本發(fā)明涉及一種單電源10千伏線路保護(hù)三級配置和定值整定方法，屬電力線路配置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
單電源10千伏線路，是指只有一側(cè)接于變電站，另一側(cè)從變電站經(jīng)出線開關(guān)向外延伸供電的10千伏線路。為了在故障時縮小停電范圍，運維部門一般會在單電源10千伏線路的主干線上設(shè)置分段開關(guān)，但實際應(yīng)用中，調(diào)度部門僅僅對出線開關(guān)進(jìn)行整定計算，而對于分段開關(guān)的定值并沒有統(tǒng)一的方法進(jìn)行整定計算，使分段開關(guān)與出線開關(guān)常常無法有效配合，在10kv配網(wǎng)線路上發(fā)生故障時，分段開關(guān)與變電站出口開關(guān)同時跳閘，分段開關(guān)無法實現(xiàn)故障隔離、縮小停電范圍的作用。
為提高10千伏配網(wǎng)線路提高出線開關(guān)、分段開關(guān)和分支開關(guān)等保護(hù)的相互配合水平，最大程度地提高線路保護(hù)動作效率，降低配網(wǎng)線路跳閘率，縮小故障停電范圍，進(jìn)一步提高配網(wǎng)供電可靠性，對于110kv和220kv供電的10kv單電源線路，提出一種適用于該類線路的三級保護(hù)配置和定值整定方法十分必要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是，為了提高10千伏配網(wǎng)線路提高出線開關(guān)、分段開關(guān)和分支開關(guān)等保護(hù)的相互配合水平，最大程度地提高線路保護(hù)動作效率，降低配網(wǎng)線路跳閘率，縮小故障停電范圍，進(jìn)一步提高配網(wǎng)供電可靠性，提出一種單電源10千伏線路保護(hù)三級配置和定值整定方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種單電源10千伏線路保護(hù)三級配置和定值整定方法，在10kv線路主干線上設(shè)置2臺分段開關(guān)，對其中長度大于6公里的線路，采用三級保護(hù)配置對線路進(jìn)行保護(hù)；三級開關(guān)的線路距離不應(yīng)小于2km；主干線上的第二級、第三級開關(guān)的設(shè)置位置選擇在主干線三分點位置附近；再分別對第一級開關(guān)、第二級開關(guān)和第三級開關(guān)進(jìn)行保護(hù)定值整定，并對重合閘進(jìn)行設(shè)置。
所述第一級開關(guān)保護(hù)定值整定如下：
第一級開關(guān)設(shè)置三段式過流保護(hù)，投入過流i段、過流ii段和過流iii段；三段時間定值分別設(shè)置為0s，0.4s，0.6s；
過流i段電流定值iczi按躲過第一級開關(guān)至第二級開關(guān)設(shè)置處的故障最大電流整定，即：
iczi≥kk*icf.max(3)
其中：iczi為出線開關(guān)過流i段電流定值；kk為可靠系數(shù)，取1.3；icf.max(3)為最大運行方式下第一級開關(guān)設(shè)置的三相短路故障電流，icf.max(3)如下式計算：
其中：zxtmin為最大方式下上級供電系統(tǒng)至第一級開關(guān)的等效阻抗；zcf為第一、二級開關(guān)間線路阻抗最小值；
過流i段靈敏度按最小方式下出線開關(guān)處故障最小電流校核，即：
其中：ic.min(2)為最小運行方式下出線開關(guān)處兩相短路故障電流；
klm為靈敏度系數(shù)，取1.0；當(dāng)靈敏度小于1.0時，可調(diào)整分段開關(guān)設(shè)置位置，以確保靈敏度不小于1.0；ic.min(2)按照下式計算：
zxtmax為最小方式下上級供電系統(tǒng)至第一級開關(guān)的等效阻抗；
過流ii段電流定值iczii按躲過第一級開關(guān)至第三級開關(guān)處的最大故障電流整定，即：
iczii≥kk*icff.max(3)
其中：iczii為第一級開關(guān)過流ii段電流定值；kk為可靠系數(shù)，取1.3；icff.max(3)為最大運行方式下第三級開關(guān)設(shè)置處的三相短路故障電流，icff.max(3)計算如下式：
其中：zxtmin為最大方式下上級供電系統(tǒng)至第一級開關(guān)的等效阻抗；zcff為第一、三級開關(guān)間線路阻抗最小值；
過流iii段定值icziii按照躲線路最大負(fù)荷電流整定，即：
icziii≥kk*iav.max
其中：kk為可靠系數(shù)，取1.3；
iav.max為年度運行方式中的線路最大負(fù)荷電流。
所述第二級開關(guān)保護(hù)定值整定如下：
