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文檔簡介
ICS29.240
CCSK45
T/CEC
中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)
T/CECXXXXX—XXXX
配電網(wǎng)保護分級配置及整定技術(shù)規(guī)范
Technicalspecificationforgradedconfigurationandsettingofdistributionnetwork
protection
(征求意見稿)
(在提交反饋意見時,請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上)
XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施
中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布
T/CECXXXX-202X
前言
本文件依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利,本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。
本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出并解釋。
本文件由電力行業(yè)繼電保護標(biāo)準(zhǔn)化委員會(DL/TC15)部歸口。
本文件起草單位:
本文件主要起草人:
本文件首次發(fā)布。
本文件在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化管理中心(北京市白廣路二條
一號,100761)。
III
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配電網(wǎng)保護分級配置及整定技術(shù)規(guī)范
1范圍
本文件規(guī)定了10kV配電網(wǎng)短路故障、單相接地故障保護分級配置及整定計算,保護與自動化配合等
應(yīng)遵循的原則和方法。
本文件適用于10kV配電網(wǎng)的保護分級配置及整定,6kV配電網(wǎng)參照執(zhí)行。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T14285繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程
GB/T15145輸電線路保護裝置通用技術(shù)條件
GB/T15166.6高壓交流熔斷器第6部分:用于變壓器回路的高壓熔斷器的熔斷件選用導(dǎo)則
GB/T50054低壓配電設(shè)計規(guī)范
DL/T5843kV~110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程
DL/T587微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程
DL/T721配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
配電網(wǎng)保護分級gradedconfigurationofdistributionnetworkprotection
為了減少故障停電范圍,通過保護開關(guān)位置及其保護定值的合理配置及整定,使配電網(wǎng)故障發(fā)生時,
各級保護有序跳閘、停電范圍盡量縮小的保護配置技術(shù)。
3.2
環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)outgoingswitchofringmaincabinet
用于10kV電纜線路環(huán)進環(huán)出及分接負(fù)荷的配電裝置。環(huán)網(wǎng)柜中用于環(huán)進環(huán)出的開關(guān)一般采用負(fù)荷
開關(guān),用于分接負(fù)荷的開關(guān)采用負(fù)荷開關(guān)或斷路器。環(huán)網(wǎng)柜按結(jié)構(gòu)可分為共箱型和間隔型,一般按每個
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間隔或每個開關(guān)稱為一面環(huán)網(wǎng)柜。
3.3
柱上開關(guān)poletopswitch
架空線路上正常工作狀態(tài)、過載和短路狀態(tài)下關(guān)合和開斷高壓電路的開關(guān)電器,其關(guān)合可依靠人力
或其他動力進行,在線路故障時,通過其保護裝置的動作自動地將線路迅速斷開。
3.4
主干線mainline
由變電站或開關(guān)站饋出、承擔(dān)主要電能傳輸與分配功能的10kV架空或電纜線路的主干部分,具備
聯(lián)絡(luò)功能的線路段是主干線的一部分。主干線包括架空線路、電纜、開關(guān)等設(shè)備,設(shè)備額定容量應(yīng)匹配。
3.5
分支線branchLine
由10kV主干線引出的,除主干線以外的10kV線路部分。
4總則
4.1配電網(wǎng)繼電保護的配置和整定應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。按照GB/T14285
的規(guī)定,配電網(wǎng)應(yīng)配置結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量優(yōu)良和技術(shù)性能指標(biāo)滿足運行要求的繼電保護裝置。若因電網(wǎng)運
行方式、線路本身條件等原因,不能兼顧以上要求,則應(yīng)按如下原則合理取舍:
a)配電網(wǎng)服從更高電壓等級電網(wǎng)和主電網(wǎng);
b)保護電力設(shè)備的安全;
c)保重要用戶供電。
4.2配電線路應(yīng)合理設(shè)置開關(guān)位置和保護定值,與變電站出線開關(guān)保護相配合,以實現(xiàn)故障時縮小停電
范圍。
