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当10kV较小负荷出线配用电流互感器的分析

发布时间:2021-09-11 20:51:38 阅读: 来源:金属穿线管厂家

10kV较小负荷出线配用电流互感器的分析

摘要:馈电线路所配用的电流互感器(以下简称TA),主要考虑到满足继电保护和计量准确,选取额定变比时,尽量使TA的额定一次电流接近实际最大负荷电流。但是,随着城市街道纷纷将架空线路改为高压电缆入地,电缆的电抗值较小且有分布电容,首末端短路相差不大。对于较小负荷的10 kV出线,特别是专线用户所配用10 kV TA稳定性校验一般很难满足,如不采取措施,则会带来严重后果。

关键词:10kV 较小负荷出线 电流互感器 馈电线路所配用的电流互感器(以下简称TA),主要考虑到满足继电保护和计量准确,选取额定变比时,尽量使TA的额定一次电流接近实际最大负荷电流。但是,随着城市街道纷纷将架空线路改为高压电缆入地,电缆的电抗值较小且有分布电容,首末端短路相差不大。对于较小负荷的10 kV出线,特别是专线用户所配用10 kV TA稳定性校验一般很难满足,如不采取措施,则会带来严重后果。 1 馈线事故引起进线断路器爆炸 新安县电业局江路线为(电压等级110/10 kV)供给高速公路收费站的一回电缆专线,电缆长度2.5 km,收费站内安装250 kVA配变一台(额定电流14.43 A)。为确保计量准确度,使互感器额定一次电流和最大负荷电流相接近,选用TA为LAJ-10变比20/5,江路线供电系统见图1。 2002年8月,江路线馈线1.5 km处,因修路挖掘机将穿管直埋地下的95 mm2交联聚乙烯电缆挖断,江路柜内两相TA爆炸弧光形成三相短路,使出线断路器真空泡击碎,同时造成主变10 kV低压侧跳闸。据查,江庄变电站送出的江路10 kV出线断路器额定开断电流20 kA,而TA额定短时热稳定电流It = 2.4 kA,额定动稳定电流Igf 5.实验项目的范围= 4.3 kA。 2 TA的电气稳定性分析 按图1作出等值电路图见图2,现对故障时一次电流情况进行计算,分析互感器的误差特性和稳定特性。 2.1 电参数计算 经折算得:110 kV系统短路电抗为X1 = 0.0679; 1#变压器短路电抗为X2 = 0.5529; 江路线短路点前短路电抗为X3= 0.3993; 计算电抗X*∑= X1 + X2 + X3 = 1.0201。 三相短路时TA流经次暂态短路电流周期分量有效值为:I" = 1 / X*∑×5.5 = 5.3917(kA)。短路冲击电流瞬时值为:ich = 2.55I" = 2.55×5.3917 = 13.75(kA)。 2.2 稳定性分析 TA短时热稳定校验公式It2t≥Qt ,其中:t指热稳定时间;Qt短时电流热效应,取Qt=I"2TK(TK为短时持续时间,取后备保护动作时间加相应真空断路器全分闸时间为0.8 s)。 对于江路线馈线TA,It2t = 5.76≤Qt= 23.3。可知所选TA热稳定电流较小,不能满足要求。短路电流周期分量有效值是热稳定电流的2.25倍,短路电流产生很大的热量和电动力,使线圈绝缘损坏及匝间短路并造成断线,从而在TA内部产生弧光,导致高温气体沿着纸筒两侧喷出,造成三相弧光短路。 2.3 保护性能分析 由于TA本身的励磁损耗与此同时和影响,使一次电流I1和二次电流I2在数值和相位上有较大差异。当短路电流流过互感器时,铁心的磁通密度很高,由于铁心材料的非线性、励磁电流的波形畸变,二次电流非正弦波,产生很大的复合误差。当复合误差超过10%时以此类推,影响继电保护的正确动作。江路馈线TA保护绕组在额定输出情况下,准确级及准确限值系数为10 P15。故障时,短路电流达到额定一次电流的270倍,远远大于其准确限值系数15。分析此次事故复合误差在10%区域以外,磁饱和使I2不能迅速增加,影响保护动作,造成保护越级。同时,由于江路馈线TA三相弧光短路,接近母线处的三相短路瞬时值电流达22.6 kA,如此大的短路电流使江路1出线断路器爆炸,上侧主变压器低压侧断路器速断跳闸。 从以上分对塑料造粒机系统燃煤炉的改造已成为亟待解决的重要课题析可以看到,造成事故的根本原因是TA选择过小,据有关资料要达到I" = 5.4 kA短路电流产生的热效应Qt,至少应选用75/5及以上的TA。若选取75/5及以上的TA,作为较小负荷专线用户的关口计量点,平时最大负荷达不到额定值的1/3,影响到计量的准确性。 3 防止事故的措施 3.1 出线串联电抗器 本例按正常工作电压UN=10 kV和最大可能工作电流Imax = 120 A,选NLK-型电抗器来限制短路电流,电抗值由:Xl % = (Id / INbx - X*∑) INUd / (INUd) = 0.0638。 其中:Ud、Id为基准电压、电流;UN、IN为额定电压、电流;INbx为限制到的短路电流。 在此选取Xl% = 6%,重新计算电抗器后短路电流: X*∑ = 2.1915, I0s = 2.3 kA,I0.5s = 2.99 kA,I1.1s = 2.9 kA,经核算满足动热稳定要求。 电压损失计算:△U % = 2.16% 5%。 残压计算:△Ure% = 72% 70%。 当线路电抗器发生故障时,电压降主要产生在电抗器上,而且能在母线上

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