淺談110 kV電網(wǎng)重合閘配置問(wèn)題

葉智杰

摘 要：結(jié)合企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工作實(shí)際，詳細(xì)分析了110 kV電網(wǎng)重合閘的配置要求。

關(guān)鍵詞：110 kV線路；重合閘；電網(wǎng)；配置原則

中圖分類號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.158

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化的日益加深，作為輸配電網(wǎng)電能傳輸?shù)臉蛄海?10 kV電網(wǎng)接線方式日趨多樣，保護(hù)配置也相應(yīng)變得復(fù)雜，這對(duì)重合閘的動(dòng)作方式與保護(hù)及安自裝置之間的配合均提出了新的要求。本文對(duì)110 kV電網(wǎng)中重合閘配置問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

1 110 kV電網(wǎng)的基本特點(diǎn)

1.1 110 kV電網(wǎng)的運(yùn)行方式

110 kV電網(wǎng)運(yùn)行方式主要有以下特點(diǎn)：①多采用環(huán)網(wǎng)布置開環(huán)運(yùn)行的方式，這樣可以利用備自投等自動(dòng)裝置提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，并避免電氣、電磁環(huán)網(wǎng)等不利于繼保整定及設(shè)備運(yùn)行的電網(wǎng)接線。②采用雙回鏈或雙回輻射式接線，可滿足電網(wǎng)設(shè)備負(fù)荷N-1可靠性要求，但應(yīng)避免鏈接變電站數(shù)過(guò)多（一般不超過(guò)3個(gè)），避免短線路成串成環(huán)及多級(jí)串供的接線方式。③單電源終端線路向多處負(fù)荷供電，一般采用T接入供電變壓器的方式。④為避免系統(tǒng)在發(fā)生接地故障時(shí)造成過(guò)電壓，110 kV電網(wǎng)應(yīng)采用直接接地的方式，但為了將接地短路電流控制在允許范圍內(nèi)，部分變壓器中性點(diǎn)可不接地。

1.2 110 kV電網(wǎng)的保護(hù)配置

110 kV母線一般設(shè)置專用的母線保護(hù)，部分單母線非重要樞紐110 kV變電站可不配置專用母線保護(hù)，由相鄰原件的保護(hù)切除母線故障。110 kV線路一般配置三段式接地距離保護(hù)，三段式相間距離段保護(hù)，四段式零序電流段保護(hù)。根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求，如果采用雙回路供電、環(huán)網(wǎng)供電的運(yùn)行方式，就應(yīng)配置光纖電流差動(dòng)、高頻縱聯(lián)保護(hù)等全線速動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，再配以三段式距離保護(hù)及四段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)，且后備保護(hù)一般采用遠(yuǎn)后備方式。為保證在切除瞬時(shí)故障后迅速恢復(fù)線路供電，應(yīng)設(shè)置重合閘裝置。

2 110 kV電網(wǎng)重合閘的一般配置原則

2.1 一般原則

110 kV電網(wǎng)均采用三相一次或二次重合閘，但為避免重復(fù)合閘于永久性故障為設(shè)備和系統(tǒng)帶來(lái)沖擊，國(guó)內(nèi)多數(shù)使用一次重合閘，且由于110 kV開關(guān)為三相聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此，110 kV開關(guān)只有三相重合閘方式。

由于110 kV電網(wǎng)供電方式較為多樣，因此重合閘的動(dòng)作時(shí)間與投退應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行方式。對(duì)于單側(cè)供電負(fù)荷終端的線路，一般使用檢無(wú)壓或不檢重合閘方式。雙側(cè)電源線路重合閘的選用則需根據(jù)兩側(cè)電源組合情況確定：當(dāng)兩側(cè)均為大電源時(shí)，可一側(cè)投檢無(wú)壓，而對(duì)側(cè)投檢同期，這樣線路跳閘后檢無(wú)壓側(cè)先重合，對(duì)側(cè)在經(jīng)檢同期重合并列兩側(cè)電源。當(dāng)其中一側(cè)為小電源上網(wǎng)時(shí)，應(yīng)投檢線路有壓母線無(wú)壓重合閘方式，這樣配合適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)配置可待對(duì)側(cè)小電源解列后再重合對(duì)側(cè)開關(guān)，提高重合閘的成功率。此外，檢無(wú)壓側(cè)也應(yīng)具備檢同期功能，以防檢無(wú)壓側(cè)開關(guān)偷跳后不重合的情況出現(xiàn)。

由于全電纜線路故障多為永久故障，因此一般不采用自動(dòng)重合閘。電纜與架空導(dǎo)線的混合線路應(yīng)根據(jù)兩種線路所占比例，再結(jié)合實(shí)際工況確定是否采用重合閘。如果只含少部分電纜組成的線路，當(dāng)供電可靠性需要時(shí)，可以采用重合閘。部分敷設(shè)電纜的終端負(fù)荷線路視具體情況，也可以采用自動(dòng)重合閘。