4.3為滿足配電線路繼電保護有效配合,開關(guān)分閘時間應(yīng)不大于100ms;應(yīng)確保開關(guān)保護及機構(gòu)所配的
后備電源運行良好。
4.4配電網(wǎng)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)線路存在顯著差異,應(yīng)根據(jù)線路特點有針對性地配置、整定繼電保護設(shè)備。
4.5對于改造或新建線路,應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計階段,充分考慮繼電保護對開關(guān)位置等的要求,合理設(shè)置柱上
開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜的位置;對現(xiàn)有繼電保護配置不合理的配電線路,應(yīng)按循序漸進和差異化原則進行整改,
優(yōu)先對現(xiàn)有開關(guān)優(yōu)化利用,結(jié)合停電檢修開展統(tǒng)籌整治。
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4.6配電線路繼電保護應(yīng)遵循簡單適用的原則,根據(jù)線路的特點,靈活進行配置。
4.7分布式電源接入配電網(wǎng)時,其保護配置與整定應(yīng)滿足電網(wǎng)相關(guān)要求,應(yīng)具有在電網(wǎng)故障及恢復(fù)過程
中的自保護能力。分布式電源應(yīng)具備快速檢測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力,防孤島保護動作時間
應(yīng)不大于2s,且防孤島保護應(yīng)與配電網(wǎng)側(cè)線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合。
4.8配電線路單相接地故障處理,應(yīng)結(jié)合小電流接地故障選線裝置與具備單相接地故障處理功能的開關(guān)
的功能;單相接地故障處理技術(shù)宜堅持簡單有效的原則,根據(jù)線路實際條件采用差異化思路。
5短路故障分級保護配置與整定計算
5.1短路故障保護裝置功能配置要求
5.1.1變電站出線開關(guān)
變電站出線開關(guān)保護配置三段式(復(fù)壓)電流保護和輔助功能。其中,三段式電流保護包括:過流
Ⅰ段(無時限速斷)、過流Ⅱ段(定時限速斷)、過流Ⅲ段。輔助功能包括:低周減載、過負(fù)荷告警、
重合閘、重合閘后加速、CT斷線告警等。條件具備時宜優(yōu)先配置光纖電流差動保護。
5.1.2開關(guān)站出線開關(guān)
開關(guān)站出線開關(guān)保護配置三段式(復(fù)壓)電流保護和過負(fù)荷告警、重合閘、重合閘后加速等輔助功
能,條件具備時可配置光纖電流差動保護。雙電源的還須配置自適應(yīng)的備自投。
5.1.3線路上開關(guān)
柱上開關(guān)/環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)保護配置三段式電流保護和過負(fù)荷告警、重合閘、重合閘后加速等輔助功能。
5.1.4自動化功能
需要投入饋線自動化的終端,需具備遠(yuǎn)程遙控、遠(yuǎn)程閉鎖功能、遠(yuǎn)程修改定值、遠(yuǎn)程投退軟壓板等
遠(yuǎn)程支持功能。
5.2架空線路短路故障保護配置技術(shù)
5.2.1短路故障分級保護級數(shù)
35kV變電站配出的10kV線路宜配置兩級保護,110kV/220kV變電站配出的10kV線路宜配置兩級
保護或三級保護,參見圖1。
第一級保護:10kV線路接于變電站母線的開關(guān)即出線開關(guān),稱為線路的第一級開關(guān),該開關(guān)的保
護稱為第一級保護。
第二級保護:10kV線路出線開關(guān)后的下一級分段開關(guān)或分支開關(guān),稱為第二級開關(guān),該開關(guān)的保護
稱為第二級保護。
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第三級保護:10kV線路第二級開關(guān)后的下一級分段開關(guān)或分支開關(guān),稱為第三級開關(guān),該開關(guān)的保
護稱為第三級保護。
圖1分級保護開關(guān)示意圖
5.2.2各級保護配置方法
各級保護配置過電流保護,其中出線開關(guān)(第一級保護)宜配置設(shè)置三段式過流保護,線路上分級
開關(guān)設(shè)置兩段式過流保護。
架空線路兩級保護宜按如下方式整定。
第一級保護(即變電站出線開關(guān))設(shè)置三段保護:
過流I段:時間0秒,第二級保護處的最大短路電流<電流定值<10kV母線處最小短路電流。
過流II段:時間0.2秒,電流定值≤線路末端最小短路電流。
過流III段:時間取最大時限,一般為0.5~0.7秒,電流定值≤導(dǎo)線載流量及CT額定電流。
第二級保護與第一級保護之間相隔一定距離,確保第一級保護過流I段有保護范圍:
過流I段:時間0秒,電流定值取第一級過流II段的0.7~0.9倍,同時不小于末端最小短路電流的
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0.5倍,且不小于開關(guān)后端所有配變總勵磁涌流峰值。
過流II段:時間比上級過流III段小0.2秒,即0.3~0.5秒,電流定值取上級過流III段的0.7~0.9
倍。
兩級保護時序配合圖如圖2。
圖2兩級保護時序配合示意圖
架空線路三級保護宜按如下方式整定。
第一級保護(即變電站出線開關(guān))設(shè)置三段保護:
過流I段:時間0秒,第二級保護處的最大短路電流<電流定值<10kV母線處最小短路電流。
過流II段:時間0.2秒,第三級處最大短路電流<電流定值<第二級保護處的最小短路電流。
過流III段:時間取最大時限,一般為0.5~0.7秒,電流定值≤導(dǎo)線載流量及CT額定電流。
第二級保護與第一級保護之間相隔一定距離,確保第一級保護過流I段有保護范圍,設(shè)置兩段保護:
過流I段:時間0秒,第三級保護處的最大短路電流<電流定值<第一級保護過流II段。
