智能變電站繼電保護配置與定值整定

程曉通+孫文文

摘 要：繼電保護是在電力系統(tǒng)運行故障和運行異常時完成保護動作的自動化系統(tǒng)，它是維系電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行的重要保護措施，在變電站內(nèi)部的主要作用就是服務(wù)于電力系統(tǒng)，為此，繼電保護的運行原則和規(guī)律必須符合電力系統(tǒng)的運行規(guī)律，并且能夠與電力系統(tǒng)形成互相配合的關(guān)系。在科技發(fā)展的推動下，電力行業(yè)已經(jīng)逐漸展開智能化變電站的建設(shè)工作，這代表著電力行業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)代化建設(shè)，對于智能變電站繼電保護的配置與整定工作也需要進一步完善。

關(guān)鍵詞：定值整定；智能變電站；繼電保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.140

繼電保護作為一項系統(tǒng)性的工程，對其間設(shè)備的配置和整定是保證繼電保護系統(tǒng)充分發(fā)揮保護作用的重點內(nèi)容。采用最佳的配置和整定方式可以有效縮短發(fā)現(xiàn)運行故障時系統(tǒng)自動處理的時間，或者可以提前對電力系統(tǒng)中的故障隱患進行預(yù)警，通知相關(guān)技術(shù)人員及時進行檢修處理，從根本上降低故障對電力系統(tǒng)運行造成的損害，可以在很大程度上提升電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性能。文中就對智能變電站繼電保護配置與定值整定的相關(guān)問題進行分析，旨在提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1 繼保設(shè)備配置與整定的基本要求

1.1 繼電保護設(shè)備的配置要求

在智能變電站繼電保護的相關(guān)規(guī)范中對智能變電站繼電保護中的設(shè)備配置和技術(shù)都有嚴格的要求，因此，無論哪個等級的智能變電站在新建、擴建和改建工程中必須嚴格按照我國頒布的有關(guān)智能變電站繼電保護的相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行。規(guī)定中明確指出繼電保護技術(shù)需要具備一定的可靠性、靈敏性、選擇性和速度性，在這個基礎(chǔ)上，實現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)整體功能的提升。繼電保護裝置的各項保護操作要想達成相關(guān)規(guī)定中對可靠性的要求，就需要在設(shè)備內(nèi)任何元件受到損壞時，都不會影響保護裝置的正常保護動作，保護裝置中的計時部分也不能全部由外部裝置完成，外部裝置僅可作為輔助功能。

1.2 繼電保護設(shè)備的整定要求

相關(guān)規(guī)定中對繼電保護的可靠性、靈敏性、選擇性和速度性要求既是電力系統(tǒng)對繼電保護的基本要求。在特定情況下四性之間會存在矛盾現(xiàn)象，為此應(yīng)該對四性進行綜合考慮，如果一味的追求單方面的要求，將會對保護系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，也會為設(shè)備的運行和維修帶來困難。簡單來說協(xié)調(diào)好四性的關(guān)系就是整定計算的任務(wù)。

可靠性是指保護動作嚴格按照繼電保護系統(tǒng)的設(shè)定執(zhí)行，該動作時動作，不該動作時拒絕動作，可以表現(xiàn)為保護裝置的拒絕動作率低，則可靠性高；動作失誤率低，則安全性能高。兩種保護動作失誤的情況均可能造成大面積的停電現(xiàn)象，這對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行來說是很大隱患，為此需要盡量避免此種情況。

選擇性是指選擇最佳的保護方式執(zhí)行保護動作，旨在通過正確的選擇將故障影響控制在最小范圍。通常情況下繼電保護裝置都需要具備一定的選擇性，僅在極特殊的情況下沒有可選內(nèi)容。

靈敏性是指當(dāng)電力系統(tǒng)運行出現(xiàn)異常或者故障時，繼電保護系統(tǒng)中電氣設(shè)備的反應(yīng)能力。靈敏性又可分為主動保護靈敏性和后備保護靈敏性。選擇正確的計算方式對繼電保護的靈敏效果影響深遠。

