配电网电压等级由10kV升至20kV中继电保护改造的研究

《配电网电压等级由10kV升至20kV中继电保护改造的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、·配电网电压等级由10kV升至20kV中继电保护改造的研究李甜甜1，徐丽杰1，王玮1，迟作为2，姜复亮2（1.北京交通大学电气工程学院，北京，100044；2．吉林供电公司，吉林省吉林市132001）摘要：本文基于PSCAD/EMTDC对20kV系统中性点1.1系统模型经一低电阻接地条件下的继电保护特性进行了研究。就10kV配电线路的保护，一般采用电流速断（Ⅰ20kV与10kV配电系统相间短路的过电流保护OCR段）、定时限过电流（III段）、零序电流保护(仅限少（OverCurrentRelay）和接地短路的零序电流保护进行了数大城市的电阻接地系统)、三相一次重合闸保护比较研究。仿真实验结果表

2、明，在20kV架空线路中采取(若线路有架空线)构成。升压后变电站20kV出线的中途附加自动配电开关的措施，可以扩大相间短路的保护继电保护，除了电压互感器、电流互感器以及一次区域，使之与原系统做同样程度的整定。本文还提出在设备需要适当调整外，二次保护装置，保护类型及20kV经低电阻接地系统中，需要加装零序方向电流保定值整定原则和10kV大体一致。现针对一般保护方护，才能防止故障点接地电阻较大情况下的拒动。仿真实式采用PSCAD/EMTDC仿真研究，并对所得结论进验结果表明，通过这些措施，20kV配电系统可以保证与现有10kV系统拥有同样的供电质量。行分析。关键词：20kV配电系统；升压改造；继电

3、保护0引言伴随着我国国民经济的持续发展，电力供需矛20kV母线220/20主变220kV母线Y0/Y0L4L3L1 L2盾不断加剧，现行l0kV配电网在供电能力等方面存在很多局限性。国内外研究和实践已证明，20kV这L5L6一电压等级尤其适宜于较高电力负荷密度情况下L7的工业化初期阶段，故它也十分适合于我国社会主L8···义初级阶段。20kV电压级在中压配网中势在必行之时，对20kV配网中的一些关键性问题进行合理规划是十分必要的。为了节省电网建设投资费用，20kV配电方式大多由现行的10kV配电方式升压改造而来的。但是，前者对后者的许多设备有必要再配置，如何由现行的配电方式过渡已成为一个课题。

4、我国10kV系统大多为中性点不接地或经消弧线圈接地系统，均为小电流接地系统，在这些系统中发生单相接地故障时，一般只要求继电保护设备能有选择性的发出信号即可，而不必跳闸[1]。随着配电网的发展，尤其是在城市配电网中，电缆开始大量使用，造成系统的对地电容电流大幅度增加，同时绝缘水平较低的新型电气设备得到了广泛应用，传统的中性点接地方式难以适应以电缆出线为主的城市配电网的发展要求。20kV系统中性点宜改为经电阻接地方式，由于单相接地故障电流大，需要立即跳闸，切除故障，这与小电流接地方式有根本的区别，因此升压后系统的继电保护也需要做出相应改造。1过电流保护方式的适用性讨论图120kV配电系统接线图20

5、kV配电系统接线如图1所示。在各种电压等级序列中220/20/0.4kV方案的输变电总投资最省，输变电总占地面积最小[2]。220kV输电线经两台降压变降压至20kV后向城区供电，20kV母线共有8条出线，其中L1与L5为纯架空出线，L3为架空电缆混合出线，其余为纯电缆出线，线路总长147km，是一个典型的以电缆为主的城市配电网。电缆型号XLPE-3×300,架空线型号为LGJ-240，是由10kV系统升压而来。每台主变压器容量为120MVA，20kV侧母线采用单母线分段接线方式，在正常情况下各母线独自运行，每台主变各带一段母线，互为备用。依据本系统总电容电流约为256.63A，计算得中性点经

6、低电阻接地合理[3]，且接地电阻为18Ω。系统总负荷容量为93.6MVA。1.2系统仿真与分析OCR是当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，使断路器跳闸或给出报警信号。升压改造后，OCR仍可沿用原有的整定计算原则,但是为使10kV设备得到最大程度的保留，20kV系统有必要与10kV系统做同样程度1···的整定（线路容量的150%左右），这样OCR对末端负荷电流的功能，通过采集线路电流和开关延时的短路故障才能具有足够保护能力。另外，从20kV系配合，可以实现过电流保护范围扩大[4]，从而有效统配电方式比10kV有更高的送电能力、适用于较长地实现继电保护改造，并逐步升级实

7、现架空线路的的传输距离的系统来考虑，线路末端短路电流更小馈线自动化和全面的配网自动化。对表1最严重的对灵敏度要求不利。此外，三相四线制中，电压线情况，设置自动配电开关的效果用PSCAD确认的结-中性线间的短路（以下称LSN）保护是必要的。果如图3所示，临界值由约7km,延长至约16km。在图1所示系统接线图中的L3（混合线路，其中电缆出线2km，引出架空线路23km,负荷端电压控制在最恶劣的情况，