過流II段:時間比上級過流III段小0.2秒,即0.3~0.5秒,電流定值取第一級保護過流III段的
0.7~0.9倍。
第三級保護與第二級保護之間相隔一定距離,確保第二級保護過流I段有保護范圍,設(shè)置兩段保護:
過流I段:時間0秒,電流定值取第二級過流II段的0.7~0.9倍,同時不小于末端最小短路電流的
0.5倍,且不小于開關(guān)后端所有配變總勵磁涌流峰值。
過流II段:時間比第二級保護過流III段小0.2秒,即0.3~0.5秒,電流定值取第二級保護過流III
段的0.7~0.9倍。
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三級保護時序配合如圖3。
圖3110kV/220kV變電站配出的10kV線路三級保護配合示意圖
5.2.3特殊場景
5.2.3.1出線開關(guān)速斷保護退出的場景
退出第一級保護過流Ⅰ段,應(yīng)校核主變及設(shè)備的抗短路能力、電壓暫降敏感負(fù)荷耐受能力,典型適
用場景:
a)線路上第二級開關(guān)的位置與上級保護較近,且開關(guān)位置難以調(diào)整;
b)線路分支較多(每個分支均可設(shè)置開關(guān)作為第二級開關(guān))。
第一級保護過流Ⅰ段退出時兩級保護配合如圖4。
第二級開關(guān)
Ⅰ段:不投I段:Ifz10s第二級開關(guān)
Ⅱ段:Icz20.2sII段:Ifz20.2-0.4sI段:Ifz10s
Ⅲ段:Icz30.4-0.6sII段:Ifz20.2-0.4s
出線開關(guān)
第一級開關(guān)
第二級開關(guān)第二級開關(guān)
I段:Ifz10sI段:Ifz10s
II段:Ifz20.2-0.4sII段:Ifz20.2-0.4s
圖4第一級保護過流Ⅰ段退出時兩級保護配合示意圖
5.2.3.2短線路
(1)當(dāng)架空線路全長小于過流I段保護范圍,可在以下兩種處理方法中選擇其一:
a)不設(shè)置第二級開關(guān),站內(nèi)出線開關(guān)保護設(shè)置三段保護,按照如下方式整定:
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過流I段:時間0秒,電流定值<10kV母線處最小短路電流。
過流II段:時間0.2秒,電流定值≤線路末端最小短路電流。
過流III段:時間取最大時限(35kV站出線一般為0.5~0.7秒,110kV/220kV站出線一般為0.7~
1.2秒),電流定值≤導(dǎo)線載流量及CT額定電流。
b)設(shè)置第二級開關(guān),此時為防止越級至第一級保護跳閘,在變電站設(shè)備耐受短路電流能力滿足要
求的情況下,可根據(jù)實際情況,退出第一級保護的過流I段。
(2)當(dāng)110kV/220kV變電站配出的10kV線路全長不足以配置三級保護的時候,可只設(shè)置兩級保護,
第二級開關(guān)的位置設(shè)置及兩級保護的定值,參照5.2.2架空線路兩級保護整定方式。
5.2.3.3特殊小分支
對于故障隱患點多、歷史頻繁跳閘或接有特殊負(fù)荷的小分支線路,可在其前裝設(shè)具有保護功能的開
關(guān)(時間定值為0s)或快速熔斷器。
配置斷路器時,一般設(shè)置兩段式保護(也可設(shè)置一段式保護)。電流定值不大于其所在線路上一級
分級保護末段電流定值,且原則上不小于該小分支所帶配變在合閘產(chǎn)生的勵磁涌流峰值(一般為負(fù)荷總
容量對應(yīng)的電流的3-5倍),以防勵磁涌流誤動作,配置如圖5。
圖5分支斷路器保護定值配置示意圖
配置快速熔斷器時,需要選擇合適的熔絲,熔絲熔斷速率應(yīng)余與上級末段定值配合,滿足三個條件:
(1)在上級保護末端定值電流時,熔斷時間應(yīng)比延時時間至少快0.1s;(2)在所接待配變的勵磁涌流
電流時(一般為額定總?cè)萘繉?yīng)電流的3-5倍),熔斷時間不低于100ms;(3)在額定容量對應(yīng)電流
下,熔絲可以持續(xù)穩(wěn)定運行,不應(yīng)熔斷,配置如圖6。
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圖6分支熔斷器保護定值配置示意圖
5.3純電纜線路短路故障保護配置
5.3.1電纜主線無分支線
電纜主線無分支線時,電纜主線呈串聯(lián)結(jié)構(gòu),從變電站開始,環(huán)網(wǎng)柜依次相連,如圖7所示。環(huán)網(wǎng)
柜的環(huán)進、環(huán)出開關(guān)一般為負(fù)荷開關(guān),該類開關(guān)沒有故障跳閘功能;若環(huán)進、環(huán)出開關(guān)為斷路器,則保
護不投。環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)一般為帶保護功能的斷路器,變電站出線開關(guān)保護和環(huán)網(wǎng)柜保護的整定應(yīng)綜合
考慮變壓器抗短路能力、對供電可靠性的要求以及變電站是否接帶對電壓暫降敏感的負(fù)荷等因素,在以
下兩種整定方法中選擇其一:
圖7主線無分支的純電纜線路示意圖
a)方案一:變電站出線開關(guān)過流Ⅰ段保護投入
(1)變電站出線開關(guān)設(shè)置三段過流保護,過流Ⅰ段時間定值整定為0s,過流Ⅱ段時間定值整定
為0.2s,過流Ⅲ段時間取最大允許時限,一般為0.7-1.2s。
(2)環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)設(shè)置兩段過流保護,過流Ⅰ段時間定值整定為0s,過流Ⅱ段時間定值比變
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電站出線開關(guān)過流Ⅲ段時間小0.2s,即0.5-1.0s。
(3)變電站出線開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)過流保護電流定值按表1整定。
(4)環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)之后具有保護功能的開關(guān),可配置一段過流保護,時間定值整定為0s,電
