110 k V線路微機保護定值整定的規范化

劉高會 ，劉 敏 ，王朝霞 ，李 靜 ，劉建軍 ，吳艷軍

（1.銅川供電局，陜西 銅川 727031；2.西安供電局，陜西 西安 710032；3.安康供電局，陜西 安康 725000）

0 引言

隨著電網的快速發展，繼電保護新技術、新設備的不斷應用，微機型繼電保護裝置在我國電力系統中得到了越來越多的應用，極大地促進了繼電保護運行管理水平的提高。同時因為不同廠家的保護裝置定值項目的不統一、不規范對繼電保護整定計算工作帶來了較大困難，為規范繼電保護整定計算工作，提高整定計算人員的工作效率，有必要對110 kV線路的保護整定計算工作進行規范化，確保整定計算工作依據最新的整定計算規程、最新的反措要求，并對定值中的每一項定值進行整定計算原則的說明，做到每一項定值的整定符合整定計算規程的要求及保護裝置說明書的要求，達到整定計算工作不出現誤整定的目的，確保電網的安全穩定運行。

1 線路保護及輔助裝置的標準化設計

隨著越來越多的微機保護裝置入網運行，保護裝置功能配置多有差異，不同廠家保護裝置定值項目的不統一及保護定值定義的不同，對繼電保護整定計算工作帶來了很大的困難，國家電網公司企業標準Q／GDW 161－2007《線路保護及輔助裝置標準化設計規范》，針對如上問題進行了明確規定，對保護功能的配置與保護定值項目均做了要求，使110kV線路保護的保護功能配置與定值項目的設置有了明確的參照，因近年來110 kV輸電線路主要配置以縱聯電流差動保護為主保護的保護裝置，因此對線路縱聯電流差動保護及相關的后備保護的規范化進行探討。

線路縱聯電流差動保護主要配置：縱聯電流差動主保護；相間和接地距離保護；零序電流保護；重合閘［1－2］。

對縱聯電流差動保護的要求。兩側起動元件和本側差動元件同時動作才允許差動保護出口。線路兩側的縱聯電流差動保護裝置均應設置本側獨立的電流起動元件，差動電流不能作為裝置的起動元件。同時線路兩側縱聯電流差動保護裝置應互相傳輸可供用戶整定的通道識別碼。相間和接地距離及零序電流保護主要依據文獻［2］的要求進行配置。文獻［1］對220 kV及以上電壓等級線路保護的定值項目進行了規范，要求110 kV線路保護參照執行，未作詳細要求，需要進行110 kV線路保護定值項目的規范化制定，明確定值項目及每一項定值的定義及計算方法，對保護壓板的投退、控制字的正反邏輯也應進行統一，保護的設計及產品的生產環節達到統一。

2 保護定值整定的規范化

2.1 起動元件

起動元件的靈敏度要高于測量元件的靈敏度，對不同的保護類型，對起動元件的靈敏度要求是不同的。按照文獻［3］中對相間距離保護起動元件的要求，應保證在本線路末端和保護動作區末端非對稱故障時有足夠的靈敏度，并保證在本線路末端發生三相短路時能可靠動作，單獨的零序或負序電流分量起動元件在本線路末端金屬性單相和兩相接地故障時，靈敏系數大于4，單獨的零序或負序電流分量起動元件在距離 Ⅲ段動作區末端金屬性單相和兩相接地故障時，靈敏系數大于2。目前微機保護的定值中需要整定的有電流突變量起動值、零序起動電流和負序起動電流等。電流突變量起動值按躲過正常負荷電流波動最大值整定，對于負荷變化劇烈的線路（如電氣化鐵路、軋鋼、煉鋁等），可以適當提高定值以免保護裝置頻繁起動；零序起動電流按躲過最大零序不平衡電流整定；負序起動電流按躲過最大負序不平衡電流整定。一般起動值均可整定為0.2 In，In為保護電流互感器（TA）一次側額定電流，線路兩側配置縱聯電流差動保護裝置時，兩側的起動值一次值應取一致。