第二級開關(guān)的保護(hù)設(shè)置兩段式保護(hù)，過流i段和過流ii段，時間定值分別為0.2s，0.4s；
第二級開關(guān)過流i段、過流ii段電流定值分別按照不大于第一級開關(guān)過流ii段、過流iii段電流定值的0.9倍整定；即：
ifzi≤kp*iczii
ifzii≤kp*icziii
其中：kp為配合系數(shù)，取0.9；ifzi、ifzii分別為第二級開關(guān)的過流i段、ii段電流定值；iczii、icziii為第一級開關(guān)的過流ii段、iii段電流定值。
所述第三級開關(guān)保護(hù)定值整定如下：
第三級開關(guān)保護(hù)設(shè)置兩段式保護(hù)，過流i段和過流ii段，時間定值分別為0s，0.2s；
電流定值整定過流i段、過流ii段分別按照不大于第二級開關(guān)過流i段、過流ii段電流定值的0.9倍整定；即：
ifzzi≤kp*ifzi
ifzzii≤kp*ifzii
其中：kp為配合系數(shù)，取0.9；ifzzi、ifzzii分別為第三級開關(guān)的過流i段、ii段電流定值；ifzi、ifzii分別為第二級開關(guān)的過流i段、ii段電流定值。
所述重合閘進(jìn)行設(shè)置如下：
對三級保護(hù)配置的線路，有重合閘功能的開關(guān)，應(yīng)投入重合閘，重合閘應(yīng)該逐級配置，在故障導(dǎo)致第一級開關(guān)跳閘時，下面兩級保護(hù)也已經(jīng)跳開，重合閘按照時間順序依次重合，第一級保護(hù)重合閘時間設(shè)置2.6s，第二級保護(hù)重合閘設(shè)置4s，第三級保護(hù)設(shè)置6s。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明在110kv和220kv供電的10kv單電源線路上，提出適用于該類線路的三級保護(hù)配置和定值整定方法，并按照以上整定方法整定各級保護(hù)定值的線路，可以實現(xiàn)線路分段的完全保護(hù)配合，在故障時，大大縮小故障范圍，并配合重合閘設(shè)置，可以以最短的時間恢復(fù)無故障區(qū)域。并且根據(jù)三級保護(hù)的動作情況，很容易判別故障發(fā)生地點，大大方便故障查找，縮短故障查找時間。以上所述的三級保護(hù)配置和定值整定方法，充分利用了系統(tǒng)所能給予的時間級差，在同等故障率的情況下，最大可能地提高了系統(tǒng)供電可靠性，提高了10千伏線路的供電能力。
附圖說明
圖1為1110kv(220kv)變電站10kv線路分段開關(guān)設(shè)置示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的具體實施方式如圖1所示。
本實施例定義主干線、分支線和各級開關(guān)如下：
主干線：10kv線路從變電站出線開關(guān)開始，沿各通道至各末端的路徑中，長度最長的路徑所經(jīng)過的線路定義為主干線。
分支線：10kv線路上從主干線上分出去的向其他方向延伸至該方向最末端的導(dǎo)線部分。
第一級開關(guān)(保護(hù))：10kv線路接于變電站母線的開關(guān)即出線開關(guān)，稱為線路的第一級開關(guān)，該開關(guān)的保護(hù)稱為第一級保護(hù)
第二級開關(guān)(保護(hù))：10kv線路主線上沿電流方向的第一個分段開關(guān)或分支線上設(shè)置的和第一個分段開關(guān)與變電站間距離相同的分支開關(guān)，稱為第二級開關(guān)。該開關(guān)的保護(hù)稱為第二級保護(hù)。
第三級開關(guān)(保護(hù))：10kv線路主線上沿電流方向的第二個分段開關(guān)或分支線上設(shè)置的和第二個分段開關(guān)與變電站間距離相同的分支開關(guān)，稱為第二級開關(guān)。該開關(guān)的保護(hù)稱為第二級保護(hù)。
本實施例對10kv線路主干線線路的保護(hù)配置：
在10kv線路主干線上設(shè)置2臺分段開關(guān)，配網(wǎng)保護(hù)分為三級保護(hù)，三級開關(guān)的線路距離不應(yīng)小于2km。
主干線上的第二級、第三級開關(guān)的設(shè)置位置選擇在主干線三分點位置附近(因開關(guān)一般裝設(shè)在桿塔處，不可能正好在三分點處)、或能將全線負(fù)荷大致三等分處，并綜合考慮分支線情況優(yōu)化調(diào)整，選用的分段開關(guān)應(yīng)滿足技術(shù)要求。
在第一、二級開關(guān)之間有大分支時，且第一級開關(guān)至大分支末端的長度大于第一級、第二級開關(guān)間的長度，則在該分支線路上長度最接近于第一二級開關(guān)間的長度處，設(shè)置一個開關(guān)，該開關(guān)也為第二級開關(guān)保護(hù)。同樣，在第二、三級開關(guān)之間有大分支時，且第一級開關(guān)至大分支末端的長度大于第一級、三級開關(guān)間的長度，則在該分支線路上長度最接近于第一、三級開關(guān)間的長度處，設(shè)置一個開關(guān)，該開關(guān)也為第三級開關(guān)保護(hù)。