流定值不大于上一級保護電流定值的0.8倍(其中環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)后第一級保護的電流定值不
大于環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)過流Ⅰ段電流定值的0.8倍)。
表1純電纜線路變電站出線開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)保護整定方法
小方式下系統(tǒng)變電站出線開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)
阻抗范圍過流Ⅰ段過流Ⅱ段過流Ⅲ段過流Ⅰ段過流Ⅱ段
(標(biāo)幺值)(0s)(0.2s)(0.7~1.2s)(0s)(0.5~1.0s)
(0,0.3)12000A
[0.3,0.4)10000A3000A1200A
[0.4,0.5)9000A不大于導(dǎo)線載取變電站出線
[0.5,0.6)7500A流量及CT額定開關(guān)過流Ⅲ段
[0.6,0.8)6000A2000A電流。1000A的0.7~0.9倍
[0.8,1.0)5000A
≥1.04000A1500A800A
b)方案二:變電站出線開關(guān)過流Ⅰ段保護退出
退出變電站出線開關(guān)過流Ⅰ段保護,其余定值整定方法同方案一。
5.3.2電纜主線有分支線
電纜主線有分支線時,一般由分接箱實現(xiàn)分接,主線呈放射型結(jié)構(gòu),如圖8所示。
圖8主線有分支線的純電纜線路示意圖
由于電纜分接箱內(nèi)部沒有開關(guān),變電站出線開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)的保護設(shè)置與5.3.1節(jié)相同,即
電纜分接箱各分支接帶的環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)進、環(huán)出開關(guān)不配保護,環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)配置保護,其定值按照
5.3.1所述整定。
5.3.3分接箱位于電纜主線末端
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電纜主線末端環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)出開關(guān)接有電纜分接箱時,如末端分接箱本身各分支線沒有斷路器,此時
接帶該末端分接箱的環(huán)出開關(guān)應(yīng)使用斷路器,如圖9所示。環(huán)出斷路器保護定值整定方法同環(huán)網(wǎng)柜出線
開關(guān)。
圖9末端有電纜分接箱的純電纜線路示意圖
5.4混合線路
混合線路,是指架空線路部分和電纜線路部分占比均不超過70%的線路。線路的架空部分或電纜
部分任一部分占比超過70%時,按占比超過70%的部分視作架空線路或純電纜線路處理。
5.4.1前端為電纜線路
對于前端線路為電纜線路的混合線路,整條線路的保護按純電纜線路整定。后端的架空線路一般接
于環(huán)網(wǎng)柜的出線開關(guān),特殊情況接于環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)出開關(guān)時,該環(huán)出開關(guān)應(yīng)配置斷路器,斷路器保護的整
定與環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)相同。
5.4.2前端為架空線路
對于前端線路為架空線路的混合線路,架空線路與電纜線路應(yīng)采用斷路器連接。
將該斷路器作為架空線路的下游分級保護開關(guān),電纜線路部分的環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)及其后具有保護功
能的開關(guān),可配置一段過流保護,時間定值整定為0s,電流定值不大于該斷路器分級保護電流定值。
5.5重合閘設(shè)置
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變電站出線開關(guān)的重合閘,在設(shè)備、技術(shù)條件具備的情況下,應(yīng)投入重合閘,用戶有特殊要求不能
投重合閘的,在整定時應(yīng)予以充分考慮。
對于配置分級保護的線路,若重合閘投入,各級開關(guān)的重合閘時間應(yīng)按“從電源側(cè)向負(fù)荷側(cè)逐級恢
復(fù)供電”的原則進行整定,建議第一級開關(guān)重合閘時間整定為2.6s,第二級開關(guān)重合閘時間整定為3-5s,
第三級開關(guān)重合閘時間整定為5-8s。
6單相接地故障分級保護配置與整定計算
6.1保護裝置功能配置要求
需配置對單相接地故障處理功能的保護裝置,應(yīng)具備零序電流保護功能和單相接地故障判別功能,
投入單相接地保護功能的配電線路開關(guān)宜具備零序電壓互感器、零序電流互感器,或能合成零序電流和
零序電壓的三相電流互感器和三相電壓互感器。變電站站內(nèi)宜采用小電流選線裝置,站外開關(guān)宜采用一
二次融合裝置;保護方式可選擇告警或跳閘。
6.210kV中性點不接地系統(tǒng)零序過流分級保護配置
對于中性點不接地系統(tǒng),宜采用零序過流保護配置,優(yōu)先在小分支上投入零序保護,上下級零序保
護采用延時配合(時間一般不小于15秒),零序電流定值計算按照架空線路3.33A/100km,電纜線路
200A/100km估算。
金屬性接地點故障電流等于同一母線所有線路非故障相對地電容電流之和。開關(guān)零序電流:若故障
點在開關(guān)后側(cè),等于除該開關(guān)后側(cè)線路之外的所有線路電容電流之和;若在開關(guān)前側(cè),等于開關(guān)后側(cè)線
路電容電流之和。高阻接地故障時,零序保護無法識別的情況下,宜由站內(nèi)選線裝置承擔(dān)對站外開關(guān)的
后備保護作用。
6.310kV中性點經(jīng)消弧線圈接地單相接地保護裝置功能配置要求
