《千伏限流开断器启动值及其和母联断路器配合的研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《千伏限流开断器启动值及其和母联断路器配合的研究.docx（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、.35千伏限流开断器启动值及其和母联断路器配合的研究-工程论文35千伏限流开断器启动值及其和母联断路器配合的研究 冯国青FENGGuo-qing（国网忻州供电公司，忻州034000）（StateGridXinzhouPowerCompany，Xinzhou034000，China）摘要：介绍了主变35千伏侧限流开断器结构和原理，给出了限流器的整定值、保护水平和保护范围，并对母联备自投问题进行了分析。Abstract:Thispaperintroducesthestructureandprincipleof35kVmaincurrentlimitedinterrupter,givestheset
2、tingvalve,protectionlevelandtheextentofprotectionofthecurrentlimiter,andanalyzestheauto-ploughworkofbustieequipment.关键词：变压器；限流开断器；启动值；母联断路器Keywords:transformer；currentlimitedinterrupter；startingvalue；bustiecircuitbreaker中图分类号：TM561文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）31-0103-030引言由于国网忻州供电公司220千伏代县变电站1号、2号主变压器
3、35千伏侧短路耐受能力较弱，故给主变35千伏出口断路器上串接DDXK1型大电流限流开断器（限流器），对主变进行快速短路保护，以限制发生近区故障时的短路电流幅值和通流时间，保护主变压器不因短路电流的冲击而损坏。1DDXK1大电流限流开断器（限流器）结构及动作原理DXXK1型大电流限流开断器由采用爆破切割原理的快速隔离器、特种高压限流熔断器、电流传感器、电子控制器、隔离变压器、底座等部件组成。其外观和原理接线图如图1所示。DXKK1限流器动作原理如图2所示。正常运行情况下，快速隔离器1和特种高压限流熔断器2并联，由于前者的主回路电阻仅为后者的数百分之一，所以在正常运行情况下，母线电流几乎全部流过快
4、速隔离器l。发生短路事故，当短路电流变化率di/dt和电流瞬时值i两个判据同时超过电子控制器3整定值时，电子控制器3发出点火信号，对快速隔离器1的断口进行爆破切割，断口高速断开，全开断时间小于500微秒。在快速隔离器1断口开断的过程中，故障电流转移到特种高压限流熔断器2中，由2最后开断短路电流，切除故障。经过约23ms燃弧时间之后，熔断器熄灭电弧，将短路电流开断。其开断短路电流波形如图3所示。i1为预期短路电流波形，i2为DDXK1动作后的短路电流波形。由图可见，短路电流在第一个半波，在尚未上升到峰值之前已被快速截断，实际出现的短路电流的峰值Ic被限制到预期峰值的（1545）%，i2的持续时间
5、仅为35ms，使作用于变压器绕组的电动力按平方关系减小为原先值的2%20%，破坏能力指标i2t减小为原先值的约0.5%，从而有效地保护了主设备免遭短路损坏。DDXK1的启动值可按要求预先整定，动作后，低压信号控制箱上动作相红灯变为绿灯，内部记数器记录一次动作。设备一次接线。实际变电站的接线如图4所示。图中DDXK1-40.5系拟加装在主变出口的大电流限流开断器。DDXK1与出口断路器DL1（DL2）联动。正常负荷电流的开合以及未超过DDXK1整定值的小短路电流的开断由断路器DL1（DL2）进行；当预期短路电流超过DDXK1的动作值（按变压器耐受短路电流的能力确定）时，DDXK1快速动作并切除故
6、障，限制短路电流不超过变压器的耐受值，保障变压器不发生短路损毁。因为在两相短路情况下，DDXK1仅两相动作，为避免非全相运行，在DDXK1动作后，由其低压信号控制箱中的常开/常闭接点再联动DL1（DL2）三相跳闸。由于主变出口发生近区短路属于比较重大的故障，在断路器跳闸后，通常应对主设备进行巡视和检查，此时，可拉开主变出口的隔离开关，更换DDXK1动作相的备件（快速隔离器和限流熔断器），约需30分钟的时间。2限流器的整定值、保护水平和保护范围2.1限流器的整定值判据和保护水平 2.2确定启动值时主要考虑的问题作为变压器低压侧的快速短路保护，主要按变压器的短路耐受能力决定限流器的启动值，启动值越
