3 保护配置方案
3.1 CT安装位置选择
3.1.1考虑单相接地保护判据
目前常用的低压配电系统单相接地保护判据包括IG -IA+IB+IC+IN和IG=IA+IB+IC两种。若选择后者,则零序CT安装位置方式1、方式2均可;若选择前者,则零序CT安装位置只能选择方式2,否则可能导致接地保护误动。如图3所示,对于相线和N线短路故障,馈线的接地故障判据(IG=IA+IB+IC+IN)不起作用;而对于变压器低压侧CT,其IG=IA+IB+IC=Id可能导致接地保护误跳闸。
3.1.2考虑单相接地保护配置
低压配电系统负荷较多,若每个回路都配置单独的接地保护,则成本将增加。实际应用中多采用速断保护兼做单相接地保护,因此在设计阶段需严格校验其灵敏性。
由于各低压回路无单独接地保护,因此发生接地故障回路的速断保护不能可靠跳闸时,若变压器低压侧单相接地保护整定值较小,则可作为整个低压配电系统的接地保护后备,以避免事故扩大。此时CT宜按方式2安装。
3.1.3考虑负荷中心母联断路器的极数
当母联断路器为三极开关时,CT安装位置宜采用方式1,否则有接地保护误动风险。如图4所示,两段负荷中心分列运行时,母联断路器分闸,若变压器A低压侧发生接地故障,则零序电流Io=101+102。其中101通过变压器A接地线流人故障点,h:通过中哇线N经变压器B接地线流人故障点,两台变压器的零序CT都流过了零序电流,且大小基本相等,此时可能导致变压器B接地保护误动。
3.2定值整定
根据系统设计情况并参考上述因素选定CT位置后,单相接地保护整定主要考虑上下级的配合关系。以该核电厂为例,干变低压侧进线断路器为ABB框架断路器Emax系列配置PR122电子脱扣器,开关接地保护设定值最小为0. 2In,而各负荷中心进线断路器接地保护设定值见表2、因此配电变压器低压侧接地保护定值主要考虑与断路器自带接地保护的配合关系。
4 合理化建议
该核电厂低压配电系统每个配电间均设置两台变压器,两段负荷中心对称布置,负荷中心配置母联断路器,为保证两段间的独立性,母联断路器宜采用四极断路器。为提高单相接地保护的灵敏性,采用全IG=IA+IB+IC+IN判据,CT采用方式2安装位置。
对于馈线回路配置单独接地保护的配电系统,变压器低压侧接地保护的整定考虑与负荷中心进线断路器接地保护配合即可。对于馈线回路未配置单独接地保护的配电系统,考虑到配电变压器低压侧单相接地保护需作为整个低压配电系统的接地保护后备,单相接地保护动作值只需躲过漏电流,保护动作于跳闸或信号。根据《工业与民用配电设计手册》,Dyn11变压器不需单独配置单相接地保护,故此处可考虑保护动作于信号,以便于运行人员及时发现并处理故障。
5 结束语
配电变压器低压侧CT的安装位置需综合低压配电系统单相接地保护配置情况、低压配电系统单相接地保护判据、负荷中心母联断路器极数等来确定;CT安装位置选定后,再根据上下级配合关系来确定整定值。针对核电项目低压配电系统的特点,建议负荷中心母联选取四极断路器,单相接地保护CT安装在N线与PE线间,这样更有利于提高保护灵敏性及整定灵活性。