2.2 電流差動元件

縱聯電流差動保護的差動元件，部分保護裝置設置了相電流差動保護的動作高值和低值，部分保護裝置只設置了相電流差動保護的動作值，有的保護裝置還設置了零序差動定值。對TA斷線后的電流差動保護，有些保護裝置設置了 TA斷線后的電流差動保護，可選擇在 TA斷線后保護裝置是否閉鎖差動保護，目前的110 kV線路保護在 TA斷線時建議不閉鎖差動保護。分相電流差動保護定值按照躲過線路的穩態電容電流整定［4］，差電流高定值按不小于4倍的線路電容電流整定，一般而言應按不小于0.2倍額定電流整定，差電流低定值按不小于1.5倍的電容電流整定，一般應不小于0.1倍額定電流整定，根據最小運行方式下區內故障短路電流校驗其靈敏度。輸電線路每百公里的正序電容電流實測值如表1所示，110 kV輸電線路的電容電流更小一些。差電流高定值一般可以整定為 0.4 In，差電流低定值一般可以整定為0.3 In，不分高低定值的差電流定值可以整定為0.4 In。TA斷線時的差動保護的動作值按躲過LH斷線時電流整定，或躲過線路最大負荷電流整定，可取為1.3 In。零序差動動作電流按照線路經高阻接地時零序差動繼電器可以動作整定，取值不大于300A。In為線路電流差動保護的TA一次值較小側的一次值，線路上的接地故障通常可由分相電流差動保護正確反映，而零序電流差動保護僅作為經大電阻接地故障的后備保護，故可帶時限跳閘，動作時限整定為0.2 s。電流差動元件兩側應按一次電流相同整定。

表1 輸電線路每百公里的正序電容電流實測值

2.3 TV斷線時的過電流保護和失靈起動電流

保護裝置在電壓互感器（TV）斷線時應閉鎖可能誤動作的保護，對110 kV線路保護來說，如果沒有配置縱聯電流差動保護或縱聯距離（方向）保護，在TV斷線時因為距離保護、零序電流保護的退出，此時線路處于無保護狀態，TV斷線時的過電流保護應在此時自動投入，正常運行時退出。對兩段式的TV斷線時的過電流保護，I段按照躲過線路末段三相短路故障整定或躲過線路末段變壓器其他側母線三相短路故障整定，取1.3 Ikmax，Ikmax為線路末端三相短路最大故障電流或線末變壓器其他側母線三相故障最大短路電流，快速切除本線路嚴重故障，動作時間整定為0.1～0.2 s。在線路配置縱聯電流差動保護時，TV斷線時的過電流保護I段宜退出運行，防止保護誤動。II段按照保證本線路末端故障本保護有足夠靈敏度整定，并盡可能躲過線路最大負荷電流，靈敏度按照距離保護的要求進行整定，TV斷線過流II段時間按相間距離、接地距離最末段的最長動作時限整定，做為線路在PT斷線時的后備保護。

近年來投運的母線保護，只要求線路保護提供起動失靈保護的跳閘接點，來起動母線保護裝置中的斷路器失靈保護，因此只有部分保護裝置有失靈起動電流定值。失靈起動電流定值按照線路末段故障靈敏度大于1.3整定，并盡可能躲過線路的最大負荷電流，動作時限整定為 0 s。

2.4 重合閘

重合閘動作時間按對側有無電源分別整定，若對側無電源，可整定為不小于1 s；若對側有電源，整定時間應大于線路對側有靈敏度段保護的最長動作時間加上2個保護級差。為提高線路重合閘成功率，可考慮適當延長重合閘動作時間。重合閘的檢同期合閘角一般整定為30°左右。 重合閘檢無壓定值整定為20～30 V。目前的微機保護均有閉鎖重合閘功能，如TV斷線閉鎖重合閘、Ⅲ段及以上閉鎖重合閘、多相故障閉鎖重合閘等，當電力設備或輸電線路能夠短時間內承受故障時的短路電流，不會引起熱穩定問題時［5］，應投入重合閘。

雙側電源線路的重合閘需進行檢定方式的設置，大電源側檢無壓（具備檢同期功能），小電源側檢同期或檢線路有壓母線無壓的重合閘方式，地區電源側也可選用解列重合閘方式，檢線路無壓側總是先重合，小電源側滿足同期條件后才合上。在重合閘方式選擇中，“檢線無壓母有壓”方式可用在雙側電源線路要求先重合一側，“檢母無壓線有壓”方式可用在負荷側，“檢線無壓母無壓”方式是檢查線路、母線均無電壓才能重合，可用于負荷側先重合的情況。微機保護的重合閘檢定方式可以進行組合設置，以適應不同的運行方式要求。

2.5 加速段保護

在自動重合閘過程中，必須保證重合于故障時快速跳閘，這就需要保護的加速功能，110 kV線路的加速保護由零序電流保護的后加速段和距離保護的后加速段實現，零序電流加速段的整定原則是保證本線路末端接地故障有足夠靈敏度，靈敏度的要求見整定計算規程的具體條例，可取三段式零序電流保護的II段或四段式零序電流保護的III段定值，即零序電流保護有靈敏度段的保護定值，動作時限整定為0.1 s。距離保護因一般II段為有靈敏度段，因此加速段選擇加速II段。

微機保護的不對稱故障相繼速動功能，是通過判斷帶負荷的線路發生不對稱故障時，對側跳閘后導致本側非故障相負荷電流消失的現象，利用該特征加速本側距離保護動作的一種功能，不對稱故障相繼速動功能能提高距離保護對線末故障的速動性，但如果線路保護的距離Ⅱ段和下一級線路的距離Ⅱ段保護配合，應退出該功能，防止保護誤動作。

雙回線相繼速動是雙回線中的一回線路故障，故障線路的近故障側保護動作使開關跳閘，相鄰線路的距離保護III段或全阻抗特性的阻抗輔助元件動作后返回，此時加速本線路距離保護II段動作。要實現雙回線相繼速動功能，兩套線路保護需要有對應的開入量及開出量端子，從二次回路及保護功能來說，不滿足文獻［1］中的繼電保護裝置自身應盡可能減少外部輸入量，以降低對相關回路和設備的依賴等得要求。因此建議退出該功能。

2.6 其他輔助項定值

按照文獻［1］的要求，縱聯電流差動保護兩側起動元件和本側差動元件同時動作才允許差動保護出口，保護裝置中的相應控制字按照該要求進行整定。同時，當110 kV母線配置母線保護時，母線保護動作會起動遠跳跳對側開關，因此線路保護中的遠跳動作應受本側起動元件控制，防止保護誤動作，有的保護裝置還可以采用距離保護II段進行閉鎖。

3 定值整定規范化實施

目前常見的繼電保護整定計算軟件可以根據用戶的圖形建模進行短路電流、分支系數及故障相關的其他信息的計算與查看，可以進行各種保護類型（相間距離、接地距離、零序電流）的整定和計算書的輸出，但定值單的自動生成功能基本上不完善。陜西省地調的整定計算人員在進行了常見110 kV線路保護的定值整定規范化工作，針對定值單中的每一項定值從整定原則、計算公式、推薦值等三個方面進行了詳細說明，并對整定計算軟件的功能進行了要求與改進，整定計算人員只需要按照規定的整定原則進行距離保護和零序電流保護的整定，對保護裝置的其他輔助定值項目進行定義，對每一項進行計算公式的設置，整定計算軟件按照定義的計算公式進行計算，自動生成保護裝置的整定計算書，記錄每一項定值的計算過程，便于審核。并輸出形成excel或word格式的定值單，實現定值通知單的自動生成。這樣不僅有利于提高工作效率，也能減少整定計算人員的出錯可能性。

4 結語

線路微機保護定值整定的規范化實施需要從保護裝置的設計及產品的生產環節進行統一，統一保護功能，統一定值清單及統一每項定值的具體定義。

保護定值的整定雖然按照整定計算規程進行，但靈活性很大，不便于統一管理與核查。針對定值單中的每一項定值從整定原則、計算公式、推薦值等三個方面進行詳細說明，有利于定值整定的規范化。

確定定值單中每一項定值的整定原則及計算公式，整定計算軟件實現按照公式進行編程，由整定計算人員在備選定值中進行選擇，最終實現定值通知單的自動生成，對于提高整定計算人員的工作效率，防止誤整定有較大的幫助。

［1］Q／GDW 161－2007線路保護及輔助裝置標準化設計規范［S］.

［2］GB／T 14285－2006 繼電保護和自動裝置技術規程［S］.

［3］GB／T 584－20073～110kV 電網繼電保護裝置運行整定規程［S］.

［4］GB／T 559－2007220～750kV 電網繼電保護裝置運行整定規程［S］.

［5］劉高會，劉敏，王朝霞，等.110 kV變壓器的熱穩定分析與事故防范措施［J］.陜西電力，2011（1）：69－73.

［6］Q／GDW 422－2010 國家電網繼電保護整定計算技術規范［S］.