3.1 所用变压器保护存在的问题
所用变压器是一比较特殊的设备,容量较小但可靠性要求非常高,而且安装位置也很特殊,一般就接在10 kV母线上,其高压侧短路电流等于系统短路电流,可达十几千安,低压侧出口短路电流也较大。一直对所用变压器保护的可靠性重视不足,这将对所用变压器直至整个10 kV系统的安全运行造成很大的威胁。传统的所用变压器保护使用熔断器保护,其安全可靠性还是比较高,但随着系统短路容量的增大,以及综合自动化的要求提高,这种方式已逐渐满足不了要求。现在新建或改造的变电所,特别是综合自动化所,大多配置所用变压器开关柜,保护配置也跟10 kV线路相似,而往往忽视了保护用的TA饱和问题。由于所用变压器容量小,一次额定电流很小,保护计量共用TA,为确保计量的准确性,设计时TA很小,有的地方甚至选择10/5。这样一来,当所用变压器故障时,TA将严重饱和,感应到二次回路电流几乎为零,使所用变压器保护装置拒动。如果是高压侧故障,短路电流足以使母联保护或主变压器后备保护动作而断开故障,如果是低压侧故障,短路电流可能达不到母联保护或主变压器后备保护的启动值,使得故障无法及时切除,最终烧毁所用变压器,严重影响变压器的安全运行。
3.2 解决办法
解决所用变压器保护拒动问题,应从合理配置保护入手,其TA的选择要考虑所用变压器故障时饱和问题,同时,计量用的TA一定要跟保护用的TA分开,保护用的TA装在高压侧,以保证对所用变压器的保护,计量用TA装在所用变压器的低压侧,以提高计量精度。在定值整定方面,电流速断保护可按所用变压器低压出口短路进行整定,过负荷保护按所用变压器容量整定。
4 配电变压器保护
4.1 10 kV配电变压器保护存在的问题
10 kV配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器等。负荷开关投资省,但不能开断短路电流,很少采用;断路器技术性能好,但设备投资较高,使用复杂,广泛应用不现实;负荷开关加熔断器组合的保护配置方式,既可避免采用操作复杂、价格昂贵的断路器,弥补负荷开关不能开断短路电流的缺点,又可满足实际运行的需要,该配置可作为配电变压器的保护方式。但对于容量比较大的配电变压器,配备有瓦斯继电器,需要断路器可与瓦斯继电器相配合,才能对变压器进行有效的保护,必要时还应有零序保护,这些问题都是值得注意的问题。
4.2 解决办法
无论在10 kV环网供电单元,还是在终端用户高压配电单元中,采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置,既可提供额定负荷电流,又可断开短路电流,并具备开合空载变压器的性能,能有效保护配电变压器。为此,推荐采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的配置,作为配电变压器保护的保护方式。标准GB 14285《继电保护和安全自动装置技术规程》规定,选择配电变压器的保护设备时,当容量等于或大于800 kVA,应选用带继电保护装置的断路器。对于这个规定,可以理解为基于以下两方面的需要。
配电变压器容量达到800 kVA及以上时,过去大多使用油浸变压器,并配备有瓦斯继电器,使用断路器可与瓦斯继电器相配合,从而对变压器进行有效地保护。
对于装置容量大于800 kVA的用户,因种种原因引起单相接地故障导致零序保护动作,从而使断路器跳闸,分隔故障,不至于引起变电所的馈线断路器动作,影响其他用户的正常供电。 标准还明确规定,即使单台变压器未达到此容量,但如果用户的配电变压器的总容量达到800 kVA时,亦要符合此要求。
5 线路保护
5.1 10 kV配电线路保护中存在的问题
无论是城市内配网线路,还是农村配网线路,都以10 kV电压等级为主,但是10 kV配电线路结构特点是一致性差,如有的为用户专线,只带1~2个用户,类似于输电线路;有的呈放射状,几十台变压器T接于同一条线路的各个分支上;有的线路短到几百米,有的线路长到几十千米;有的线路由35 kV变电所出线,有的线路由110 kV变电所出线;有的线路上的配电变压器容量很小,最大不过100 kVA,有的线路上却有几千千伏安的变压器。
5.2 解决办法
10 kV配电线路的保护,一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护,不能满足要求时,可考虑增加其它保护,如保护Ⅱ段、电压闭锁等。进行整定计算的过程中,应该考虑特殊情况和常规情况,并进行灵敏度校验。对于10 kV配电线路,保护装置的配置虽然较简单,但由于线路的复杂性和负荷的多变性,常规和特殊情况下,保护定值计算和保护装置的选型还是值得重视的。根据诸城电网保护配置情况及运行经验,利用规范的保护整定计算方法,各种情况均可计算,一般均可满足要求。
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