零序保护整定说明

三、零序保护定值整定介绍

X10kV 配电网采用中性点经消弧线圈接地方式。变电站以一段10kV 母线为一个单元，每段母线独立配置消弧线圈。发生单相接地故障时,接地点将流过整段母线非故障线路对地电容电流总和，简单的系统网络图如下：

参考《工业与民用配电设计手册》，10kV 线路电容电流可按以下公式计算： （1） 电缆线路

la U S

S

Ica r ⨯++=

23.0220044.195 A （1）

（2）架空线路

无架空地线单回路 3107.2-⨯⨯=lb U Icb r A （2） 有架空地线单回路 3103.3-⨯⨯=lb U Icb r A 以上公式中 S----电缆芯线标称截面，mm 2；

la ----电缆线路长度，km ；

lb

----架空线路长度，km ；

Ur----线路额定线路电压，kV ，取10.5kV ；

当电缆线芯为240 mm 2时，按公式（1）计算

la U S

S

Ica r ⨯++=

23.0220044.195 A

=（95+1.44⨯240）⨯10.5⨯la /（2200+0.23⨯240）

=2.05la

当电缆线芯为300 mm 2时，按公式（1）计算

la U S

S

Ica r ⨯++=

23.0220044.195

=（95+1.44⨯300）⨯10.5⨯la /（2200+0.23⨯300）

=2.44la

X 电缆线芯规格多为240 mm 2和300 mm 2，有的线路是300 mm 2电缆与240 mm 2混用，为简化计算，取两种电缆芯电容电流的平均值，有：

（3）

X 现有10kV 架空线多无架空地线，单回架空线采用公式（2）计算电容电流，有：

3107.2-⨯⨯=lb U Icb r A

=2.7⨯10.5⨯310-⨯lb

=0.028lb

综上，10kV 线路对地电容电流按下式计算：

Icb Ica Ic +=

=2.25la +0.028lb （4）

变电站以一段10kV 母线为一个单元独立配置消弧线圈。正常运行时，变电站内各段10kV 母线分列运行，因此，当系统发生单相接地故障时，接地点处按流过一段10kV 母线上所有线路对地电容电流考虑，即

Icn Ic Ic Ic +++=∑...21 （n 为10kV 母线上10kV 出线总数）

a 25 . 2 l Ica =

系统运行要求当发生单相接地故障时，消弧线圈按过补偿方式对接地电容电流进行补偿，补偿度kc=5%~10%，X 管辖范围内的变电站投运中的消弧装置广泛使用广州智光和上海思源两家公司产品，这两家公司的消弧选线方案具有很好的代表性。经咨询，这两个公司均按过补偿度为5%调节消弧线圈容量，当系统发生单相接地故障，消弧装置瞬时投入电抗器直到接地故障消失。因此馈线自动化开关零序CT 采样值为补偿后的残余接地电容电流，按过补偿5%计算，流经故障线路零序CT 的残流为：

0Ic =5%∑Ic

=5%（Icn Ic Ic ...21++）

=5%【2.25（la 1+la 2+…+la n ）+0.028（lb 1+lb 2+…+lb n ）】

（5）

线路正常运行时，对地电容电流均匀分布在整条10kV 馈线中，零序电流整 定值不考虑与馈线本身电容电流值配合问题。

当系统发生永久性单相接地故障而且选线失败时，调度端会在接地故障发

生后1至2分钟左右申请试漏切除故障线路所在开关，我们的馈线自动化开关应在调度试漏前将故障隔离，因此，将馈线自动化开关零序电流保护延时设置在60秒内，考虑级差配合，电源侧第一台自动化开关零序电流保护时间设为60秒，第二台开关零序电流保护时间设为40S 。

选取X 站10kV 1M 母线为例计算馈线自动化开关的零序电流定值： X 站10kV 1M 母线线路参数如下表：

按公式（5）计算，流经故障线路零序CT的残流为：

Ic=5%【2.25（la1+la2+…+la n）+0.028（lb1+lb2+…+lb n）】

=5%【2.25⨯（36.704+8.946）+0.028⨯（29.046+0.238）】

≈5.2（A）

根据计算结果，X站10kV 1M母线上所有10kV出线的自动化馈线开关零序电流整定值0

Ic zd取5A，略小于计算残流值。

具体到每一台馈线自动化开关零序电流延时定值按一次接线图逻辑顺序分别整定为60S和40S，即：以变电站10kV开关为起点，沿10kV馈线延伸方向，主干线上第一台馈线自动化开关零序保护动作延时设置为60S，第二台馈线自动化开关或支线上第一台馈线自动化开关零序保护动作延时设置为40S。

从配网供电可靠性角度出发，要求经消弧线圈补偿后的系统接地电流小于10A，否则接地电弧不易自动熄灭，为防止接地故障引起弧光过电压影响系统安全稳定运行，当接地电流大于10A，自动化开关应能将故障点隔离，因此，将自动化开关零序电流保护定值上限设为10A。

综上所述，X局馈线自动化开关零序电流整定以变电站一段10kV母线为一个单元，同一10kV母线下所有自动化开关零序电流定值相等，整定范围Io≤10A，保护延时按逻辑顺序整定为60S和40S。

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