對于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng),宜采用基于暫態(tài)零序信號判別方法、不平衡電流判別等有效的單
相接地故障判別技術(shù),配置接地選線裝置實現(xiàn)站內(nèi)選線,或采用一二次融合自動化開關(guān)實現(xiàn)選段。
7分級保護與饋線自動化配合原則
7.1保護裝置/自動化終端功能配置要求
7.1.1在投運饋線自動化的線路,應(yīng)合理設(shè)置投運饋線自動化和保護的終端。投運饋線自動化的終端應(yīng)
具備饋線自動化(FA)功能,應(yīng)能具備判別過流啟動FA、遠(yuǎn)程閉鎖開關(guān)分閘、遙控功能、遠(yuǎn)程復(fù)位等功
能。滿足《配電自動化智能終端技術(shù)規(guī)范》(GB/T35732-2017)標(biāo)準(zhǔn)要求。
7.1.2饋線自動化應(yīng)與保護相結(jié)合,由保護切除故障,饋線自動化隔離故障、恢復(fù)非故障區(qū)域。
7.1.3具備聯(lián)絡(luò)條件的線路可投入饋線自動化,不具備聯(lián)絡(luò)條件的線路故障處理技術(shù)以保護和重合閘為
主。
7.2饋線自動化與分級保護配合方法
11
T/CECXXXX-202X
7.2.1饋線自動化模式可根據(jù)線路圖特征差異化應(yīng)用,具備遙控條件的線路,宜配置集中型饋線自動化;
不具備遙控條件的線路,對于架空線路,宜配置電壓時間型饋線自動化,對于電纜線路,宜配置智能分
布式饋線自動化。
7.2.2配電線路上具備聯(lián)絡(luò)功能的通路上的自動化終端,包括主干線及具備轉(zhuǎn)供條件的支線、電纜線路
的環(huán)進環(huán)出開關(guān)等,可投入集中型饋線自動化。其他分支線投入保護功能,分支線與站內(nèi)出線開關(guān)實現(xiàn)
分級保護功能。
7.2.3保護與自動化配合方式,應(yīng)由保護先動作切除故障,若分級保護不失配,分級開關(guān)正確動作切除
故障,主干線或投入饋線自動化的回路未停電,則饋線自動化可不啟動;若因分級保護失配、開關(guān)拒動
等原因引起越級跳閘,造成饋線自動化回路停電,則饋線自動化啟動,隔離故障并恢復(fù)非故障區(qū)域。
7.2.4集中型饋線自動化、智能分布式饋線自動化宜采用失壓+過流啟動;電壓時間型饋線自動化宜采
用失壓啟動。
7.2.5饋線自動化終端通過分合閘操作過程的故障信號,閉鎖故障點兩側(cè)(各側(cè))開關(guān)實現(xiàn)隔離故障。
其中,故障點電源側(cè)開關(guān)合閘閉鎖邏輯,宜采用故障合閘時,終端采集到過流和電壓殘壓來判斷故障;
故障點負(fù)荷側(cè)開關(guān)合閘閉鎖邏輯,宜采用終端采集到故障電壓脈沖來判斷故障。
12
目次
前言............................................................................III
1范圍................................................................................1
2規(guī)范性引用文件......................................................................1
3術(shù)語和定義..........................................................................1
4總則................................................................................2
5短路故障分級保護配置與整定計算......................................................3
5.1短路故障保護裝置功能配置要求....................................................3
5.2架空線路短路故障保護配置技術(shù)....................................................3
5.3純電纜線路短路故障保護配置......................................................8
5.4混合線路.......................................................................10
5.5重合閘設(shè)置.....................................................................10
6單相接地故障分級保護配置與整定計算.................................................11
6.1保護裝置功能配置要求...........................................................11
6.210kV中性點不接地系統(tǒng)零序過流分級保護配置.......................................11
6.310kV中性點經(jīng)消弧線圈接地單相接地保護裝置功能配置要求...........................11
7分級保護與饋線自動化配合原則.......................................................11
7.1保護裝置/自動化終端功能配置要求................................................11
7.2饋線自動化與分級保護配合方法...................................................11
II
T/CECXXXX-202X
配電網(wǎng)保護分級配置及整定技術(shù)規(guī)范
1范圍
本文件規(guī)定了10kV配電網(wǎng)短路故障、單相接地故障保護分級配置及整定計算,保護與自動化配合等
