10kv小電阻接地系統(tǒng)零序過(guò)流定值的探討

1、收稿日期 :2002 - 03 - 18 ; 修回日期 :2002 - 05 - 0910 kV 小電阻接地系統(tǒng)零序過(guò)流定值的探討江文東(廣州電力局 北區(qū)供電局 ,廣東 廣州 510410)摘要 : 分析北區(qū)供電局發(fā)生的 10 kV 饋線單相相繼接地、 高阻接地故障 ,指出 10 kV 小電阻 (10 Ω)接地系統(tǒng) 110 kV 主變壓器與 10 kV 饋線零序過(guò)流保護(hù)定值配合不當(dāng)時(shí) ,在以下情況容易造成主變保護(hù)越級(jí)動(dòng)作 :當(dāng)兩段饋線相

2、繼單相接地時(shí) ,電流、 時(shí)間疊加造成越級(jí) ;一饋線單相高阻接地 ,保護(hù)、接地信號(hào)未動(dòng)作 ,當(dāng)另一饋線也同一相高阻接地時(shí) ,電流疊加造成越級(jí) ;如果主變的零序 T A 負(fù)誤差 ,饋線的零序 T A 正誤差 ,兩者的電流動(dòng)作值幾乎相等。針對(duì)上述情況 ,修改后的定值改善了主變與饋線零序過(guò)流保護(hù)的配合 ,解決了相繼接地、 高阻接地以及零序 T A 誤差造成越級(jí)的問(wèn)題 ,更好地監(jiān)視高阻接地。關(guān)鍵詞 : 小電阻接地系統(tǒng) ;繼電保護(hù) ;定值中圖分類(lèi)號(hào)

3、 : T M 773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : B 文章編號(hào) : 1006 - 6047(2002) 10 - 0073 - 031 小電阻接地系統(tǒng)現(xiàn)狀20 世紀(jì) 80 年代末 ,隨著 10 kV 電纜在廣州城區(qū)的廣泛使用 ,不接地系統(tǒng)的弊端逐漸顯露。單相接地時(shí) ,非故障相的對(duì)地電壓升高 3倍 ,損害設(shè)備絕緣。 隨著容性電流越來(lái)越大 ,單相接地故障容易擴(kuò)大事故。如果采用消弧線圈接地 ,過(guò)電壓有所改善 ,但電網(wǎng)運(yùn)行方式變化時(shí) ,

4、必須及時(shí)調(diào)整脫諧度 ,且隨著容性電流的增加 ,補(bǔ)償容量也要不斷增加 ,而當(dāng)時(shí)自動(dòng)消弧線圈技術(shù)還不成熟。不接地或消弧線圈接地系統(tǒng)也不利廣州供電局引進(jìn)的一些 10 kV 電纜(額定電壓 UN/ U 為 6/ 10 kV) 的安全運(yùn)行。為此 ,1987 年 3 月廣州供電局在城區(qū)區(qū)莊變電站 ,進(jìn)行 10kV 系統(tǒng)各種接地方式的單相接地短路試驗(yàn) ,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇了 10 Ω 小電阻接地方式。這項(xiàng)技術(shù)策略在實(shí)施過(guò)程中不斷完善 ,一直沿用至今。以

5、 10 kV電纜出線為主的城區(qū)變電站 ,采用 10Ω小電阻接地系統(tǒng) ;以 10 kV 架空線出線為主的郊區(qū)變電站 ,采用不接地系統(tǒng)。1. 1 小電阻接地系統(tǒng)的原理和方式由于在 110 kV 變壓器采用 Y/ △- 11 接線方式 ,10 kV 側(cè)要經(jīng)過(guò)曲折變 (接地變) 才能接入接地電阻。曲折變采用 Z 連接組別 (曲折接法) ,安裝在10 kV 母線橋。對(duì)于正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò) ,電流流過(guò)的是變壓器的勵(lì)磁阻抗 ,其等效阻抗相當(dāng)于 ∞;對(duì)