2.2 對(duì)整定時(shí)間的要求

單側(cè)電源供電線路重合閘動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于故障點(diǎn)去游離時(shí)間與開關(guān)及操作機(jī)構(gòu)完全復(fù)歸準(zhǔn)備好再次動(dòng)作的時(shí)間的總和。雙側(cè)電源供電線路重合閘動(dòng)作時(shí)間除了考慮單側(cè)電源供電線路的因素外，還應(yīng)考慮線路兩側(cè)保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障的時(shí)間差異，因此，重合閘整定時(shí)間應(yīng)大于線路對(duì)側(cè)有足夠靈敏系數(shù)的延時(shí)段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加上故障點(diǎn)去游離時(shí)間，再減去開關(guān)合閘固有時(shí)間的差。對(duì)有分支的線路，重合閘動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在保證故障點(diǎn)有足夠去游離時(shí)間的前提下，考慮對(duì)側(cè)和分支側(cè)開關(guān)相跳閘時(shí)間差異。為提高線路重合的成功率，可結(jié)合實(shí)際適當(dāng)延長(zhǎng)重合閘動(dòng)作時(shí)間，單側(cè)電源線路的三相一次重合閘動(dòng)作時(shí)間宜大于 0.5 s，一般取 1 s。

3 幾種特殊工況下重合閘的配置方式

受線路傳輸容量、電網(wǎng)建設(shè)成本和線路走廊選擇等因素的制約，110 kV電網(wǎng)往往會(huì)使用單電源多級(jí)串供、雙回路供電及分支線路供電等接線方式。因此，為了配合110 kV電網(wǎng)運(yùn)行方式的多樣化，繼電保護(hù)的整定將變得較為復(fù)雜。同時(shí)，為了提高線路供電可靠性，110 kV線路保護(hù)一般采用重合閘后加速方式，這樣有效保證了保護(hù)能有選擇性地跳開故障所在線路開關(guān)，且重合于永久故障時(shí)，也可保證快速切除，但這對(duì)重合閘的整定提出了更高的要求。

3.1 單側(cè)電源供電的多分支線路

當(dāng)單一電源需要對(duì)多個(gè)負(fù)荷供電時(shí)，如果因客觀原因造成無(wú)法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輻射式線路布網(wǎng)，且所供電負(fù)荷均對(duì)可靠性要求不高時(shí)，可采用單一出線帶多分支線路的接線方式。對(duì)于帶分支線路的重合閘整定，除需要考慮各側(cè)開關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間差異、確定重合閘整定時(shí)間外，還應(yīng)根據(jù)分支側(cè)是否有電源上網(wǎng)來(lái)確定重合閘配置方式。如果分支線路存在低壓小電源上網(wǎng)，應(yīng)參考雙側(cè)電源供電方式配置重合閘，確保在上網(wǎng)電源解列后有足夠的去游離時(shí)間，提高重合成功率；如果分支線路無(wú)低壓小電源上網(wǎng)，在線路故障時(shí)分支側(cè)開關(guān)可不跳閘，但后加速定值必須可靠躲過(guò)分支線路在合閘時(shí)最大負(fù)荷電流。

3.2 多級(jí)串供線路

多級(jí)串供的線路為提高重合的成功率，往往需要采用保護(hù)逐級(jí)配合的順序重合方式，一般以0.5 s作為級(jí)差，同時(shí)確保與備自投動(dòng)作時(shí)間匹配，最長(zhǎng)時(shí)間必須小于或等于4.5 s。有電源經(jīng)多級(jí)串供并網(wǎng)時(shí)，并網(wǎng)串供線路系統(tǒng)側(cè)的保護(hù)和重合閘都要正常投入，地方小電源側(cè)的線路保護(hù)退出跳閘出口壓板，只保留地方小電源升壓站并網(wǎng)線路的保護(hù)，并退出該線路的重合閘。這樣，當(dāng)并網(wǎng)線路走廊中任一線路出現(xiàn)故障時(shí)，均可盡快解列小電源，從而提高系統(tǒng)側(cè)重合閘的成功率，保證持續(xù)供電。

3.3 后加速

由于110 kV線路故障多為瞬時(shí)故障，為了可靠定位，隔離故障點(diǎn)，提高線路供電可靠性，一般使用重合閘后加速方式。后加速一般按不同的合閘模式安排加速段，距離保護(hù)手合加速距離Ⅲ段重合閘后加速距離Ⅱ段，且一般經(jīng)電壓閉鎖，而相間電流和零序電流保護(hù)兩種合閘方式均加速相應(yīng)Ⅱ段保護(hù)。同時(shí)，必須確保合于永久故障后保護(hù)有足夠的靈敏度切除故障，后加速段靈敏度應(yīng)不低于啟動(dòng)重合閘段。電流保護(hù)后加速往往容易受長(zhǎng)線路電容電流、變壓器勵(lì)磁涌流等因素的影響，所以應(yīng)按躲過(guò)線路重合瞬間出現(xiàn)的最大電流整定加速段保護(hù)，或增加判別條件，防止后加速誤動(dòng)作。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)自動(dòng)重合閘的研究是提高電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要一環(huán)，隨著電網(wǎng)架構(gòu)的日新月異，重合閘的功能也將變得更加智能化、多樣化。

〔編輯：王霞〕