银盘电站10kV系统保护整定书.docx
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银盘电站10kV系统保护整定书
重庆大唐国际
银盘电站10kV系统
保护整定书
编写:
审核:
批准:
2010年12月
一、整定原则说明
1、保护整定原则
1.110kV馈线
1.1.1瞬时电流速断保护
由于10kV馈线采用线路-变压器接线方式,可以将10kV线路和10.5/0.4kV变压器看作线路变压器组,共同作为被保护对象。
故线路速断保护可以深入变压器内部,速断按躲过10kV变压器最大方式下低压侧三相短路故障短路电流整定。
整定计算公式如下:
其中,按整定规程可靠系数Kk可取为1.3或1.4,但本次整定中,经计算,Kk取1.4时,最小方式下的两相短路,部分线路的速断没有保护范围。
为提高灵敏度,统一取可靠系数取为1.3。
为最大运行方式下变压器低压侧三相短路的短路电流。
由于采用最小运行方式下10kV线路末端两相短路的短路电流校验速断保护的灵敏度时发现,部分线路所带变压器短路阻抗较小,在最小方式下保护范围很短。
因此又计算了在次小方式(35kV系统的非最小方式)和次大方式下(220kV系统非最大方式)的速断保护的保护范围(计算结果可参看短路计算书)。
经计算,在次小方式下,所有馈线速断灵敏度均大于1.3,在次大方式下,所有馈线中速断灵敏度均大于2.5。
根据规程要求,电流速断保护只要在正常运行方式下有保护范围即可。
因此,馈线应配置速断保护。
速断保护的延时为0s。
1.1.2定时限过电流保护
定时限过电流保护的整定中采用10.5/0.4kV变压器的额定电流作为负荷电流
,可靠系数
和返回系数
分别取为1.2和0.95,整定公式如下:
考虑到自启动电流影响的负荷不超过全部负荷的65%,故综合自启动系数取为65%×7+35%×1=4.9,因此综合自启动系数取为5即可满足要求。
但有少数馈线变压器较大(公用供电点和泄洪坝段变电所),在自启动系数取5时,不能满足灵敏度要求。
综合考虑,将综合自启动系数取4,灵敏度可大于1.5,满足规程要求。
由于10.5/0.4kV变压器没有配置反应相间短路故障的保护,因此10kV馈线的定时限过电流需要作为其下级变压器及400V母线相间故障的后备保护。
因此,采用最小运行方式下10.5/0.4kV变压器低压侧两相短路故障的短路电流校验定时限过电流保护的灵敏系数。
由于变压器采用星三角接线方式,在星形侧两相短路故障时,三角形侧的三相电流各不相同,但其中的电流最大相等同于星形侧三相短路时的情况。
具体分析请见故障计算报告。
馈线的定时限过电流保护需与下一级0.4kV线路配合,按阶梯性原则,变压器低压侧的定时限过电流保护的动作时间比0.4kV的馈线的动作时间高一个级差(按要求级差为0.2s)。
由于变压器低压侧没有配置定时限过流保护,即使设置了过流保护,如果按阶梯原则增加一级延时,会导致进线过电流保护的延时过长。
且考虑到在瞬时电流速断保护整定中,将线路和变压器作为一个保护对象——线路变压器组,变压器低压侧失电时,高压侧可以同时失电,故馈线的定时限过电流保护的动作时间取为0.2s。
1.1.3过负荷保护
馈线过负荷按馈线所带10kV变压器额定电流的1.2倍整定,反映变压器过载状态。
过负荷不跳闸,仅发信告警。
过负荷保护延时均整定为5秒。
1.2、10kV进线
10kV进线有4条,共两类。
一类为机组高厂变为进线电源,另一类为35kV施工变电所为进线电源。
作为进线,在按照短路电流计算和整定时,均采用本进线所属运行方式进行整定和校验,不计算非本进线电源所属运行方式下的情况。
如在整定高厂变所带的电源进线时,不需要对施工变电源的各种方式进行计算和校验。
1.2.1瞬时电流速断保护
施工变所带的10kV进线电缆较短,且35kV方式变化很大,导致电流速断保护根本没有保护范围。
以线路电缆较长的施工变2#电源为例,按躲开线路末端最大短路电流(江银线供电的大方式)整定电流速断定值,取可靠系数为1.3,定值对应的一次侧电流为3.88kA,而其他方式下(城银线供电的大方式)线路首端三相断流电流为3.28kA,还小于定值。
对于较大方式下三相短路都没有保护范围,更不用说小方式下的两相短路,因此配置无延时速断没有作用。
高厂变由于电缆更短,同样也不配置电流速断。
故所有进线都不配置电流速段保护。
1.2.2定时限过电流保护
