地區(qū)電網(wǎng)線路保護(hù)整定計(jì)算原則對(duì)保護(hù)運(yùn)行的影響

林宏澤

摘 要：保護(hù)定值通過整定計(jì)算來獲得，而整定計(jì)算原則的選取決定了定值的選擇性、快速性和靈敏性，從而影響保護(hù)的運(yùn)行并直接決定了保護(hù)的性能。分析整定計(jì)算原則的選取依據(jù)，揭示整定計(jì)算原則對(duì)保護(hù)運(yùn)行的影響，降低整定計(jì)算的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：距離保護(hù)Ⅱ段；不對(duì)稱相繼速動(dòng)；距離保護(hù)Ⅲ段；重合閘

中圖分類號(hào)：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）21-0150-02

1 引言

繼電保護(hù)的可靠性、選擇性、快速性和靈敏性是繼電保護(hù)的基本性能，而整定計(jì)算直接決定了繼電保護(hù)的選擇性、快速性和靈敏性。繼電保護(hù)的基本性能既相輔相成又相互制約，需要針對(duì)不同的條件綜合進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。目前地區(qū)電網(wǎng)的整定計(jì)算主要依據(jù)《南方電網(wǎng)10kV～110kV系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算規(guī)程》，但是各個(gè)整定計(jì)算原則的選取對(duì)單一具體保護(hù)的性能有很大的影響。

2 整定計(jì)算原則的選取對(duì)保護(hù)性能的影響

2.1 線路距離保護(hù)Ⅱ段對(duì)不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)的影響

2.1.1 不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)的原理

當(dāng)一條110kV線路發(fā)生故障時(shí)，離故障點(diǎn)近的一端在距離Ⅰ段之內(nèi)，由距離Ⅰ段無延時(shí)動(dòng)作切除故障；離故障點(diǎn)遠(yuǎn)的一端在距離Ⅰ段之外，由距離Ⅱ段經(jīng)延時(shí)動(dòng)作切除故障，因而無法實(shí)現(xiàn)線路故障快速切除。為了能快速切除這種故障，線路保護(hù)配置不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)[1]。

110kV線路的開關(guān)為三相聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，線路發(fā)生任意故障時(shí)，開關(guān)三相跳閘切除故障。不對(duì)稱故障時(shí)，故障電流和非故障相的負(fù)荷電流被一并切除，不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)就是利用這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變引起非故障相電流的變化來使相關(guān)繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)無通道技術(shù)對(duì)故障線路的遠(yuǎn)故障側(cè)距離Ⅱ段進(jìn)行加速跳閘的保護(hù)。

2.1.2 線路距離保護(hù)Ⅱ段整定計(jì)算原則說明

①保線路末端靈敏度不小于1.5；②與相鄰下級(jí)線路距離Ⅰ段配合；③與相鄰下級(jí)線路距離Ⅱ段配合；④與相鄰下級(jí)線路縱聯(lián)保護(hù)配合；⑤單側(cè)電源線路送電側(cè)按照躲對(duì)側(cè)變電站主變其他側(cè)故障整定；⑥與220kV變壓器110kV側(cè)距離Ⅰ段反配。

2.1.3 線路距離保護(hù)Ⅱ段對(duì)不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)的影響

線路距離Ⅱ段采用原則③、⑤時(shí)，其保護(hù)范圍較大，對(duì)線路末端故障靈敏性很高，可能會(huì)伸出相鄰下級(jí)線路末端，引起相鄰下級(jí)線路末端故障時(shí)本級(jí)線路不對(duì)稱相繼速動(dòng)越級(jí)跳閘。

圖1所示，線路AB、BC配置不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)但沒有光纖差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)線路BC在4DL側(cè)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，4DL距離Ⅰ段無延時(shí)動(dòng)作切除故障，4DL為三相跳閘，因此，3DL非故障相負(fù)荷電流被一并切除，而3DL測(cè)量到非故障相電流消失，并且3DL距離Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作不返回，3DL距離Ⅱ段不經(jīng)延時(shí)跳開3DL開關(guān)，實(shí)現(xiàn)線路BC不對(duì)稱相繼速動(dòng)。

以上情況下，如果B變電站負(fù)載較輕而且C變電站負(fù)載較重，并且1DL距離Ⅱ段保護(hù)范圍覆蓋線路BC末端，當(dāng)3DL測(cè)量到非故障相負(fù)荷電流消失且3DL距離Ⅱ段元件動(dòng)作不返回時(shí)，1DL同樣測(cè)量到非故障相負(fù)荷電流消失且1DL距離Ⅱ段元件動(dòng)作不返回，此時(shí)，由于不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)為固定延時(shí)，會(huì)出現(xiàn)1DL與3DL經(jīng)相同延時(shí)跳閘，1DL有可能先于3DL跳閘，造成1DL不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)越級(jí)跳閘。

鑒于以上分析，線路距離Ⅱ段整定計(jì)算原則的選取可能造成不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)于存在以上不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)考慮采取以下方式進(jìn)行處理：

（1）距離Ⅱ段采用原則①、②、④時(shí)，距離Ⅱ段保護(hù)范圍不會(huì)覆蓋下級(jí)線路末端，可以投入不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)；

（2）距離Ⅱ段采用原則③、⑤時(shí)，距離Ⅱ段保護(hù)范圍覆蓋下級(jí)線路末端，應(yīng)退出不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)；

（3）配置光纖縱差保護(hù)的線路，可以退出不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)；

（4）單側(cè)電源供電的多級(jí)串供線路的末級(jí)線路，不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)不存在越級(jí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，可以投入不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)。