6、于零序網(wǎng)絡(luò) ,兩個(gè)繞組流過(guò)的電流大小相等、 方向相反 ,如果不考慮變壓器各繞組的漏抗和電阻 ,理論上其零序阻抗應(yīng)該為 0。1. 2 小電阻接地系統(tǒng)零序過(guò)流定值a. 主變壓器按躲過(guò)系統(tǒng)兩相接地短路時(shí)中性點(diǎn)不對(duì)稱(chēng)電壓引起的流過(guò)中性點(diǎn)電阻的最大不對(duì)稱(chēng)電流整定 ,T A 150/ 5 ,一次電流 75 A ,1. 5 s 切 10 kV分段 ,1. 8 s 閉鎖 10 kV 自投 ,2. 0 s 切兩側(cè)。b. 饋線按躲過(guò) T A 在最大負(fù)荷

7、時(shí)不平衡電流整定 ,T A 150/ 5 ,一次電流 60 A ,1. 0 s 切開(kāi)關(guān)(饋線用零序電流過(guò)濾器 ,T A 600/ 5 ,考慮饋線最大負(fù)荷 600 A ,按躲過(guò) T A 的 10 %誤差 ,故取一次電流 60 A。雖然現(xiàn)在都采用零序 T A ,但 60 A 一直沿用至今) 。c. 母線的 T V 為(10/ 3)/ (0. 1/ 3) ,15 V ,0 s ,1. 2 s發(fā)信號(hào)(1.2 s 用于判斷饋線零序過(guò)流拒動(dòng)或接地故

8、障是否發(fā)生在 10 kV 母線) 。d. 客戶配電所按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡電流整定 ,T A 150/ 5 ,一次電流 50 A ,0. 3 s 切開(kāi)關(guān)。2 存在的問(wèn)題在實(shí)際運(yùn)行中 ,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)定值不能反映高阻接地 ,主變、 饋線零序過(guò)流的時(shí)間、 電流定值配合不恰當(dāng) ,及零序 T A 誤差造成主變零序過(guò)流越級(jí)動(dòng)作。2. 1 高阻接地一饋線單相高阻接地 ,保護(hù)、 接地信號(hào)未動(dòng)作 ,當(dāng)另一饋線也同一相高阻接地時(shí) ,電流疊加造成主

9、變零序過(guò)流越級(jí)動(dòng)作。長(zhǎng)期高阻接地 ,也不利于安全運(yùn)行。2. 2 相繼接地兩段饋線相繼單相接地故障 ,電流、 時(shí)間疊加造成主變零序過(guò)流越級(jí)動(dòng)作。雖然相繼接地是概率事件 ,但一臺(tái)主變供大約 20 段饋線的運(yùn)行方式 ,特別是同桿的架空線或同坑的電纜 ,在受雷擊或外力破壞的情況下 ,發(fā)生的機(jī)率還不少。3 7第 22 卷第 10 期2002 年 10 月電 力 自 動(dòng) 化 設(shè) 備Electric Power Automation Equipm

10、ent Vol. 22 No. 10Oct. 2002© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.生高阻接地 ,故障電流不足以使饋線保護(hù)動(dòng)作 ,其零序電流疊加不大于 2 × 36 A ,小于 75 A ,主變保護(hù)不動(dòng)作 ;如 A 饋線發(fā)生高阻接地時(shí) ,B 饋線又發(fā)生接地 ,其零序電流疊加可能 &g

11、t; 75 A ,0. 8 s 后 ,B 饋線保護(hù)動(dòng)作 ,切開(kāi) B 饋線的故障點(diǎn) ,主變保護(hù)返回 ;如 A ,B 饋線相繼發(fā)生接地 ,饋線保護(hù)分別動(dòng)作 ,切開(kāi)其故障點(diǎn) ,其零序電流疊加可能 > 75 A ,但其時(shí)間疊加不大于 2 × 0. 8 s ,小于 1. 7 s ,主變保護(hù)返回。c. 主變、 饋線、 客戶配電所電流定值級(jí)差 > 2 ,避免電流疊加造成越級(jí) ,也有利于躲過(guò)零序 T A 的誤差。零序電流主要在 3

12、 方面產(chǎn)生 :接地故障、 不平衡負(fù)荷電流、 斷路器三相不同期 (相當(dāng)于斷線) 。斷路器三相不同期用時(shí)間躲開(kāi)。廣州供電局的 10 kV配變接線方式為 △ / Y 0 或 Y/ Y 0 ,低壓側(cè)不平衡負(fù)荷電流不會(huì)影響 10 kV 側(cè)?，F(xiàn)都采用零序 T A ,而不是零序電流過(guò)濾器 ,不考慮 T A 的 10 %不平衡電流。主變 75 A、 饋線 36 A、 客戶配電所 15 A 可以躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流。d. 自投為躲 110 kV 線