由高厂变来的进线(11#、24#柜),定时限过电流保护按照躲最大自启动负荷电流来整定。
考虑到由一台高厂变对4段母线供电(即所有10kV母联断路器均闭合)的情况,本应取4条分段母线上所有馈线的变压器额定容量之和作为实际负荷,但4条分段母线上所带总的变压器额定容量远远超出高厂变的额定容量,故以高厂变额定容量(即6MVA)作为实际负荷,综合自启动系数取4(设参与自启动的旋转负荷比为50%,0.5×7+0.5=4)。
考虑到限时过电流可以作为10kV所有馈线的后备保护,按500kV供电最小方式下,该进线所带所有馈线中两相短路最小值进行灵敏度校核(经校核,灵敏度均大于1.7)。
从35kV变电所来的进线(1#、27#柜),定时限过电流保护也按照躲最大自启动负荷电流来整定。
虽然变电所35kV变压器容量大于高厂变容量,考虑到这类电源进线所带负载不会超过高厂变容量,因此按照高厂变的额定容量来作为该进线线路的最大负荷。
如该进线综合自启动系数取4,由于35kV系统最大最小方式变化很大,导致在最小方式下用馈线末端2相短路校验进线过电流保护灵敏度时,灵敏度小于1.3。
不符合规程大于1.5的要求。
基于此,考虑到在电厂机组正式投运后,采用35kV施工变电所作为电源是较少的情况。
且在这种方式下厂用电负荷也相对较小,综合考虑,取综合自启动系数为2.5。
按这样整定,过电流保护灵敏度大于1.6。
进线定时限过电流在时间整定上需要和所有馈线和母联的定时限过电流进行配合,因此形成了三级时差。
但由于35kV变电所来的进线(1#、27#柜)和母联的限时电流速断保护需要同馈线的过电流配合(原因见,故进线定时限过电流保护延时整定需在增加一级时差,整定为0.8秒(馈线为0.2秒,母联的过电流为0.4秒,每级级差0.2秒)。
1.2.3限时电流速断保护
高厂变来的进线(11#、24#柜),限时电流速断保护与下一级馈线的无时限电流速断保护配合,取可靠系数1.3。
作为近后备保护,可以按最小方式下母线两相短路电流来校核限时电流速断保护的灵敏度。
作为远后备,可以同定时限过电流一样,按所有馈线中两相短路最小值进行灵敏度校核(这种方式更严格,将采用此方式进行校验灵敏度)。
按照这种方式整定,因此进线开关限时电流速断的延时整定需要同所有馈线的速断进行配合,还要同母联开关的限时电流速断进行配合,按级差0.2秒。
由于母联开关的限时速断需同馈线的过流配合(原因见后续分析),则进线限时电流速断保护的延时需整定成0.6秒。
35kV变电所来的进线(1#、27#柜)限时电流速断保护本应与下一级馈线的无时限电流速断保护配合,取可靠系数1.3。
但由于35kV系统为小方式供电,按上述原则整定则在小方式下限时速断没有保护范围。
因此为满足灵敏度,按照保证本线路末端两相故障有灵敏度的方式来确定限时电流速断保护的电流整定值。
取灵敏系数为1.5。
35kV变电所来的进线按照这种方式整定,会发现施工变电源进线(1#、27#柜)的限时电流速断的电流整定值小于某些馈线的速断定值。
由于部分馈线在最小方式下两相短路灵敏度极低(约等于1),因此可能造成馈线上的故障,馈线速断未动作而进线或母联限时电流速断动作。
因此,1#、2#施工变电所进线和母联的限时速断延时应同馈线的过电流延时配合,而非同馈线的速断配合。
因此进线限时电流速断保护的延时需整定成0.6秒。
1.2.4过负荷保护
高厂变所带进线开关过负荷保护,按高厂变变压器额定电流的1.2倍整定,反映变压器过载。
施工变进线开关的过负荷可以选择三种方式整定:
一是按照其最大可能所带负载,即按负载变压器总负荷之和(负载变压器额定总负载为16000kVA);二是按照进线电缆的额定容量来整定(10kV进线电缆额定电流为470A,对应的视在功率为8547kVA);三是依据高厂变变压器的额定容量整定(额定容量为6000kVA)。
三者取小,因此,按进线高厂变的额定容量来整定。
过负荷不跳闸,仅发信告警。
过负荷保护延时均整定为5秒。
1.3、母联断路器
1.3.1电流速断保护
母联断路器配置的速断没有保护范围,因此所有母联断路器都不配置电流速段保护。
1.3.2定时限过电流保护
母联断路器定时限过电流保护按相关母线下最大负荷电流考虑自启动系数进行整定。
母联涉及到多段母线(1LM和2LM的母联开关可能带1LM的负荷,也可能带2LM、3LM、4LM的负荷),因此要按照可能带负荷的最大情况进行计算。
如果总负荷超过高厂变容量,负荷按高厂变容量计算。
经过计算,母联可能所带的最大负荷均超过了高厂变容量,因此所有母联均按高厂变容量计算。
