【正文】 改善城區(qū) 10kV 線路網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，逐步實現(xiàn)手拉手供電，線路供電半徑要適中、供電負荷基本合理，并逐步進行配網(wǎng)自動化項目的試點。同時，對變電所進行無油化改造。調(diào)度自動化、配網(wǎng)自動化、帶電作業(yè)、狀態(tài)檢修、 MIS 系統(tǒng)的開發(fā)與應用，都將為供電可靠性提供較好的技術(shù)支持。同時，對重復性停電、臨修、超時檢修等各項 指標重復考核，使可靠性考核力度大大提高。 加強停電計劃的合理性、周密性。 加強基礎資料的積累和完善，為編制運行方式、檢修劃和制 定有關(guān)生產(chǎn)管理措施提供詳實、準確的決策依據(jù)，同時為電網(wǎng)可靠性評估提供計算依據(jù)。定期召開指標分析會議，組織指導、總結(jié)、分析可靠性管理工作，制訂供電可靠性管理工作計劃，保證供電可靠性管理有計劃、有分析、有措施、有總結(jié)。 本章小結(jié) 通過 對 變電站供電設備的正確選用、綜合繼電保護整定值的正確計算和時間的調(diào)整 ， 有利于滿足供電系統(tǒng) 可靠性、速動性、選擇性、靈敏性四 項 原則 ，有利于提高供電系統(tǒng)的運行狀況，也有利于已建變電站事故動作的分 析，從而減少事故隱患，保證整個系統(tǒng)的安全性，也有利于間接提高工廠或企業(yè) 的經(jīng)濟效益和競爭實力。 另外，斷路器由于保護用電流互感器的變比和準確極限值的選用不當，當發(fā)生故障時，本體設備保護不動作，造成上級開關(guān)動作，擴大事故停電范圍。而負荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器，由于熔斷器的限流和反時限特性，可以在 20ms內(nèi)切除故障。 高壓斷路器的開斷時間大約為 50ms，滅弧時間也大約為 50ms，則斷路時間 100ms。 *Z系 統(tǒng) 大 — 由電力部門提供 *Z線 路 — 20 (10 0 / )eZ L U?? *Z配 變 — /keUS *0Z — 每公里電抗數(shù) LHn — 電流互感器變比 10kV配電保護配置 的比較 10kV配電保護配置主要有斷路器、負荷開關(guān)或負荷開關(guān)加熔斷器等。 電流速斷保護：作為變壓器內(nèi)部故障的主保護，整定值應大于 400V出現(xiàn)母線短路電流，僅保護變壓器的內(nèi)部大部分，和變壓器瓦斯保護配合。一般避開最大負荷電流就可以了。時限選擇應本科畢業(yè)設計（論文）說明書 22 大于瞬時過載時間，避免短時過載時發(fā)信號。 一般可取 ~。 所以對于 10kV配電系統(tǒng)，應根據(jù)不同容量和不同用電負載性質(zhì)來選配保護裝置和進圖（ 51） 10kV 一次系統(tǒng)接線圖 第五章 10kV供電系統(tǒng)繼電保護的選擇性應用 21 行定值計算。有的用戶使用大容量冷凍機，其 10kV電動機容量達 500～ 1000kW，起動電流經(jīng)限流后仍達到 額定電流。如某鋼鐵企業(yè)一臺 2500kW軋鋼電動機在軋鋼過程中， 10kV側(cè)瞬間最大尖峰電流高達800A以上，遠超過該線路變電所開關(guān)處的過流保護定值和時限。 有些 10kV專線工業(yè)用戶，主要用電負載是高壓電動機，如軋鋼和穿孔行業(yè)，其高壓電動機容量較大，有的達 2500kW及以上。 當變壓器單臺容量大于 800kVA及以上時， 10kV側(cè)開關(guān)柜內(nèi)均裝設斷路器并配置繼電保護裝置，配置保護的型式有兩種： （ 1） 裝設 GL10系列反時限過電流繼電器，構(gòu)成過電流保護，電流定值可以從端子上做階梯狀調(diào)節(jié)，缺點是時限調(diào)節(jié)誤差較大，構(gòu)成上下級保護時限配合難度大。 用電單位的保護配置存在下面幾種情況： 10kV配電房單臺變壓器容量小于 800kVA時，為了簡化和節(jié)省費用， 10kV側(cè)往往只裝環(huán)網(wǎng)柜，內(nèi)配設負荷開關(guān)和熔斷器，不裝設斷路器和繼電保護裝置，所以當發(fā)生短路故障時，只能靠熔斷器熔斷來保護變壓器。如采用的是反時限過電流保護時，其瞬動部分應解除；對于負荷等級較低的配電所可不裝設保護。 為了與出線保護取得動作時限配合 , 變壓器低壓側(cè)短路保護一般采用瞬時或短延時脫扣器 動作于斷開低壓側(cè)斷路器 , 過負荷保護采用帶有長延時脫扣器低壓斷路器或給值班人員發(fā)出報警信號。 變壓器低壓側(cè)主保護應與高壓側(cè)主保護和低壓配電線路保護有良好的選擇性 ,并保證系統(tǒng)出現(xiàn)正常的尖峰電流 (如電動機起動電流 )時不會引起保護裝置誤動作。 10kV 配電變壓器應配置的繼電保護 變壓器的低壓側(cè)應裝設短路保護和過負荷保護。當過電流保護的時限不大于 ～ ,并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護；重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。 我們必須在日常工作中掌握正確的維護方法，而當設備出現(xiàn) 故障時，也能做出正確的判斷和處理方法，加強對 10kV 供電系統(tǒng)的繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障并做好處理，達到提高供電可靠性的目的，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。