4 高铁10KV配电线路继电保护
高铁中的10KV配电线路为2条,主要为铁路负荷点供电,考虑到电源分布和便于检修的问题,通常设置在铁路沿线。通常情况下,高铁10kV配电线路继电保护装置有几项原则,其中包括:1、通常在配电站的进线上不设置继电保护装置;2、变电站和开关站出线的保护装置,通常包括过电流保护、零序电流保护和前加速一次重合闸保护;高铁10KV配电线路继电保护主要有电流速断保护、过电流保护、零序电流速断保护、零序过电流保护以及低电压与定时限低电压保护5种保护。
(1)10KV配电线路的电流速断保护及过电流保护
10KV配电线路的电流速断保护,其中保护装置的动作电流的计算公式为:(除去线路末端短路时的最大三相短路电流)
其中Krel 为可靠系数,通常为 1.3;Kjx 为接线系数,接相电流时的值为1,接相电流差时的值为√3;I2k3max为最大运行方式下,线路末端三相短路超瞬态电流;nTA为电流互感器的变比。
就经多个断路器保护的多级线路而言,为了保障继电保护具有良好的选择性,通过(1)式得到的电流速断的值相对较大,通常不能满足对线路全长的保护;然而10KV配电线路没有多级线路,各个线路均单独运行,因此,在实际的应用中,可以通过进一步减小电流速断的整定值来扩大其保护范围,进而增大其灵敏度,通常取电流速断的整定值比过电流整定值大3~4倍。
10KV配电线路的过电流保护,其中保护装置的动作电流的计算公式为:(除去线路的负荷电流)
其中Igh为线路过负荷电流,一般有电动机时,该值为额定电流2~3倍,没有电动机时,该值为额定电流1.3~1.5倍;Kr为继电器的返回系数,数值为0.85。
(2)10KV配电线路的零序电流速断保护及零序过电流保护
10KV配电线路的零序电流速断保护,在配电线路发生单相接地故障时,要求其反应要灵敏、迅速,能够及时断开发生故障的线路。所以,虽然零序速断电流的整定值的选择较大,但是也要满足发生单相接地故障时灵敏度的要求:
其中Ijd为发生故障时的短路电流,Ksen为灵敏系数,该值通常为1.5。
单相接地故障发生时,接地短路电流计算公式为:
其中X0∑、X1∑、X2∑分别为系统的零序、正序、负序阻抗;R0为中性点的接地电阻;U为线路额定电压。
为了断开电力系统中出现单相接地短路故障的线路,而设置零序速断保护。但直接接地故障不是配电线路的唯一的接地故障,有时也会出现经过一个未知大小的过渡电阻接地的接地故障。因而,需要设置零序过电流保护。为了增加过渡电阻的范围,保证对线路末端的灵敏度足够大,一般取尽可能低的零序过电流,通常为30-80A。该保护装置的动作电流要满足以下要求: