足可靠性、速動性、選擇性、靈敏性的“四性”要求,又簡單、實用,保證了配電網(wǎng)的可靠供電。但是,任何保護(hù)都不可能是十分完善的,不可能有百分之百的正確動作率。若要提高供電的可靠性,減少誤動作率,關(guān)鍵還在于不斷加大和加快10kV配網(wǎng)的改造,優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò),如:縮短供電半徑、線路電纜化、全絕緣化及手拉手形式供電等。
(作者單位:國網(wǎng)山東蓬萊市供電公司)