2.2 線路距離Ⅱ段的運(yùn)行說明

線路距離Ⅱ段采用原則③、⑤時(shí)，如果線路對(duì)側(cè)變電站的2臺(tái)甚至3臺(tái)主變出現(xiàn)并列運(yùn)行方式，距離Ⅱ段保護(hù)范圍可能伸出對(duì)側(cè)變電站主變低壓側(cè)，存在線路距離Ⅱ段與主變低壓側(cè)后備保護(hù)失配的風(fēng)險(xiǎn)，造成單臺(tái)主變低壓側(cè)故障時(shí)線路越級(jí)跳閘。對(duì)于單線供電的變電站，將會(huì)出現(xiàn)單臺(tái)主變低壓側(cè)故障導(dǎo)致全站失壓。

變電站內(nèi)主變的并列運(yùn)行，還應(yīng)考慮主變低壓側(cè)開關(guān)的遮斷容量，因此，變電站內(nèi)主變的并列運(yùn)行只能作為一種短時(shí)的特殊運(yùn)行方式。采用主變并列方式之前，必須進(jìn)行短路電流和相應(yīng)線路、主變保護(hù)定值的核算。經(jīng)相關(guān)核算后，確定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和落實(shí)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管控方案后，才可以短時(shí)采用。

2.3 線路距離保護(hù)Ⅲ段對(duì)保護(hù)性能的影響

2.3.1 線路距離保護(hù)Ⅲ段整定計(jì)算原則說明

①保線路末端靈敏度不小于1.5；②與相鄰下級(jí)線路距離Ⅱ段配合；③與相鄰下級(jí)線路距離Ⅲ段配合；④按照保對(duì)側(cè)變電站主變其他側(cè)故障有不小于1.2的靈敏度整定，時(shí)限比對(duì)側(cè)變電站主變后備保護(hù)的最長(zhǎng)延時(shí)增加一個(gè)；⑤躲最大負(fù)荷阻抗：為了防止出現(xiàn)供電線路對(duì)側(cè)變電站長(zhǎng)時(shí)間失去站內(nèi)直流電源導(dǎo)致站內(nèi)保護(hù)裝置失電時(shí)發(fā)生變電站內(nèi)設(shè)備故障的情況下，由于站內(nèi)保護(hù)裝置失去直流電源無法動(dòng)作切除故障，并且供電線路保護(hù)對(duì)對(duì)側(cè)變電站低壓側(cè)故障靈敏度不足，造成變電站低壓側(cè)故障無法切除，要求供電線路電源側(cè)距離Ⅲ段滿足原則④，實(shí)現(xiàn)供電線路送電側(cè)距離Ⅲ段作為對(duì)側(cè)變電站內(nèi)故障的遠(yuǎn)后備。

2.3.2 線路距離保護(hù)Ⅲ段對(duì)保護(hù)性能的影響

對(duì)于雙回線并列運(yùn)行的情況，由于助增系數(shù)最大值為2，采用原則④時(shí)，距離Ⅲ段保護(hù)范圍很大，可能躲不過最大負(fù)荷阻抗。這種情況實(shí)際上是原則④與原則⑤相互制約的問題，應(yīng)考慮采取以下方式進(jìn)行處理：

（1）對(duì)側(cè)變電站110kV母線為單母線分段接線方式，可以與方式專業(yè)協(xié)商采用110kV母線分列的運(yùn)行方式，并考慮110kV備自投采用分段備自投或者自適應(yīng)備自投方式；

（2）對(duì)側(cè)變電站110kV母線為單母線接線方式，可以與方式專業(yè)協(xié)商采用一回線路運(yùn)行一回線路充電的運(yùn)行方式，并考慮110kV備自投采用進(jìn)線備自投或者自適應(yīng)備自投方式；

（3）雙回線并列運(yùn)行時(shí)，為了保證供電線路在正常負(fù)荷電流不會(huì)出現(xiàn)跳閘，應(yīng)選取原則⑤，并在整定計(jì)算方案中備注及在保護(hù)運(yùn)行方案中提示線路距離Ⅲ段對(duì)對(duì)側(cè)變電站主變低壓側(cè)故障靈敏性不滿足要求的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.3 線路距離保護(hù)Ⅲ段對(duì)重合閘的影響

對(duì)于距離Ⅲ段定值對(duì)對(duì)側(cè)變電站主變低壓側(cè)故障滿足靈敏性要求的線路，應(yīng)考慮距離Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)閉鎖線路重合閘。因?yàn)榫嚯xⅢ段動(dòng)作幾乎不是線路故障，此時(shí)閉鎖線路重合閘可以防止將主變重新投入于低壓側(cè)故障而造成主變二次損壞。

通過投入“距離Ⅲ段閉鎖重合閘”、“距離Ⅲ段永跳”或“Ⅲ段以上閉鎖重合閘”控制字來實(shí)現(xiàn)距離Ⅲ段閉鎖線路重合閘，如果保護(hù)未配置相關(guān)控制字，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)距離Ⅲ段閉鎖線路重合閘功能，應(yīng)在保護(hù)運(yùn)行方案中說明情況。

3 結(jié)語

整定計(jì)算原則的選取應(yīng)綜合考慮電網(wǎng)接線方式、運(yùn)行方式、保護(hù)配置等方面。深入分析整定計(jì)算原則的選取對(duì)保護(hù)運(yùn)行的影響，有助于優(yōu)化保護(hù)性能，提示相關(guān)整定計(jì)算的風(fēng)險(xiǎn)，做好整定計(jì)算的風(fēng)險(xiǎn)管控。

參考文獻(xiàn)

[1]張西利，張春合，趙厚濱.具有全線相繼速動(dòng)特性的單端保護(hù)的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2006，（2）：1-4.endprint