這是由于被保護電纜發(fā)生一相接地時，全靠穿過零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過零序電流起作用的。當發(fā)生一相接地時，零序電流反映到二次側(cè)，并流入零序電流繼電器，使其動作發(fā)出信號。當正常運行或發(fā)生相間短路時，一次側(cè)電流為零。 零序電流保護一般使用在有條件安裝零序電流 互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路上。 當網(wǎng)絡比較復雜、出線較多、可靠性要求高，采用絕緣監(jiān)察裝置是不能滿足運行要求時，可采用零序電流保護裝置。可以看出，這種費力、費時、安全性差，在某些情況下這樣做還是不允許的。也就是說該裝置沒有選擇性。接在開口三角形開口兩端的過電壓繼電器動作，其常開接點接通信號繼電器，并發(fā)出預告信號。 10kV 中性點不接地系統(tǒng)中，當出現(xiàn)一相接地時，利用三相五鐵心柱的電壓互感器（ PT） 的開口三角形的開口兩端有無零序電壓來實現(xiàn)絕緣監(jiān)察。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有 為兩點或多點接地的可能。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運行 2 小時，而不必切斷電路。 假設 A 相發(fā)生了一相金屬性接地時，則 A 相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個線電壓不變。這三個電容電流數(shù)值相等、相位相差 120176。在相電壓作用下，每相都有一個超前 90176。 10kV 系統(tǒng)采用的是中性點不接地的運行方式。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。通常在被保護線路較短時，第一段電流保護均采用略帶時限的電流速斷保護作為主保護；第二段采用定時限過流保護作為后備保護。也就是說，其保護范圍可保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側(cè)。因在變壓器高壓側(cè)故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。 對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。 （ 6）電流速斷保護。略帶時 限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。這樣，當下一段線路始端發(fā)生短路時，保護也會起動。要求略帶時限的電流速斷保護能保護全線路。而定時限過電流保護雖能保護線路的全長，但動作時限太長。利用中間繼電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作 時間。 本科畢業(yè)設計（論文）說明書 16 中間繼電器的作用有兩點：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點容量；其二是當被保護線路上裝有熔斷器時，在兩相或三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短路。 （ 4） 瞬時電流速斷保護的基本原理 瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。因此，瞬時電流速斷保護的任務是在線路始端短路時能快速地切除故障。對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的 50%即認為有良好的保護效果；對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長的 15%～ 20%，即可裝設。由于只有當短路電流大于保護裝置的動 作電流時，保護裝置才能動作。當在被保護線路外部發(fā)生短路時，它不會動作。即按躲過被保護線路末端可能產(chǎn)生的三相最大短路電流來整定。它是按一定地 點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調(diào)試比較準確和方便。常采用直流操作，須設置直流屏。 （ 2） 電流速斷保護的構(gòu)成 電流速斷保護是由電磁式中間繼電器 （ 作為出口元件 ） 、電磁式電流繼電器 （ 作為起動元件 ） 、電磁式信號繼電器 （ 作為信號元件 ） 構(gòu)成的。它能在最短的時間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時間，防止事故擴大。 （ 6） 過電流保護的保護范圍 過流保護可以保護設備的全部，也可以保護線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護。 也就是說過電流保護存在著缺陷。對于反時限的時限級差 Dt 一般為 。各級之間的時限均差一個固定的數(shù)值，稱其為時限級差 Dt。