應(yīng)遵循的原則和方法。
本文件適用于10kV配電網(wǎng)的保護分級配置及整定,6kV配電網(wǎng)參照執(zhí)行。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T14285繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程
GB/T15145輸電線路保護裝置通用技術(shù)條件
GB/T15166.6高壓交流熔斷器第6部分:用于變壓器回路的高壓熔斷器的熔斷件選用導(dǎo)則
GB/T50054低壓配電設(shè)計規(guī)范
DL/T5843kV~110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程
DL/T587微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程
DL/T721配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
配電網(wǎng)保護分級gradedconfigurationofdistributionnetworkprotection
為了減少故障停電范圍,通過保護開關(guān)位置及其保護定值的合理配置及整定,使配電網(wǎng)故障發(fā)生時,
各級保護有序跳閘、停電范圍盡量縮小的保護配置技術(shù)。
3.2
環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)outgoingswitchofringmaincabinet
用于10kV電纜線路環(huán)進環(huán)出及分接負(fù)荷的配電裝置。環(huán)網(wǎng)柜中用于環(huán)進環(huán)出的開關(guān)一般采用負(fù)荷
開關(guān),用于分接負(fù)荷的開關(guān)采用負(fù)荷開關(guān)或斷路器。環(huán)網(wǎng)柜按結(jié)構(gòu)可分為共箱型和間隔型,一般按每個
1
T/CECXXXX-202X
間隔或每個開關(guān)稱為一面環(huán)網(wǎng)柜。
3.3
柱上開關(guān)poletopswitch
架空線路上正常工作狀態(tài)、過載和短路狀態(tài)下關(guān)合和開斷高壓電路的開關(guān)電器,其關(guān)合可依靠人力
或其他動力進行,在線路故障時,通過其保護裝置的動作自動地將線路迅速斷開。
3.4
主干線mainline
由變電站或開關(guān)站饋出、承擔(dān)主要電能傳輸與分配功能的10kV架空或電纜線路的主干部分,具備
聯(lián)絡(luò)功能的線路段是主干線的一部分。主干線包括架空線路、電纜、開關(guān)等設(shè)備,設(shè)備額定容量應(yīng)匹配。
3.5
分支線branchLine
由10kV主干線引出的,除主干線以外的10kV線路部分。
4總則
4.1配電網(wǎng)繼電保護的配置和整定應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。按照GB/T14285
的規(guī)定,配電網(wǎng)應(yīng)配置結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量優(yōu)良和技術(shù)性能指標(biāo)滿足運行要求的繼電保護裝置。若因電網(wǎng)運
行方式、線路本身條件等原因,不能兼顧以上要求,則應(yīng)按如下原則合理取舍:
a)配電網(wǎng)服從更高電壓等級電網(wǎng)和主電網(wǎng);
b)保護電力設(shè)備的安全;
c)保重要用戶供電。
4.2配電線路應(yīng)合理設(shè)置開關(guān)位置和保護定值,與變電站出線開關(guān)保護相配合,以實現(xiàn)故障時縮小停電
范圍。
4.3為滿足配電線路繼電保護有效配合,開關(guān)分閘時間應(yīng)不大于100ms;應(yīng)確保開關(guān)保護及機構(gòu)所配的
后備電源運行良好。
4.4配電網(wǎng)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)線路存在顯著差異,應(yīng)根據(jù)線路特點有針對性地配置、整定繼電保護設(shè)備。
4.5對于改造或新建線路,應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計階段,充分考慮繼電保護對開關(guān)位置等的要求,合理設(shè)置柱上
開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜的位置;對現(xiàn)有繼電保護配置不合理的配電線路,應(yīng)按循序漸進和差異化原則進行整改,
優(yōu)先對現(xiàn)有開關(guān)優(yōu)化利用,結(jié)合停電檢修開展統(tǒng)籌整治。
2
T/CECXXXX-202X
4.6配電線路繼電保護應(yīng)遵循簡單適用的原則,根據(jù)線路的特點,靈活進行配置。
4.7分布式電源接入配電網(wǎng)時,其保護配置與整定應(yīng)滿足電網(wǎng)相關(guān)要求,應(yīng)具有在電網(wǎng)故障及恢復(fù)過程
中的自保護能力。分布式電源應(yīng)具備快速檢測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力,防孤島保護動作時間
應(yīng)不大于2s,且防孤島保護應(yīng)與配電網(wǎng)側(cè)線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合。
4.8配電線路單相接地故障處理,應(yīng)結(jié)合小電流接地故障選線裝置與具備單相接地故障處理功能的開關(guān)
的功能;單相接地故障處理技術(shù)宜堅持簡單有效的原則,根據(jù)線路實際條件采用差異化思路。
5短路故障分級保護配置與整定計算
5.1短路故障保護裝置功能配置要求
5.1.1變電站出線開關(guān)
變電站出線開關(guān)保護配置三段式(復(fù)壓)電流保護和輔助功能。其中,三段式電流保護包括:過流