为满足灵敏度要求,综合自启动系数同施工变电源一样取2.5。
定时限过电流保护延时应该同馈线的过电流配合。
但由于母联的限时速断也要同馈线的过电流配合(见,因此,母联的过电流延时应在母联的限时速断延时基础上增加一个级差。
故母联过电流保护延时整定为0.6秒。
1.3.3限时电流速断保护
如果母联断路器的限时电流速断保护按照与下一级馈线的无时限电流速断保护配合的原则进行整定,由于母联开关的电源侧有可能是机组,也可能是施工变,在施工变做电源的小方式下,这种整定方式会导致母联限时速断灵敏度不满足要求。
为满足灵敏度的要求,按照施工变进线的限时电流速断定值来整定母联开关的限时电流速断。
延时上按照0.2秒的级差进行配合。
母联限时电流速断保护延时整定为0.4秒。
考虑到级差过多会导致保护切除故障时间过长,故母联之间的同一级保护不再进行级差配合。
这样在2条以上母线同时联络运行的情况时,有可能出现母联之间保护无选择性。
故应在运行方式安排上尽可能避免2条以上母线串联运行的情况。
再加上机组配置了GCB,因此高厂变提供的厂用电电源是非常可靠的,2条以上母线联络只可能是极少见的情况。
二、整定值
2.110kV进线开关(1#柜、27#柜、施工变电站914柜、932柜)
2.1.1瞬时电流速断保护I>>>
无
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
2.1.2定时限过电流保护I>
按高厂变容量,综合自启动系数取2.5整定。
定值对应一次电流值:
I>
(1)=KK*KZQD*IN/KFH=1.2*2.5*0.330/0.95=1.042(kA)
1#柜、27#柜:
保护整定值(CT变比为500/5):
I>
(2)=I>
(1)/nCT=1000*1.042/500=2.083In
施工变电站914柜、932柜(CT变比为300/1):
I>
(2)=I>
(1)/nCT=1000*1.042/300=3.473In
按35kV供电最小方式下所有馈线两相短路电流的最小值(三相短路电流查故障计算书为2.0465kA)来校核定时限过电流保护灵敏度:
Klm=
=1.70
满足灵敏度要求。
动作时限:
T>=0.8s
2.1.3限时电流速断保护I>>
按照保证10kV母线两相故障有灵敏度(不小于1.5)的方式来确定限时电流速断保护的电流整定值。
定值对应一次电流值:
I>>
(1)=
=
=1.202(kA)
1#柜、27#柜:
保护整定值(CT变比为500/5):
I>>
(2)=I>>
(1)/nCT=1000*1.202/500=2.403In
施工变电站914柜、932柜(CT变比为300/1):
I>>
(2)=I>>
(1)/nCT=1000*1.202/300=4.007In
按35kV供电最小方式下所有馈线两相短路电流的最小值(三相短路电流查故障计算书为2.0465kA)来校核定时限过电流保护灵敏度:
Klm=
=1.475
满足灵敏度要求。
动作时限:
T>>=0.6s
2.1.4过负荷保护Igfh
按高厂变额定电流的1.2倍来整定。
仅发告警信号。
定值对应一次电流值:
Igfh
(1)=KK*In=1.2*0.33=0.396(kA)
1#柜、27#柜:
保护整定值(CT变比为500/5):
Igfh
(2)=Igfh
(1)/nCT=1000*0.396/500=0.792In
施工变电站914柜、932柜(CT变比为300/1):
Igfh
(2)=Igfh
(1)/nCT=1000*0.396/300=1.32In
动作时限:
Tgfh=5s
2.210kV进线开关(11#柜、24#柜)
2.2.1瞬时电流速断保护I>>>
无
2.2.2定时限过电流保护I>
按高厂变容量,综合自启动系数取4整定。
定值对应一次电流值:
I>
(1)=KK*KZQD*IN/KFH=1.2*4*0.330/0.95=1.667(kA)
保护整定值(CT变比为500/5):
I>
(2)=I>
(1)/nCT=1000*1.667/500=3.33In
按220kV供电最小方式下所有馈线两相短路电流的最小值(三相短路电流查故障计算书为5.06kA)来校核定时限过电流保护灵敏度:
Klm=
=2.628
满足灵敏度要求。
动作时限:
T>=0.8s
2.2.3限时电流速断保护I>>
与下一级馈线的无时限电流速断保护配合,取可靠系数1.3。