速度性是指在電力系統(tǒng)運行異?；蛘叱霈F(xiàn)故障時，以最快的速度完成故障設(shè)備及線路與其他設(shè)備的分離動作，也就是快速切斷故障線路與其他設(shè)備的聯(lián)系，確保其他線路和設(shè)備不受到故障線路的影響作用。

2 站內(nèi)設(shè)備的配置與整定

雖然根據(jù)變電站的規(guī)模和功能差異，接線方式可以分為很多種，但是實際運行中較為常用的只有雙母線接線和單母線接線兩種方式。通常情況下，220kV及以上變電站由于發(fā)生故障時的影響范圍較大，為此多選用雙母線的接線方式，對應(yīng)的繼電保護設(shè)備也會采用雙重配置，以確保其運行可靠性。而110kV及以下變電站相對來說，發(fā)生故障時的影響范圍較小，且10kV及以下變電站在數(shù)量上占據(jù)較大比重，綜合經(jīng)濟和故障影響范圍的雙重因素，可以選用單母線的接線方式，對應(yīng)的繼電保護裝置也是單套配置，僅有部分重要設(shè)備為雙份配置。

3 線路保護的配置與整定

3.1 220kV及以上線路

針對220kV及以上的變電站繼電保護系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)該采用雙重的保護裝置，無論是主動保護裝置還是后備保護裝置都應(yīng)該按雙套配置。除此之外，合并單元及智能化的終端設(shè)備也需要采用雙重配置，通過電子互感器來保證采用工作的順利進行。各個保護裝置的母線電壓可以通過合并單元的方式實現(xiàn)點與點的轉(zhuǎn)接。220kV及以上線路的保護定值需要在滿足限額的基礎(chǔ)上，對上下級保護的協(xié)作關(guān)系進行整定。

3.2 110kV及以下線路

針對110kV及以下的變電站繼電保護系統(tǒng)內(nèi)通常采用的是單套保護裝置，分別以三段相間和接地保護、兩段TV斷線保護和四段零序方向保護來進行獨段保護操作，對于光纖通道的電流可以根據(jù)實際保護需求進行配置。與220kV及以上線路的繼電保護相同，對于電流電壓及電氣量的采用均來自于電子互感器，與之不同的是配置的是單套合并單元和智能終端設(shè)備。

3.3 35kV及以下線路

根據(jù)《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，35kV線路保護一般為電流保護，采用保護測控一體化設(shè)備，按間隔單套配置。當(dāng)一次設(shè)備采用開關(guān)柜時，保護測控一體化設(shè)備安裝于開關(guān)柜內(nèi)?？墒褂贸Ｒ?guī)互感器，電纜直接跳閘。35kV線路保護一般設(shè)置二段或三段電流保護。電流I段按所供變壓器低壓側(cè)故障整定。當(dāng)線路所供用戶數(shù)大于等于2時，電流I段可略帶延時躲用戶高壓側(cè)故障而影響其他用戶的供電。電流II段按躲所供變壓器低壓側(cè)故障整定，同時兼顧對本線的靈敏度。兩者不能同時滿足時，以躲所供變壓器低壓側(cè)故障整定為優(yōu)先，當(dāng)供變壓器容量較大時，過流II段不能保證對全線的靈敏度，對全線的靈敏度僅靠電流m段保證。電流m段按躲線路最大負荷電流整定，同時必須確保對全線的靈敏度大于等于2，并對相鄰線路有遠后備靈敏度。

4 結(jié)語

變電站的繼電保護系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。為此，我們以有關(guān)智能變電站繼電保護規(guī)范中對繼電保護的要求，即可靠性、選擇性、靈敏性和速度性，來闡述智能變電站繼電保護的配置和整定要求。之后對智能變電站內(nèi)部設(shè)備的配置和整定進行具體分析，對不同等級的智能變電站線路保護裝置和整定內(nèi)容進行探討。

參考文獻：

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