10kV变电站继电保护标准设计

沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计浅谈

摘要：本文介绍了沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计的概况，阐述了二次设备的组合方式及10kV间隔保护的具体配置方案，统一端子排及编号的设计原则，对一些复杂的接线形式及连锁问题提出了一些解决方法，供设计参考。

关键词：10kV变电站继电保护设计统一原则

1 引言：沈阳地区由于历史原因一直存在配电网自动化水平不高，二次设计标准不统一，二次设备配置不合理等诸多问题。随着沈阳地区配电网改造步伐的加快，对电气二次设备可靠性，二次设备配置及接线合理性的要求会越来越高，是配电网自动化能否实现的关键因素。

将二10kV变电站次设计典型化，模块化是工程设计的方向。

2 总体思路

在对10kV变电站设计电气二次设计中我们发现，由于用户的需要不同主接线的形式多种多样，有单电源，双电源，有不带母线、有单母线、分段母线等等，这样如果规定变电站主接线做总体的标准设计难度非常大。在设计中我们总结出无论哪种接线样式其间隔开关柜的样式都为确定，这样我们将标准设计分块化，既以间隔为标准，将固有的间隔电气二次回路设计成标准样式，不同的接线样式也是固有的间隔组成，这样根据间隔的标准设计完成整个变电站的设计工作。

3 保护的配置原则

对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。按照工厂企业10KV供电系统和民用住宅的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置：

（1） 10KV线路应配置的继电保护

10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。

（2）10KV配电变压器应配置的继电保护

1）当配电变压器容量小于400KV A时：一般采用高压熔断器保护；

2）当配电变压器容量为400～630KV A，高压侧采用断路器时，应装设过电流保

护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护；

3）当配电变压器容量为800KV A及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于油浸式配电变压器还应装设气体保护；另外尚应装设温度保护。

（3） 10KV分段母线应配置的继电保护

对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除；另外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时，其瞬动部分应解除；对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。

这里要注意的是：

一、考虑到供电的可靠性10KV线路继电保护中不设置自动重合闸装置，保护配置上我们选用速断保护、过流保护并加装失压保护。

二、由于沈阳地区10kV配电变压器多为干式变压器，将保护配置为速断保护、过流保护、过温告警和超温跳闸保护。

三、分段保护配置为经济灵活的速断保护、过流保护。

4 间隔划分

4.1 进线柜：此柜中不设置保护装置，但要有相应的显示回路及基本闭锁回路。

4.1.1交流回路:仪表室及电缆室设置照明回路和加热器回路。

4.1.2直流回路：手车试验位置就地指示、手车运行位置就地指示，通过手车位置辅助接点串接形成。

4.1.3闭锁回路：通过带点显示器闭锁开关柜后门，将带点显示器闭接点引入后门电磁锁。

4.2 计量柜：

4.2.1设置与进线柜相同的交直流回路。

4.2.2 设置A,C相单绕组0.2S级计量用电流互感器。

4.2.3电压互感器采用两台单绕组VV接线形式。三相三线制计量方式。

4.2.3设置电压监视回路和负控装置测量回路。

4.2.4设置连锁回路计量柜与受电柜应具备电气联锁功能，以防带负荷推拉计量柜手车。

4.2.5当变电站需要220V交流电源时，可在计量柜内设置一组10/0.22kV电压互感器。

4.3受电柜：

4.3.1在交、直流回路中增加事故音响报警，电机手动储能和监视储能完好回路。

4.3.2设置A,C相双绕组0.5/5P15级测量、保护用电流互感器。

4.3.3速断保护、过流保护并加装失压保护跳闸出口必须加压板，方便灵活投退。设置手动合分把手。设置试验位置合分按钮。

4.3.4信号回路设置手车位置信号、断路器位置信号、失压信号、弹簧未储能信号，如有其它信号设计中已预留输入节点。

4.3.5连锁回路：当计量柜手车不在工作位置时闭锁合闸，当双电源供电时，两电源不允许同时共供电，所以要设置互锁回路，保证一个受电柜合位时，另一个受电柜闭锁合闸。带电显示器闭锁后门。

4.4电压互感器柜：

4.4.1电压互感器为3台星型接线，二次侧设置两卷，一卷为星行接线测量用，一卷为开口三角保护用。并增加微机消谐和电压监控装置。

4.4.2交直流回路与进线柜一致。

4.5主变馈线柜：

4.5.1柜内配置与受电柜一致，保护没有配置失压保护而增加温度非电量保护，所以跳闸方式，和信号回路稍有不同。

4.5.2一般情况没有与其他柜闭锁情况，当用户特殊要求主变馈线柜互为备用不同时投运时，增加互锁回路。

4.6分段柜

4.6.1柜内配置与受电柜一致，保护没有配置失压保护。

4.7直流柜设置为2面，1面为蓄电池柜：100Ah/12V蓄电池。1面为直流馈出柜：10路出线。交流进线为2路38V电源，并配置电源投切装置和3组整流模块。

4.8当需要380V电源时增设所用变间隔开关柜。出线引至柜顶小母线。

4.8

5端子排及编号统一原则

端子排设计根据《110（66）kV标准配送式变电站二次系统技术规范和接口标准》

中的定义执行，采取“功能分区，端子分段”的原则分段设置端子排。既交直流分段布置，先输入后输出原则。

端子排定义

6 关于备自投及连锁

在设计工程中发现一些较为重要的负荷地区，在10kV变电站保护装置内增设备自投功能，这样增强了变电站的可靠性，也满足了经济性的要求，但这也造成了二次系统连锁回路的复杂性，怎样平衡这一矛盾是备自投广泛运用的条件。例：备自投逻辑

7结束语

我院从事的10千伏变电站设计规模和主接线形式已经形成了典型方案，保护方式实现了从常规电磁型向微机型的过渡，大量变电站采用微机型保护，尽管不同保护设备厂家装置内部元器件的构成各不相同，但各厂家设备的模拟量输入输出，开关量输入输出，信号量输出等是大致相同的，为实现二次典型施工图设计提供了可能。

为保证图纸的通用性和准确性，在设计开展之前，由局管理部门对配电网自动化

发展和典型设计提出具体要求。项目组成员收集问题，及时与管理部门沟通，并最终形成一致的设计标准作为典型设计的依据。

根据常用厂家提供的图纸，经过与厂家充分沟通，规范其在二次回路设计上的标准，使其在端子排布置，外部回路号等具备通用性。

统一设备标准后，根据项目策划进度、分工，项目组人员各负其责进行实施。这个过程需要时间较长，项目参加人对各自分管的设计图册开展设计，项目负责人要对项目统筹管理，对出现的问题要及时总结归纳。定期召集项目组人员开协调会，解决疑难问题，并反馈上级部门，力争使完成的成品少差错甚至无差错。产品完成后进入审核阶段。先由项目组内部人员进行自审和互审，审核完毕后出版成品蓝图，并送交局相关部门，以审核会的形式进行最终审核。

典型设计完成后可以全面应用于沈阳地区配电网，后期可以大大缩短设计周期提高效率大大缩短设计周期，可以实现配电网二次标准化，降低运行维护成本，具有广阔的应用前景。