1背景概述

大壩寺主變電所為重慶軌道交通十號(hào)線供電電源,該所位于中央公園東站附近,其110kV側(cè)采用內(nèi)橋接線方式。正常運(yùn)行時(shí),主變電所兩臺(tái)110/35kV主變壓器分列運(yùn)行。35kV側(cè)采用單母線分段接線方式,饋出35kV電源給沿線牽引和降壓變電所及站內(nèi)設(shè)備供電,主接線圖如圖1所示。該主變電所35kV饋線開關(guān)柜均為SF₆氣體絕緣柜,其中35kV配電變配置的電流互感器保護(hù)和測量兩組參數(shù)分別為5P30級(jí)、1000/1A、5VA和0.5級(jí)、100/1A、5VA。配電變壓器參數(shù)為:SC11-160/35型,35±2×2.5%/0.4kV,U_k%=6;D,yn11。35kV配電變回路配置主保護(hù)速斷保護(hù)、后備過流保護(hù)。目前該主變電所已投入運(yùn)行。

2存在問題及分析

大壩寺主變電所35kV開關(guān)柜采用上海施耐德電氣自動(dòng)化有限公司的繼電保護(hù)裝置,已配置的35kV配電變回路速斷保護(hù)、過流保護(hù)均無法整定,原因?yàn)榇髩嗡轮髯冸娝?5kV配電變開關(guān)柜回路電流互感器(5P30級(jí)、1000/1A、5VA）變比選擇過大。具體無法整定的分析過程如下:

(1）過流I段保護(hù)裝置整定分析:按躲過配電變壓器低壓側(cè)故障整定I₂=K_k ×I_e/K_f 其中K_k=1.5。

選擇5P30級(jí)、1000/1A、5VA電流互感器繞組時(shí),按0.4kV母線發(fā)生短路故障,計(jì)算出35kV配電變高壓側(cè)(35kV）短路電流為42.2A:電流互感器二次側(cè)為42.2mA,35kV配電變回路過流I段保護(hù)按1.5倍短路電流整定:1.5×42.2=63.3mA:保護(hù)裝置最小動(dòng)作電流為80mA,故35kV過流I段保護(hù)裝置定值無法設(shè)置。

（2）過流Ⅱ段保護(hù)裝置整定分析:按躲過配電變壓器額定電流整定I₂=K_k ×I_e/K_f ,其中K_k=1.3,K_f=1。

根據(jù)35kV配電變壓器160kVA計(jì)算出35kV側(cè)回路額定電流為2.64A:選擇5P30級(jí)、1000/1A、5VA電流互感器繞組時(shí),電流互感器二次側(cè)電流為2.64mA:35kV配電變回路過流Ⅱ段保護(hù)按1.3倍額定電流整定:1.3×2.64=3.432mA:而保護(hù)裝置最小動(dòng)作電流為80mA,故35kV過流Ⅱ段保護(hù)定值無法設(shè)置。

因此當(dāng)有故障發(fā)生時(shí),將無法保證設(shè)備安全,甚至可能引起主變所35kV側(cè)進(jìn)線斷路器跳閘,造成其供電范圍內(nèi)的正線各車站停電,嚴(yán)重影響運(yùn)行安全。

3處理方案

大壩寺主變所中的35kV開關(guān)柜選用SF₆氣體絕緣柜,電流互感器密封在SF₆氣室內(nèi),現(xiàn)場更換電流互感器困難,施工難度大,改造費(fèi)用高,且會(huì)對(duì)運(yùn)營造成影響。經(jīng)綜合考慮,采用一組三相5P30級(jí)、50/1A、5VA穿心式電流互感器安裝于電纜夾層,可實(shí)現(xiàn)配電變回路保護(hù)。重新驗(yàn)算如下:

（1）過流I段保護(hù):按躲過配電變低壓側(cè)故障整定I₁=K_k×_Ikmax⁽³⁾，其中Kk=1.5。

按0.4kV母線發(fā)生短路故障,計(jì)算出35kV配電變低壓側(cè)(0.4kV）短路電流為42.2A,選擇變比為50/1A的電流互感器時(shí),折算到二次側(cè)電流為844mA,35kV配電變回路過流I段保護(hù)按1.5倍短路電流整定:1.5×844=1266mA,故35kV過流I段保護(hù)裝置定值可以整定。

（2）過流Ⅱ段保護(hù):按躲過配電變壓器額定電流整定I₂=K_k ×I_e/K_f,其中K_k=1.3,K_f=1。

由35 kV配電變壓器160 kVA計(jì)算出35 kV側(cè)額定電流 為2.64 A:選擇變比為50/1 A的電流互感器時(shí) ,折算到二次側(cè)電流為52.8mA ,按I₂=K_k ×I_e/K_f = 1.3×52.8/1=68.64 mA< 80mA ,過流Ⅱ段保護(hù)定值無法設(shè)置。

但《電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算規(guī)程》(DL/T866—2815）8.2.1規(guī)定:"電流互感器額定一次電流宜按回路最大負(fù)荷電流選擇?？紤]到變壓器過負(fù)荷能力,變壓器回路可取1.5倍變壓器額定電流。"

大壩寺主變電所的配電變壓器過載曲線(由廠家提供）如圖2所示。

若考慮到35kV配電變及相關(guān)電纜的過負(fù)載能力,35kV配電變壓器回路過流Ⅱ段保護(hù)裝置定值電流按額定電流的1.5倍選擇,即1.5×2.64=3.96A。折算二次側(cè)電流為79.2mA,按1.3倍額定電流整定:1.3×79.2=102.96)mA>80mA,因此35kV過流Ⅱ段保護(hù)定值可以整定,在達(dá)到設(shè)置定值時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作,使設(shè)備不致?lián)p壞。

（3）準(zhǔn)確限值電流:K_alf×l_n=30x50=1500A<6240A(35kV母線三相短路電流6.24kA）,不滿足要求。《電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算規(guī)程》DL/T866—2015）8.2.5規(guī)定:"當(dāng)3kV～35kV系統(tǒng)電流互感器最大限值電流小于最大系統(tǒng)短路電流時(shí),互感器準(zhǔn)確限值電流宜按大于保護(hù)最大動(dòng)作電流整定值2倍選擇。"按102.96×2=205.92mA,折算到一次側(cè)為l8.3m<58m,滿足要求。

圖2  變壓器過載曲線

4結(jié)語

通過分析發(fā)現(xiàn),在35kV配電變開關(guān)柜外電纜出線處安裝一組變比為58/lm的穿心式電流互感器能夠滿足保護(hù)設(shè)置要求,該方案簡單可靠、改造費(fèi)用低、停電作業(yè)時(shí)間短,對(duì)運(yùn)營基本無影響。因此,在處理實(shí)際問題時(shí),只有從技術(shù)方案、可操作性及經(jīng)濟(jì)性等方面加以全面考慮,提出合理的整改方案,才能更好地保障設(shè)備運(yùn)營安全。