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浅论10KV供电系统的继电保护电子学论文

2016-06-21 14:13:13 来源:
要求高,采用绝缘监察装置是不能满足运行要求时,可采用零序电流保护装置。它是利用接地故障线路零序电流较非接地故障线路零序电流大的特点构成的一种保护装置。
 
  
  零序电流保护一般使用在有条件安装零序电流互感器的电缆线路或经电缆引出的架空线路上。当在电缆出线上安装零序电流互感器时,其一次侧为被保护电缆的三相导线,铁心套在电缆外,其二次侧接零序电流继电器。当正常运行或发生相间短路时,一次侧电流为零。二次侧只有因导线排列不对称而产生的不平衡电流。当发生一相接地时,零序电流反映到二次侧,并流入零序电流继电器,使其动作发出信号。在安装零序电流保护装置时,特别注意的一点是:电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器的铁心。这是由于被保护电缆发生一相接地时,全靠穿过零序电流互感器铁心的电缆头接地线通过零序电流起作用的。否则互感器二次侧也就不能感应出电流,因而继电器也就不可能动作。
 
  
  不难理解,当某一条线路上发生一相接地时,非接地线路上的零序电流为本身的零序电流。因此,为了保证动作的选择性,在整定时,保护装置的启动电流Idz应大于本线路的电容电流,即: 
Idz=Kh.3Uxan.w .Co =Kh.Io 
式中 Idz------保护装置的启动电流; 
Kh-------可靠系数,如无延时,考虑到不稳定间歇性电弧所发生的振荡涌流时,取4~5;如延时为0.5S时,则取1.5~2; 
Uxan------相电压值; 
Co --------被保护线路每相的对地电容; 
Io --------被保护线路的总电容电流。
 
  
  按上式整定后,还需校验在本线路上发生一相接地时的灵敏系数Klm,由于流经接地线路上的零序电流为全网络中非接地线路电容电流的总和,可用3Uxan.w .(CS -Co )表示,因此灵敏系数为: 
Klm=3Uxan.w .(CS -Co )/Kh. 3Uxan.w .Co 
=(CS -Co )/ Kh. Co 
上式可 www.zhlzw.com 改写成: 
Klm=I0S -Io /Kh. Io 
= I0S -Io /Idz 
式中 CS ------同一电压等级网络中,各元件每相对地电容之和; 
I0S ------与 CS 
  相对应的对地电容电流之和。对电缆线路取大于或等于1.25;架空线路取1.5;对于架空线路,由于没有特制的零序电流互感器,如欲安装零序电流保护,可把三相三只电流互感器的同名端并联在一起,构成零序电流过滤器,再接上零序电流继电器。其动作电流整定值中,要考虑零序电流过滤器中不平衡电流的影响。 
四 对北京电信10KV系统中继电保护的综合评价 
1.定时限过电流保护与反时限过电流保护的配置 
  10KV系统中的上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全,考虑不周或选配不当,则会造成保护的非选择性动作,使断路器越级跳闸。保护的选择性配合主要包括上、下级保护之间的电流和时限的配合两个方面。应该指出,定时限过电流保护的配合问题较易解决。由于定时限过电流保护的时限级差为0.5S,选择电网保护装置的动作时限,一般是从距电源端最远的一级保护装置开始整定的。为了缩短保护装置的动作时限,特别是缩短多级电网靠近电源端的保护装置的动作时限,其中时限级差起着决定的作用,因此希望时限级差越小越好。但为了保证各级保护装置动作的选择性,时限级差又不能太小。虽然反时限过电流保护也是按照时限的阶梯原则来整定,其时限级差一般为0.7S。而且反时限过电流保护的动作时限的选择与动作电流的大小有关。也就是说,反时限过电流保护随着短路电流与继电器动作电流的比值而变,因此整定反时限过电流保护时,所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。还有,感应型继电器惯性较大,存在一定的误差,它的特性不近相同,新旧、型的特性也不相同。所以,在实际运行整定时,就不能单凭特性曲线作为整定的依据,还应该作必要的实测与调试。比较费力、费事。因此,反时限过电流保护时限特性的整定和配合就比定时限过电流保护装置复杂得多。通过分析可以看出,北京电信10KV新建及在建工程中,应以配置三段式或两段式定时限过电流保护、瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护为好。
 
  
2.北京电信10KV系统中高压设备的配置 
  目前,北京电信10KV系统中高压开关柜的配置主要有两大类:即固定式高压开关柜和手车式高压开关柜。关于固定式高压开关柜是我国解放初期自前苏联引进的老产品,柜型高大、有足够的安全距离、但防护等级低、元器件陈旧、防电击水平较低;而手车式高压开关柜是近年来引进国外技术,消化吸收研制的换代产品,体积缩小、防护等级大大提高、元器件的选用比较先进、防电击水平较高。其主要特点可归纳为:它有四室(手车室、电缆室、母线室和继电仪表室)、七车(断路器手车、隔离手车、接地手车、所用变压器手车、电压互感器手车、电压互感器和避雷器手车、避雷器和电容器手车)、三个位置(工作位置、试验位置和拖出柜外检修位置)和两个锁定(工作位置的锁定和试验位置的锁定)。它用高压一次隔离触头替代了高压隔离开关、用接地开关替代了临时接地线等。对于系统的运行安全提供了很好的条件。关于配电变压器安装于主机楼时,一般均采用了防火等级较高的干式变压器,笔者曾率先尝试采用了D/Yo -11接线 www.zhlzw.com 组别的干式变压器(传统采用Y/Yo -12接线组别),其一次接成了D形接线,为电信部门产生的大量高次谐波提供了通路,这样就较为有效的防止了我们电信部门的用电对系统造成的谐波污染(目前电业部门正在谐波管理方面考虑采取必要的经济措施);同时,采用了这种接线组别,使得继电保护的灵敏性有所提高。按照IEC及新的国家标准GB 50054-96的要求,应逐步推广采用 D /Yo -11接线组别的配电变压器。
 
  
3.关于10KV一相接地保护方式的探讨 
  10KV中性点不接地系统中发生一相接地时,按照传统方式是采用三相五铁心柱的JSJW-10型电压互感器作为绝缘监视。但是,当我们选用了手车式高压开关柜后,再继续安装JSJW-10已经比较困难,又由于10KV系统中的一次方案有了变化、原有的绝缘监视方案又存在着缺陷,因此较为可取的办法是采用零序电流保护装置。
 
  
北京供电部门的要求 
  根据北京供电局1996年10月22日发文的精神,要求北京市城、近郊区新建和在建项目一律应采用直流操作的定时限过电流保护、并加装零序保护,有条件的用户可逐步考虑采用工厂供电自动化设施。