Ⅰ段(無時限速斷)、過流Ⅱ段(定時限速斷)、過流Ⅲ段。輔助功能包括:低周減載、過負(fù)荷告警、
重合閘、重合閘后加速、CT斷線告警等。條件具備時宜優(yōu)先配置光纖電流差動保護。
5.1.2開關(guān)站出線開關(guān)
開關(guān)站出線開關(guān)保護配置三段式(復(fù)壓)電流保護和過負(fù)荷告警、重合閘、重合閘后加速等輔助功
能,條件具備時可配置光纖電流差動保護。雙電源的還須配置自適應(yīng)的備自投。
5.1.3線路上開關(guān)
柱上開關(guān)/環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)保護配置三段式電流保護和過負(fù)荷告警、重合閘、重合閘后加速等輔助功能。
5.1.4自動化功能
需要投入饋線自動化的終端,需具備遠(yuǎn)程遙控、遠(yuǎn)程閉鎖功能、遠(yuǎn)程修改定值、遠(yuǎn)程投退軟壓板等
遠(yuǎn)程支持功能。
5.2架空線路短路故障保護配置技術(shù)
5.2.1短路故障分級保護級數(shù)
35kV變電站配出的10kV線路宜配置兩級保護,110kV/220kV變電站配出的10kV線路宜配置兩級
保護或三級保護,參見圖1。
第一級保護:10kV線路接于變電站母線的開關(guān)即出線開關(guān),稱為線路的第一級開關(guān),該開關(guān)的保
護稱為第一級保護。
第二級保護:10kV線路出線開關(guān)后的下一級分段開關(guān)或分支開關(guān),稱為第二級開關(guān),該開關(guān)的保護
稱為第二級保護。
3
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第三級保護:10kV線路第二級開關(guān)后的下一級分段開關(guān)或分支開關(guān),稱為第三級開關(guān),該開關(guān)的保
護稱為第三級保護。
圖1分級保護開關(guān)示意圖
5.2.2各級保護配置方法
各級保護配置過電流保護,其中出線開關(guān)(第一級保護)宜配置設(shè)置三段式過流保護,線路上分級
開關(guān)設(shè)置兩段式過流保護。
架空線路兩級保護宜按如下方式整定。
第一級保護(即變電站出線開關(guān))設(shè)置三段保護:
過流I段:時間0秒,第二級保護處的最大短路電流<電流定值<10kV母線處最小短路電流。
過流II段:時間0.2秒,電流定值≤線路末端最小短路電流。
過流III段:時間取最大時限,一般為0.5~0.7秒,電流定值≤導(dǎo)線載流量及CT額定電流。
第二級保護與第一級保護之間相隔一定距離,確保第一級保護過流I段有保護范圍:
過流I段:時間0秒,電流定值取第一級過流II段的0.7~0.9倍,同時不小于末端最小短路電流的
4
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0.5倍,且不小于開關(guān)后端所有配變總勵磁涌流峰值。
過流II段:時間比上級過流III段小0.2秒,即0.3~0.5秒,電流定值取上級過流III段的0.7~0.9
倍。
兩級保護時序配合圖如圖2。
圖2兩級保護時序配合示意圖
架空線路三級保護宜按如下方式整定。
第一級保護(即變電站出線開關(guān))設(shè)置三段保護:
過流I段:時間0秒,第二級保護處的最大短路電流<電流定值<10kV母線處最小短路電流。
過流II段:時間0.2秒,第三級處最大短路電流<電流定值<第二級保護處的最小短路電流。
過流III段:時間取最大時限,一般為0.5~0.7秒,電流定值≤導(dǎo)線載流量及CT額定電流。
第二級保護與第一級保護之間相隔一定距離,確保第一級保護過流I段有保護范圍,設(shè)置兩段保護:
過流I段:時間0秒,第三級保護處的最大短路電流<電流定值<第一級保護過流II段。
過流II段:時間比上級過流III段小0.2秒,即0.3~0.5秒,電流定值取第一級保護過流III段的
0.7~0.9倍。
第三級保護與第二級保護之間相隔一定距離,確保第二級保護過流I段有保護范圍,設(shè)置兩段保護:
過流I段:時間0秒,電流定值取第二級過流II段的0.7~0.9倍,同時不小于末端最小短路電流的
0.5倍,且不小于開關(guān)后端所有配變總勵磁涌流峰值。
過流II段:時間比第二級保護過流III段小0.2秒,即0.3~0.5秒,電流定值取第二級保護過流III
段的0.7~0.9倍。
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三級保護時序配合如圖3。
圖3110kV/220kV變電站配出的10kV線路三級保護配合示意圖
5.2.3特殊場景
5.2.3.1出線開關(guān)速斷保護退出的場景
退出第一級保護過流Ⅰ段,應(yīng)校核主變及設(shè)備的抗短路能力、電壓暫降敏感負(fù)荷耐受能力,典型適
用場景:
a)線路上第二級開關(guān)的位置與上級保護較近,且開關(guān)位置難以調(diào)整;
b)線路分支較多(每個分支均可設(shè)置開關(guān)作為第二級開關(guān))。
第一級保護過流Ⅰ段退出時兩級保護配合如圖4。
第二級開關(guān)
Ⅰ段:不投I段:Ifz10s第二級開關(guān)
Ⅱ段:Icz20.2sII段:Ifz20.2-0.4sI段:Ifz10s
Ⅲ段:Icz30.4-0.6sII段:Ifz20.2-0.4s
出線開關(guān)
第一級開關(guān)
第二級開關(guān)第二級開關(guān)
I段:Ifz10sI段:Ifz10s
II段:Ifz20.2-0.4sII段:Ifz20.2-0.4s
圖4第一級保護過流Ⅰ段退出時兩級保護配合示意圖
5.2.3.2短線路
(1)當(dāng)架空線路全長小于過流I段保護范圍,可在以下兩種處理方法中選擇其一:
a)不設(shè)置第二級開關(guān),站內(nèi)出線開關(guān)保護設(shè)置三段保護,按照如下方式整定:
6
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過流I段:時間0秒,電流定值<10kV母線處最小短路電流。
過流II段:時間0.2秒,電流定值≤線路末端最小短路電流。