本實施例對第一級開關(guān)保護(hù)定值整定：
第一級開關(guān)設(shè)置三段式過流保護(hù)，投入過流i段、過流ii段和過流iii段。三段時間定值分別設(shè)置為0s，0.4s，0.6s。
過流i段電流定值iczi按躲過第一級開關(guān)至第二級開關(guān)設(shè)置處的故障最大電流整定，即：
iczi≥kk*icf.max(3)
其中：iczi為出線開關(guān)過流i段電流定值；kk為可靠系數(shù)，取1.3；icf.max(3)為最大運行方式下第一級開關(guān)設(shè)置的三相短路故障電流，icf.max(3)如下式計算：
其中：zxtmin為最大方式下上級供電系統(tǒng)至第一級開關(guān)的等效阻抗(最小系統(tǒng)阻抗)；zcf為第一、二級開關(guān)間線路阻抗最小值。
過流i段靈敏度按最小方式下出線開關(guān)處故障最小電流校核，即：
其中：ic.min(2)為最小運行方式下出線開關(guān)處兩相短路故障電流；
klm為靈敏度系數(shù)，取1.0。當(dāng)靈敏度小于1.0時，可調(diào)整分段開關(guān)設(shè)置位置，以確保靈敏度不小于1.0，ic.min(2)按照下式計算：
zxtmax為最小方式下上級供電系統(tǒng)至第一級開關(guān)的等效阻抗(最大系統(tǒng)阻抗)
過流ii段電流定值iczii按躲過第一級開關(guān)至第三級開關(guān)處的最大故障電流整定，即：
iczii≥kk*icff.max(3)
其中：iczii為第一級開關(guān)過流ii段電流定值；kk為可靠系數(shù)，取1.3；icff.max(3)為最大運行方式下第三級開關(guān)設(shè)置處(若有多個第三級開關(guān)，則以等效阻抗最大處)的三相短路故障電流，icff.max(3)計算如下式：
其中：zxtmin為最大方式下上級供電系統(tǒng)至第一級開關(guān)的等效阻抗(最小系統(tǒng)阻抗)；zcff為第一、三級開關(guān)間線路阻抗最小值。
過流iii段定值icziii按照躲線路最大負(fù)荷電流整定，即：
icziii≥kk*iav.max
其中：kk為可靠系數(shù)，取1.3；
iav.max為年度運行方式中的線路最大負(fù)荷電流，可根據(jù)線路歷史運行記錄查詢得到。
本實施例對第二級開關(guān)保護(hù)定值整定：
第二級開關(guān)的保護(hù)設(shè)置兩段式保護(hù)，過流i段和過流ii段，時間定值分別為0.2s，0.4s。
第二級開關(guān)過流i段、過流ii段電流定值分別按照不大于第一級開關(guān)過流ii段、過流iii段電流定值的0.9倍整定；即：
ifzi≤kp*iczii
ifzii≤kp*icziii
其中：kp為配合系數(shù)，取0.9；ifzi、ifzii分別為第二級開關(guān)的過流i段、ii段電流定值；iczii、icziii為第一級開關(guān)的過流ii段、iii段電流定值。
本實施例對第三級開關(guān)保護(hù)定值整定：
第三級開關(guān)保護(hù)設(shè)置兩段式保護(hù)，過流i段和過流ii段，時間定值分別為0s，0.2s。
電流定值整定過流i段、過流ii段分別按照不大于第二級開關(guān)過流i段、過流ii段電流定值的0.9倍整定；即：
ifzzi≤kp*ifzi
ifzzii≤kp*ifzii
其中：kp為配合系數(shù)，取0.9；ifzzi、ifzzii分別為第三級開關(guān)的過流i段、ii段電流定值；ifzi、ifzii分別為第二級開關(guān)的過流i段、ii段電流定值。
本實施例對重合閘設(shè)置：
對三級保護(hù)配置的線路，有重合閘功能的開關(guān)，應(yīng)投入重合閘，重合閘應(yīng)該逐級配置，在故障導(dǎo)致第一級開關(guān)跳閘時，下面兩級保護(hù)也已經(jīng)跳開，重合閘按照時間順序依次重合，第一級保護(hù)重合閘時間設(shè)置2.6s，第二級保護(hù)重合閘設(shè)置4s，第三級保護(hù)設(shè)置6s。
本實施例對重點部位的保護(hù)：
對于主干線和分支線上，存在故障隱患點多、大電機(jī)負(fù)荷、歷史頻繁跳閘等現(xiàn)象的部位，根據(jù)實際情況，在其前端設(shè)置無延時定值的普通開關(guān)，電流定值設(shè)為其所在線路的最末段保護(hù)電流定值的0.9倍；也可裝設(shè)快速熔斷器，熔斷電流設(shè)置為該熔斷器后端所帶負(fù)荷總?cè)萘康?.3倍對應(yīng)的電流。