因此就必須使保護裝置 1 的動作時間較保護裝置 2 長一些； 而保護裝置 2 又要比保護裝置 3 長一些，并依次類推，即： 即： t1 t2t3 不難看出，各級保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大 的。但按選擇性的要求，應只由保護裝置 3（離故障點最近）動作于跳閘。 在線路 L L L3 的靠近電源端分別裝有過電流保護裝置 3。 （ 4） 定時限過電流保護 的整定計算 躲過變壓器最大負荷電流整定計算式為： ( ) / ( )dz k z qd jx e f LHI K K K I K n? ? ? ? ? （ 45） 式中： kK — 返回系數(shù)，取 ~； zqdK — 負荷自動系數(shù)，一般取 ~； jxK — 電流互感器接線系數(shù)； LHn — 電流互感器變比； eI — 變壓器額定電流。而信號繼電器的動作使信號指示牌掉下并發(fā)出警報信號。這樣，時間繼電器的觸點又接通了信號繼電器和出口中間繼電器 的線圈，使其動作。由于兩只電流繼電器的觸點是并聯(lián)的，故當任一電流繼電器的觸點閉合，都能接通時間繼電器的線圈回路。 當被保護線路中發(fā)生短路故障時，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增大。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼 電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構(gòu)成。這種保護方式一般應用在 10～ 35kV系統(tǒng)中比較重要的變配電所。它一般采用直流操作，須設置直流屏。時間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。反時限過電流保護整定計算式為： ( ) / ( )d z k z q jx e f LHI K K K I K n? ? ? ? ? （ 42） 式中： dzI — 反時限過電流保護繼電器的動作電流； kK — 可靠系數(shù)，取 ~； fK — 返回系數(shù)，取 ； zqK — 負荷自動系數(shù)，一般取 ~； jxK — 電流互感器接線系數(shù)； LHn — 電流互感器變比； eI — 變壓器額定電流。 在這里應予說明，在采用 “去分流 ”跳閘的反時限過電流保護裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現(xiàn)下列： ① 繼電器在 其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘； ② 繼電器的常閉觸點如先斷開 ,CT 的二次側(cè)帶負荷開路，將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。 （ 3） 反時限過電流保護的 基本原理 本科畢業(yè)設計（論文）說明書 12 當供電線路發(fā)生相間短路時，感應型繼電器 KA1 或 （ 和 ） KA2 達到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器 YR1 或 （ 和 ） YR2因有 KA1 或 （ 和 ） KA2 的常閉觸點分流 （ 短路 ） ，而無電流通過 ,故暫時不會動作。采用這種繼電器 ,就可以采用交流操作，無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能 （ 體現(xiàn)了繼電器的多功能性 ） ，也可以大大簡化繼電保護裝置。 （ 2） 繼電器的構(gòu)成 反時限過電流保護是由 GL15（ 25） 感應型繼電器構(gòu)成的。為確保保護裝置動作的可靠性，則要求保護裝置的設計 原理、整定計算、安裝調(diào)試要正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質(zhì)量要可靠、運行維護要得當、系統(tǒng)應盡可能的簡化有效，以提高保護的可靠性。 可靠性 保護裝置應能正確的動作，并隨時處于準備狀態(tài)。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生產(chǎn)的斷路器跳閘時間均在 以下?？s短切除故障的時間，就可以減 輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。對于 10kV 不接地系統(tǒng)的單相短路保護取單相接地電容電流最小值 mineI 。各類保護裝置靈敏系數(shù)的大小，根據(jù)保護裝置的不同而不盡相同。保護裝置的靈敏系數(shù)應根據(jù)不利的運行方式和故障類型進行。在保護裝置的保護范圍內(nèi)，不管短路 點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護裝置均不應產(chǎn)生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時 ,又不應該產(chǎn)生錯誤動作。 近后備和遠后備： 當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護，就叫近后備保護； 輔助保護： 為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。也就是說，出現(xiàn)了保護的死區(qū)。除此之外，它還有另外的意義。 后備保護不應理解為次要保護，它同樣是重要的。 當在系統(tǒng)中