馈线最大的速断保护定值(一次侧)为1.7705(kA)。
定值对应一次电流值:
I>>
(1)=1.3I>>>(馈线)=1.3*1.7705=2.3017(kA)。
保护整定值(CT变比为500/5):
I>>
(2)=I>>
(1)/nCT=1000*2.3017/500=4.603In
按220kV供电最小方式下馈线两相短路电流的最小值(三相短路电流查故障计算书为5.06kA)来校核定时限过电流保护灵敏度:
Klm=
=1.904
满足灵敏度要求。
动作时限:
T>>=0.6s
2.2.4过负荷保护Igfh
按高厂变额定电流的1.2倍来整定。
仅发告警信号。
定值对应一次电流值:
Igfh
(1)=KK*In=1.2*0.33=0.396(kA)
保护整定值(CT变比为500/5):
Igfh
(2)=Igfh>
(1)/nCT=1000*0.396/500=0.792In
动作时限:
Tgfh=5s
2.310kV母联开关(8#柜、17#柜、26#柜)
2.3.1瞬时电流速断保护I>>>
无
2.3.2定时限过电流保护I>
按高厂变容量,综合自启动系数取2.5整定。
定值对应一次电流值:
I>
(1)=KK*KZQD*IN/KFH=1.2*2.5*0.330/0.95=1.042(kA)
保护整定值(CT变比为500/5):
I>
(2)=I>
(1)/nCT=1000*1.042/500=2.083In
按35kV供电最小方式下所有馈线两相短路电流的最小值(三相短路电流查故障计算书为2.0465kA)来校核定时限过电流保护灵敏度:
Klm=
=1.70
满足灵敏度要求。
动作时限:
T>=0.6s
2.3.3限时电流速断保护I>>
按照保证10kV母线两相故障有灵敏度(不小于1.5)的方式来确定限时电流速断保护的电流整定值。
定值对应一次电流值:
I>>
(1)=
=
=1.202(kA)
保护整定值(CT变比为500/5):
I>>
(2)=I>>
(1)/nCT=1000*1.202/500=2.403In
按35kV供电最小方式下所有馈线两相短路电流的最小值(三相短路电流查故障计算书为2.0465kA)来校核定时限过电流保护灵敏度:
Klm=
=1.475
满足灵敏度要求。
动作时限:
T>>=0.4s
2.3.4过负荷保护Igfh
按高厂变额定电流的1.2倍来整定。
仅发告警信号。
定值对应一次电流值:
Igfh
(1)=KK*In=1.2*0.33=0.396(kA)
保护整定值(CT变比为500/5):
Igfh
(2)=Igfh
(1)/nCT=1000*0.396/500=0.792In
动作时限:
Tgfh=5s
注:
由于母联开关保护RCS9651中无过负荷段,且母联配置过负荷意义不大,可不整定。
所有进线和母联开关定值汇总见下表1
表1进线、母联开关定值汇总表
进线开关
CT变比
限时电流速断保护
(过流II段)
定时限过电流保护
(过流III段)
过负荷保护
(告警)
一次整定电流(kA)
二次整定电流(In)
整定延时(s)
一次整定电流(kA)
二次整定电流(In)
整定延时(s)
一次整定电流(kA)
二次整定电流(In)
整定延时(s)
施工变电源
1#柜
500/5
1.202
2.403
0.6
1.042
2.083
0.8
0.396
0.792
5
27#柜
500/5
1.202
2.403
0.6
1.042
2.083
0.8
0.396
0.792
5
914
300/1
1.202
4.007
0.6
1.042
3.473
0.8
0.396
1.32
5
932
300/1
1.202
4.007
0.6
1.042
3.473
0.8
0.396
1.32
5
厂高变电源
11#柜
500/5
2.3017
4.603
0.6
1.667
3.33
0.8
0.396
0.792
5
24#柜
500/5
2.3017
4.603
0.6
1.667
3.33
0.8
0.396
0.792
5
母联
8#柜
500/5
1.202
2.403
0.4
1.042
2.083
0.6
-
-
-
17#柜
500/5
1.202
2.403
0.4
1.042
2.083
0.6
-
-
-
26#柜
500/5
1.202
2.403
0.4
1.042
2.083
0.6
-
-
-
2.410kV馈线开关
2.4.1瞬时电流速断保护I>>>
