高压厂用电馈线相间短路保护配置探讨毛文娟

高压厂用电馈线相间短路保护配置探讨毛文娟

毛文娟

（中国电建西北勘测设计研究院有限公司）

摘要：本文着重分析了发电厂高压厂用电电源馈线的保护配置，从短路故障计算分析入手，给出了详细的保护配置方案。

关键词：高压厂用电馈线；保护配置

引言

高压厂用电系统为非有效接地电网，对高压厂用直馈线路的相间保护，《火力发电厂厂用电设计技术规定》（DL/T5153-2002）要求为“宜装设两相两继电器式的电流速断保护和两相三继电器式的过电流保护，保护动作于跳闸”，《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）中要求为“发电厂厂用电源线（包括带电抗器的电源线），宜装设纵联差动保护和过电流保护”。

1电流速断保护整定计算

电流速断保护的动作电流Iop按躲过电缆末端三相短路电流计算，由算例可知一般除厂内的高压厂用电馈线供电距离较短，阻抗比电源阻抗小的多，很难满足式（1-1）。对于算例条件（6kV高压母线，母线短路电流38kA），截面3×240mm2的电缆，供电距离大于1.9km时才能满足式（1-1）。

2纵联差动保护

如前所述向Ｉ类负荷供电的高压厂用馈线，当不能满足式（1-1）要求时，为保证快速切除故障，防止母线电压降低影响负荷供电，应采用纵联差动保护来代替电流速断保护。纵联差动可采用以下两种方式。

a）单装置纵联差动保护。即线路始端电流互感器、末端电流互感器均接入设于线路始端的纵联差动保护装置，实现比率制动原理差动。为满足电流互感器二次额定容量的要求，电流回路的电缆长度不能太长，因此，采用此方案时供电线路长度不能超过电流回路电缆长度的要求。

采用额定二次电流为5A的高压厂用馈线电流互感器，其额定容量一般不超过30VA，若电流互感器二次回路采用线芯截面4mm2的控制电缆，允许的电流回路电缆长度约为118米。

采用额定二次电流为1A的电流互感器，其额定容量一般不超过10VA，若电流互感器二次回路采用线芯截面4mm2的控制电缆，允许的电流回路电缆长度约为957米。

b）光纤纵差保护。当供电电缆长度超过电流回路所允许的二次电缆长度时，将无法采用a）中所述的单套纵联差动保护方案，此时可采用光纤差动保护，在线路始端、末端分别设置保护装置，通过与主回路线路并行敷设的光缆通道传输纵联保护信息，实现纵联差动保护。

3过电流保护

过电流保护作为纵差保护（或速断保护）的后备，保护线路的相间短路故障，同时也作为外部相间短路故障保护。

4无选择性瞬时速断保护

对II、III类负荷的高压厂用馈线，对短时停电不影响机组正常运行的设备（如输煤系统的电源馈线），为简化保护并缩短保护动作时间，可以适当让瞬时电流速断保护少许伸入受电母线，以保证馈线电缆末端两相短路有一定的灵敏度（Ksen=1.25）。

无选择性瞬时电流速断保护动作电流为：

按馈线电缆末端两相短路有一定的灵敏系数Ksen=1.25计算，

5结论

根据前述分析总结得出直馈高压厂用馈线形式的高压厂用电源馈线相间短路的保护配置方案如下，

1）对于向I类负荷供电的高压厂用馈线，采用电流速断保护（如灵敏度不满足，采用纵差动保护）和过电流保护，动作于跳闸；

2）对于向II、III类负荷供电的高压厂用馈线，宜装设电流速断保护和过电流保护，动作于跳闸；

作者简介：

毛文娟女硕士研究生高级工程师工作单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司