過流III段:時間取最大時限(35kV站出線一般為0.5~0.7秒,110kV/220kV站出線一般為0.7~
1.2秒),電流定值≤導(dǎo)線載流量及CT額定電流。
b)設(shè)置第二級開關(guān),此時為防止越級至第一級保護跳閘,在變電站設(shè)備耐受短路電流能力滿足要
求的情況下,可根據(jù)實際情況,退出第一級保護的過流I段。
(2)當(dāng)110kV/220kV變電站配出的10kV線路全長不足以配置三級保護的時候,可只設(shè)置兩級保護,
第二級開關(guān)的位置設(shè)置及兩級保護的定值,參照5.2.2架空線路兩級保護整定方式。
5.2.3.3特殊小分支
對于故障隱患點多、歷史頻繁跳閘或接有特殊負(fù)荷的小分支線路,可在其前裝設(shè)具有保護功能的開
關(guān)(時間定值為0s)或快速熔斷器。
配置斷路器時,一般設(shè)置兩段式保護(也可設(shè)置一段式保護)。電流定值不大于其所在線路上一級
分級保護末段電流定值,且原則上不小于該小分支所帶配變在合閘產(chǎn)生的勵磁涌流峰值(一般為負(fù)荷總
容量對應(yīng)的電流的3-5倍),以防勵磁涌流誤動作,配置如圖5。
圖5分支斷路器保護定值配置示意圖
配置快速熔斷器時,需要選擇合適的熔絲,熔絲熔斷速率應(yīng)余與上級末段定值配合,滿足三個條件:
(1)在上級保護末端定值電流時,熔斷時間應(yīng)比延時時間至少快0.1s;(2)在所接待配變的勵磁涌流
電流時(一般為額定總?cè)萘繉?yīng)電流的3-5倍),熔斷時間不低于100ms;(3)在額定容量對應(yīng)電流
下,熔絲可以持續(xù)穩(wěn)定運行,不應(yīng)熔斷,配置如圖6。
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圖6分支熔斷器保護定值配置示意圖
5.3純電纜線路短路故障保護配置
5.3.1電纜主線無分支線
電纜主線無分支線時,電纜主線呈串聯(lián)結(jié)構(gòu),從變電站開始,環(huán)網(wǎng)柜依次相連,如圖7所示。環(huán)網(wǎng)
柜的環(huán)進、環(huán)出開關(guān)一般為負(fù)荷開關(guān),該類開關(guān)沒有故障跳閘功能;若環(huán)進、環(huán)出開關(guān)為斷路器,則保
護不投。環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)一般為帶保護功能的斷路器,變電站出線開關(guān)保護和環(huán)網(wǎng)柜保護的整定應(yīng)綜合
考慮變壓器抗短路能力、對供電可靠性的要求以及變電站是否接帶對電壓暫降敏感的負(fù)荷等因素,在以
下兩種整定方法中選擇其一:
圖7主線無分支的純電纜線路示意圖
a)方案一:變電站出線開關(guān)過流Ⅰ段保護投入
(1)變電站出線開關(guān)設(shè)置三段過流保護,過流Ⅰ段時間定值整定為0s,過流Ⅱ段時間定值整定
為0.2s,過流Ⅲ段時間取最大允許時限,一般為0.7-1.2s。
(2)環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)設(shè)置兩段過流保護,過流Ⅰ段時間定值整定為0s,過流Ⅱ段時間定值比變
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電站出線開關(guān)過流Ⅲ段時間小0.2s,即0.5-1.0s。
(3)變電站出線開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)過流保護電流定值按表1整定。
(4)環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)之后具有保護功能的開關(guān),可配置一段過流保護,時間定值整定為0s,電
流定值不大于上一級保護電流定值的0.8倍(其中環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)后第一級保護的電流定值不
大于環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)過流Ⅰ段電流定值的0.8倍)。
表1純電纜線路變電站出線開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)保護整定方法
小方式下系統(tǒng)變電站出線開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)
阻抗范圍過流Ⅰ段過流Ⅱ段過流Ⅲ段過流Ⅰ段過流Ⅱ段
(標(biāo)幺值)(0s)(0.2s)(0.7~1.2s)(0s)(0.5~1.0s)
(0,0.3)12000A
[0.3,0.4)10000A3000A1200A
[0.4,0.5)9000A不大于導(dǎo)線載取變電站出線
[0.5,0.6)7500A流量及CT額定開關(guān)過流Ⅲ段
[0.6,0.8)6000A2000A電流。1000A的0.7~0.9倍
[0.8,1.0)5000A
≥1.04000A1500A800A
b)方案二:變電站出線開關(guān)過流Ⅰ段保護退出
退出變電站出線開關(guān)過流Ⅰ段保護,其余定值整定方法同方案一。
5.3.2電纜主線有分支線
電纜主線有分支線時,一般由分接箱實現(xiàn)分接,主線呈放射型結(jié)構(gòu),如圖8所示。
圖8主線有分支線的純電纜線路示意圖
由于電纜分接箱內(nèi)部沒有開關(guān),變電站出線開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)的保護設(shè)置與5.3.1節(jié)相同,即
電纜分接箱各分支接帶的環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)進、環(huán)出開關(guān)不配保護,環(huán)網(wǎng)柜出線開關(guān)配置保護,其定值按照
5.3.1所述整定。
5.3.3分接箱位于電纜主線末端
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