速断按躲过10kV变压器最大方式下低压侧三相短路故障短路电流整定。
整定计算公式如下:
其中,按整定规程可靠系数Kk可取为1.3或1.4,但本次整定中,由于在35kV施工变电所供电情况下,部分馈线灵敏度很低,为尽量提高灵敏度,取可靠系数取为1.3。
为最大运行方式下变压器低压侧三相短路的短路电流。
采用最小运行方式下10kV线路末端两相短路的短路电流校验速断保护的灵敏系数。
瞬时电流速断保护无延时。
2.4.2限时电流速断保护I>>
馈线不设置限时速断保护。
2.4.3定时限过电流保护I>
定时限过电流保护的整定中采用10.5/0.4kV变压器的额定电流作为负荷电流
,可靠系数Kk和返回系数Kfh分别取为1.2和0.95,整定公式如下:
考虑到自启动电流影响的负荷不超过全部负荷的65%,故综合自启动系数取为65%×7+35%×1=4.9,因此综合自启动系数取为5。
但有少数馈线所接变压器较大(公用供电点和泄洪坝段变电所),在自启动系数取5时,不能满足灵敏度要求。
综合考虑,将综合自启动系数取4,灵敏度可大于1.5,满足规程要求。
由于10.5/0.4kV变压器没有配置反应相间短路故障的保护,因此10kV馈线的定时限过电流需要作为其下级变压器及400V母线相间故障的后备保护。
因此,采用最小运行方式下10.5/0.4kV变压器低压侧两相短路故障的短路电流校验定时限过电流保护的灵敏系数。
馈线的定时限过电流动作延时0.2秒。
2.4.4过负荷保护Igfh
馈线过负荷按馈线所带10kV变压器额定电流的1.2倍整定,反映变压器过载状态。
过负荷不跳闸,仅发信告警。
过负荷保护延时均整定为5秒。
馈线保护具体整定结果如下表:
表2馈线瞬时速段保护定值汇总表
开关号
CT变比
瞬时速段保护(过流一段)
一次电流定值(kA)
二次整定电流(In)
灵敏度
延时(秒)
I母
3#
200/5
1.7703
8.8515
1.016
0
4#
50/5
0.8009
16.0181
2.238
0
5#
50/5
0.6476
12.9521
2.777
0
6#
75/5
0.8368
11.1580
2.145
0
II母
10#
75/5
0.8373
11.1645
2.149
0
12#
75/5
1.0155
13.5401
1.770
0
13#
200/5
1.7550
8.7751
1.011
0
14#
75/5
0.7914
10.5518
2.278
0
III母
19#
200/5
1.7705
8.8526
1.016
0
20#
50/5
0.8009
16.0171
2.238
0
21#
50/5
0.6477
12.9533
2.778
0
22#
75/5
0.8369
11.1587
2.146
0
IV母
28#
75/5
0.8373
11.1637
2.148
0
29#
75/5
1.0156
13.5411
1.770
0
30#
200/5
1.7543
8.7716
1.010
0
31#
75/5
0.7914
10.5518
2.278
0
表3馈线定时限过电流保护定值汇总表
开关号
CT变比
定时限过流保护(过流三段)
一次电流定值(kA)
二次整定电流(In)
灵敏度
延时(秒)
I母
3#
200/5
0.5557
2.7783
1.5176
0.2
4#
50/5
0.1736
3.4729
2.6032
0.2
5#
50/5
0.1389
2.7783
2.7104
0.2
6#
75/5
0.2778
3.7044
1.6884
0.2
II母
10#
75/5
0.2778
3.7044
1.6893
0.2
12#
75/5
0.3473
4.6305
1.5855
0.2
13#
200/5
0.5557
2.7783
1.5081
0.2
14#
75/5
0.1736
2.3153
2.5770
0.2
III母
19#
200/5
0.5557
2.7783
1.5177
0.2
20#
50/5
0.1736
3.4729
2.6030
0.2
21#
50/5
0.1389
2.7783
2.7106
0.2
22#
75/5
0.2778
3.7044
1.6885
0.2
IV母
28#
75/5
0.2778
3.7044
1.6892
0.2
29#
7
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