7、低，通过变压器的短路电流越小；但启动值不能过低，因启动值越低，限流器的动作几率越高，加大运行成本。另外，35千伏出线上发生近区故障时，因限流器具有超高速（15ms）开断短路电流特性的特性，而35千伏出线跳闸出口时间一般为0.3s，限流器可能先于35千伏出线断路器跳闸。因此，在主变短路耐受能力范围内，DDXK1的启动值应取得高一些为好。应当考虑以上两种情况取折中值。2.3变压器的短路电流及耐受能力代县1号、2号主变压器为江苏华鹏变压器厂制造，于2008年5月投入运行，变压器型号为：SFSZ10-150000/220，接线组别为Yn，yno，d11，电压变比为220±8×1.2
8、5%/115/36.75。根据设计院单位提供的资料，2013年对220千伏变电站主变动态考核，该站最大运行方式下通过主变35千伏侧的短路电流为12.432千安；主变35千伏侧实际可耐受短路电流为10.2千安。2.4限流器的启动值在给出变压器短路电流耐受能力的情况下，应当按其短路耐受能力确定限流器的启动值。但不宜取的过低，防止线路上发生短路增加限流器动作几率。针对代县变电站的实际情况，留10%的裕度，则限流器的启动短路电流应为0.9×10.2=9.2千安。故取限流器的启动值为： 3根据整定值计算动作范围以代县1号主变压器为例，在大方式运行情况下，出口短路电流为12.432千安，U?准=
9、21.36千安,即电源侧阻抗为Z1=1.718；35千伏架空线路和母线阻抗按0.4/km计算，35千伏母线桥长度约20m，在距离出线断路器不同距离处发生三相短路时的短路电流值如表1所示。可见，当架空线路上发生三相短路、且短路点到变电站的距离小于1590m时，DDXK1会动作；当线路上短路点到变电站的距离大于1590m时，DDXK1不动作。动作后实际通过变压器的短路电流值约为7.8千安（有效值）。由于35千伏架空线路通常有2km的带避雷线的进线段，在距离变电站2km范围内，发生因雷击35千伏线路的避雷线、并引起反击和相间短路的几率比较小，因此，因线路故障而引起限流器动作的几率比较小；限流器主要是
10、在母线上发生短路时才会动作。4防止35kV电容器组投入时的合闸涌流可能导致限流开断器误动35千伏母线上最大一组电容器为10008kVar，串联限流电抗器的主要参数为：电抗率6%，额定电流145A，额定阻抗9.52。电容器的额定电流145A。根据GB/T11024.1-2001标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第一部分总则附录D中的规定，以及DL5014-92330kV500kV变电所无功补偿装置设计技术规定附录二，以及SDJ25-85并联电容器装置设计技术规程附录二关于“电容器组投入电网时的涌流计算”所列公式，电容器合闸瞬间涌流的最大峰值Iymax和频率分别为： 所以DDXK1在投切并
11、补电容器等情况下不会发生误动，仅在出现大于约9.2千安短路电流时才会动作。5关于母联备自投问题在1号、2号主变压器35千伏侧无限流器情况下,当35千伏I母上发生永久性短路时，1号主变压器401断路器跳闸后，应同时闭锁母联备自投，防止将2号主变合闸到短路点上，使2号主变再受一次短路冲击；在1号主变及2号主变35千伏侧均装有限流器情况下，当35千伏I母上发生永久性短路时，1号主变限流器快速动作，并联动401断路器跳闸；如果不闭锁母联备自投，则母联断路器400合闸会导致2号主变限流器继续动作，造成全站35千伏失压。故应当闭锁母联备自投。正常情况下，当35千伏I母线上发生永久性短路时，1号主变压器限流
12、器快速动作，切断短路电流之后，401的速断保护返回；但1号限流器动作后，其接点会无时限联动401三相跳闸，401跳闸后应当自动闭锁母联备自投；但为可靠计，同时用1号限流器自身的常开接点ZG2-ZO2去闭锁母联备自投。 6结论主变35千伏出口断路器上串接DDXK1型大电流限流开断器（限流器），解决了公司220千伏代县变电站1号、2号主变压器35千伏侧短路耐受能力不足的问题，能够有效保护主变压器不因短路电流的冲击而损坏。并且，选取合理的限流器启动值既能保证有效发挥其保护功能，还能降低电网设备的运维成本。参考文献：1连里枝，仲秀平，等.低压断路器的限流技术及现状J.机电工程，2006.2陈德桂，曹庆荣.模拟低压限流断路器开断特性的数值方法及其应用J.电工技术学报，1992. 3袁智强，黄薇，江峰青.220kV电网短路电流控制措施研究J.现代电力，2009（04）. :