10KV线路保护越级跳闸故障的原因分析及其整定计算探讨

110kV线路保护特点

与其他配电线路相比,10KV线路缺乏规范性。其他配电线路大多成环形状,而10KV线路分布呈大量放射状,同时有大量变压器T接在共同的分支上,造成了10KV线路的多样性。由于10KV线路在发生故障时,不能及时跳开线路开关切除故障,导致主变变低开关跳闸,即10KV系统越级跳闸。由于电网中10KV线路采用放射性供电方式,10KV线路越级跳闸将造成整段母线的10KV负荷损失,对供电可靠性影响较大。

210kV线路保护越级跳闸分析

近期某35KV变电站发生了一起故障,此站10KV电压等级部分采用单母线的一次接线方式,故障线路所在的母线共有4条出线,接线图如图1所示。

故障发生后保护动作行为:10KV004线路保护启动,1号主变保护启动,1号主变高复压过流Ⅲ段出口跳311、011。

2.1保护动作行为分析

2.1.11号主变保护

1号主变保护定值如表1所示。

1号主变高压侧故障录波如图2所示,低压侧故障录波图如图3所示,10KV004线路故障录波图如图4所示。

主变高后备保护动作分析:如图2所示,B、C相电流值(最高值为0.36A)超过高压侧过流Ⅲ段定值的最大持续时间2068mS,大于定值时限2S,且高压侧未投入经复压闭锁控制字,因此只要高压侧电流大于0.35A且持续时间超过2S,高压侧过流Ⅲ段保护就会动作。

主变低后备保护未动作分析:如图3所示,B相电流最大值为1.012A,达到低压侧过流Ⅲ段保护启动值,但电压值一直在40v以上,主变低压侧投入经复压闭锁控制字,低压侧故障电压未到达保护启动定值,所以主变低压侧复压过流1段保护不启动。

2.1.2 10kV004线路保护

004线路保护定值如表2所示。

表8004线路保护定值

10kV004线路未动作分析:从图4可看出,10kV004线路发生A、B、C三相短路故障,其间故障电流大于过流Ⅲ段定值,持续时间远大于保护时限,但投入经复压闭锁控制字,且电压一直未曾低于40V,所以保护装置未动作。

2.2保护越级的原因分析

10kV004线路保护投入经复压闭锁功能,且电压一直在40～42V浮动,未达到保护电压定值,保护装置不动作:1号主变低后备保护投入复压闭锁功能,且母线电压一直在41～42V浮动,未达到保护电压定值,保护装置不动作:主变高后备保护未投入复压闭锁功能,故障电流持续时间为2433mS,超过主变高压侧过流Ⅲ段保护动作定值2S时限,导致主变高压侧过流Ⅲ段保护动作。所以,此次越级跳闸的原因是10kV线路保护投入复压闭锁功能,导致保护拒动。

310kV线路保护整定计算探讨

10kV线路的保护装置配置,一般由瞬时电流速断Ⅰ段）、定时限过电流1段）、过负荷保护及三相一次重合闸构成。下面谈谈10kV线路保护的整定原则:

1）瞬时电流速断保护:在整定计算中,10kV线路定值计算偏重灵敏性,原因是10kV线路一般为多级保护的最末级,或最末级用户变电站保护的上一级保护。2）定时限过电流保护:按躲过本线路最大负荷电流整定,同时还应该满足线路末端故障时的灵敏度要求。当线路较长,过电流保护灵敏度不够时,如20km以上线路,可采用复压闭锁过流,此时负序电压取0Ⅱ06U1U1为额定电压）,低电压取0Ⅱ6e0Ⅱ～U1,动作电流按正常最大负荷电流整定,只考虑可靠系数及返回系数。

但上述案例中的37kV站的004线路不属于长线路灵敏度不够的情况,所以不用投入复压闭锁过流功能。

4结语

一次设备发生短路或其他各种故障时,由于保护定值不匹配,造成上级开关跳闸,本级开关不动作,从而使停电范围扩大,故障影响扩大,造成更大的经济损失。

为防止类似事件的发生,防范开关拒动风险,目前对凯里电网10kV线路保护定值进行了梳理,10kV线路保护定时时限过流保护都退出复压闭锁功能。