淺談可可托海35kV變電所輸電線路的三段式電流保護(hù)

蔡德科

(新疆有色金屬工業(yè)集團(tuán)稀有金屬有限責(zé)任公司 富蘊(yùn) 836300)

可可托海變電所為35 kV變電所，35 kV以下的變電所主要運(yùn)用單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的三段電流保護(hù)。

三段電流保護(hù)的必要性：對(duì)電網(wǎng)而言，線路基本都為梯形，要各級(jí)線路都能有自己良好的保護(hù)，還要不影響其他線路的保護(hù)，防止由于線路越級(jí)跳閘而引起不必要的損失，從而提出了線路的三段保護(hù)，下面舉例說(shuō)明一下。

圖1

圖1中A、B、C、D四點(diǎn)，有1、2、3、4四個(gè)斷路器，對(duì)1點(diǎn)的保護(hù)是要保護(hù)其后方即1～4，最大短路電流為1點(diǎn)，最小短路電流為4點(diǎn)，而取保護(hù)電流值時(shí)，應(yīng)該取最小，即4點(diǎn)的短路電流值。但是很明顯這樣做是完全不合理的，如果4點(diǎn)發(fā)生短路，1號(hào)斷路器跳閘，那么1、2、3三點(diǎn)所有的負(fù)荷都會(huì)停止，從而造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，這樣就提出了三段保護(hù)，即使得線路的保護(hù)在運(yùn)行過(guò)程中，只切除故障段，保證正常段的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

動(dòng)作電流整定原則：躲開下條線路出口（始端）短路時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最大短路電流（以保證選擇性）：4點(diǎn)短路只允許4點(diǎn)的斷路器跳閘，而且需要3點(diǎn)以上的斷路器能繼續(xù)運(yùn)行，一般來(lái)說(shuō)3點(diǎn)的二段電流保護(hù)是與4點(diǎn)的一段保護(hù)配合的，但是3點(diǎn)的二段保護(hù)有一定的延時(shí)，在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，4點(diǎn)會(huì)跳閘，3點(diǎn)會(huì)發(fā)信號(hào)，但是由于4點(diǎn)的一段保護(hù)瞬時(shí)跳閘，從而切除了相對(duì)于3點(diǎn)而言的故障，也就保證了3點(diǎn)能繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而延時(shí)也保證了4點(diǎn)可能發(fā)生拒動(dòng)時(shí)的事件得到保護(hù)。

1 電流I段保護(hù)的特點(diǎn)

⑴動(dòng)作迅速，但不能保護(hù)本線路全長(zhǎng)（電流I段不能單獨(dú)作為線路主保護(hù)，只作為線路主保護(hù)的一部分）。

⑵電流I段保護(hù)整定的特殊情況：無(wú)其他出線而僅與兩臺(tái)相同的并聯(lián)變壓器相連：

圖2

本線路電流I段按保護(hù)范圍不超出所連變壓器的主保護(hù)（速動(dòng)保護(hù)）的保護(hù)范圍整定：

①當(dāng)變壓器主保護(hù)為差動(dòng)保護(hù)時(shí)：按躲過(guò)變壓器另一側(cè)母線短路時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最大短路電流整定。

②當(dāng)變壓器主保護(hù)為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)時(shí)：按與變壓器瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合整定（躲過(guò)變壓器瞬時(shí)電流速斷保護(hù)末端M點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)本保護(hù)的短路電流）。

2 電流II段

以較小的動(dòng)作時(shí)限切除本線路全線范圍內(nèi)的故障。

⑴動(dòng)作電流的整定，保護(hù)范圍延伸到下條線路，但不超出下條線路電流I段保護(hù)范圍末端(與下條線路電流I段配合)。即躲開下條線路短路使下條線路電流I段剛剛動(dòng)作時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的最大短路電流。

圖3

⑵動(dòng)作時(shí)限的選擇：為保證本線路電流II段與下條線路電流I段保護(hù)范圍重疊區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)的動(dòng)作選擇性，動(dòng)作時(shí)限與下條線路電流I段配合：

⑶靈敏性的校驗(yàn)：對(duì)于過(guò)量保護(hù)（反映測(cè)量電氣量上升而動(dòng)作的保護(hù)），靈敏系數(shù)。

校驗(yàn)靈敏度時(shí)的故障參數(shù)計(jì)算值：應(yīng)考慮系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小短路電流。

⑷電流II段保護(hù)的特點(diǎn)：以較小的延時(shí)保護(hù)全線范圍內(nèi)故障（犧牲快速性以提高保護(hù)范圍，即提高靈敏性），作為電流I段保護(hù)的補(bǔ)充（與電流I段共同構(gòu)成線路的主保護(hù)）。

3 電流III段

一般作為后備保護(hù)，靈敏度高但動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)。

⑴動(dòng)作電流的整定：

基本整定原則：躲開流過(guò)保護(hù)的最大負(fù)荷電流：

圖4

實(shí)際整定原則：考慮到外部故障切除后，電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)過(guò)程中，保護(hù)要能可靠返回，則要求返回電流(電動(dòng)機(jī)負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)Kzq＞1),則：

同時(shí)電流III段保護(hù)還必須保證各級(jí)線路的的靈敏度配合（即對(duì)某一故障點(diǎn)，越靠近故障點(diǎn)的線路保護(hù)其Klm要求大于前一級(jí)線路保護(hù)的Klm）：Klm.4＞ Klm.3＞Klm.2＞ Klm.1。

即整定時(shí)要求本級(jí)線路電流III段保護(hù)范圍不超出下級(jí)線路電流III段的保護(hù)范圍，即：

⑵電流III段的特點(diǎn)：

①靈敏度較高。

②保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限一般較長(zhǎng)（越靠近電源的線路上發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)短路電流Id越大,但電流III段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限反而越長(zhǎng)）。電流III段保護(hù)一般作為后備保護(hù)，但在電網(wǎng)的終端可以作為主保護(hù)。

以上主要介紹了可可托海35 kV變電所輸電線路三段式電流保護(hù)的原理與特性，有不足之處也希望大家可以與我相互探討，共同學(xué)習(xí)。