13、路重合閘 ,一般 1. 5～2 s才啟動(dòng) ,所以切分段、 閉鎖自投取同一時(shí)間。站內(nèi)大部分采用微機(jī)保護(hù) ,即使電磁型 ,零序過(guò)流都采用靜態(tài)時(shí)間繼電器 ,主變、 分段級(jí)差取 0. 3 s ;饋線、 客戶配電所級(jí)差按常規(guī)取 0. 5 s。e. 母線接地發(fā)信號(hào)取 5 V ,與饋線的 36 A 配合。f. 主變?cè)黾恿阈蜻^(guò)流發(fā)信號(hào) ,加強(qiáng)監(jiān)視高阻接地。 微機(jī)保護(hù)具有高精度實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)的功能。對(duì)應(yīng)單相接地故障點(diǎn)的過(guò)渡電阻 1 000 Ω,取 0.

14、 2 A(一次值 6 A) ,定值過(guò)低 ,容易受干擾。另一方面 ,用時(shí)間躲過(guò)干擾 ,取 2. 0 s。當(dāng)主變零序過(guò)流發(fā)信號(hào) ,根據(jù)饋線顯示的零序電流 ,判斷可能發(fā)生高阻接地的饋線 ,及時(shí)處理。5 結(jié)論10 kV 零序過(guò)流定值修改后 ,改善了電流、 時(shí)間定值的配合 ,解決了饋線相繼接地、 高阻接地以及零序 T A 誤差造成越級(jí)的問(wèn)題 ,更好地監(jiān)視高阻接地。參考文獻(xiàn) :[1] 何仰贊 ,溫增銀 ,汪馥英 ,等. 電力系統(tǒng)分析[M]. 武

15、漢 :華中理工大學(xué)出版社 ,1984.HE Y ang2zan ,WEN Zen2yin ,WANG Fu2ying ,et al. Electricalpower system analyze[M]. Wuhan :Huazhong University of Sci 2ence and Technology Press ,1984.[2] SD J 206 - 87 ,架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].S D J 206 - 87 ,

16、Design technique regulationsfor overhead distributionlines[S].[3] 西北電力設(shè)計(jì)院. 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京 :中國(guó)電力出版社 ,1996.Northwest Electric Power Design Institute. Design handbook forelectrical power engineering[M]. Beijing:China Ele

17、ctric PowerPress ,1996.[4] DL/ T 584 - 95 ,3～110 kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程[S].DL/ T 584 - 95 ,Operational and setting code for relay protectionof 3～110 kV electrical power networks[S].(責(zé)任編輯 :戴緒云)作者簡(jiǎn)介 :江文東(1970 - ) ,男 ,廣東花都人 ,工程師

18、 ,從事繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理工作 (E 2mail : bqjb @21cn. com) 。Discussion on zero sequence overcurrent settings for 10 kVlow resistance grounding systemJ IANG Wen2dong( G uangzhou Electric Power Bureau , G uangzhou 510410 ,China)Abstract

19、 :Several high2resistance , sequent single2phase2to2ground faults in the 10 kV system of G uangzhouPower Supply Bureau are analyzed. It is pointed out that the improper setting of zero sequence overcurrents of1 1 0 kV ma

20、in transformer and 1 0 kV feeder protections may cause main transformer protections skip in thefollowing conditions. The fault times and currents are added together when two feeders ground sequentially.The fault currents

21、 are added together when one feeder is grounded through high resistance during another feederis also grounded through high resistance at the same phase while its protection and grounding signal failed toact. The zero seq

22、uence currents of main transformer and feeders are alm ost equal when the main transformerzero 2 sequence CT has negative error and that of feeder has positive error . The m odification of settings mayimprove the coopera

23、tion between main transformer and feeder protections. The new settings have solved theproblems mentioned above.K ey words : low resistance grounding system; relay protection ;setting5 7第 10 期 江文東 :10 kV 小電阻接地系統(tǒng)零序過(guò)流定值的探討&