閉環線路整定計算的方法探討

馬 敏

（四川省電力公司資陽公司，四川 資陽 641300）

近年來，隨著供電負荷地增長，在110kV線路的運行中，越來越多的應用閉環線路，大大的提高了供電的可靠性。但是閉環電路對繼電保護的要求也相應提高，并且整定復雜，這就需要對整定計算的方法進行探究，本文是以110kV閉環線路的整定計算為例，分析了整定計算的問題和注意事項。

一、110kV閉環線路的概述

在110kV閉環線路的運行中，繼電保護不僅僅關系著供電的效率，還關系著供電的安全性，因此需要合理整定全網整定值，促進110kV的安全有效運行。

（一）110kV閉環線路運行的條件

在110kV的閉環線路運行中，需要滿足的條件：首先在閉環線路運行中的線路必須參與閉環運行的線路必須配置有光纖電流縱差保護，且不允許出現環內套環的運行方式。其次,地方電源經環網布置110kV線路并網時，必須使該電氣環處于開環狀態，同時相關雙回路線路不能并列運行。

（二）閉環線路中的繼電保護

在閉環線路的運行中，容易出現電氣設備運行不正常的現象，因此需要以運行維護的條件為依據，顯示出信號或者是跳閘的現象，進而對危害的動作進行延時，最大限度的降低事故的破壞性。與此同時，在電力系統中，設備發生短路故障，可以通過繼電保護對故障元件進行有效的切除，避免元件遭到相應的破壞。

二、閉環線路進行整定計算的方法探討

由于繼電保護是電力系統運行的一個關鍵環節，因此需要對閉環線路的繼電保護進行整定計算，以電力系統的具體運行情況為依據，借助網絡計算工具對系統的運行進行相應的保護。整定計算主要是針對保護裝置進行的，通過對其運行定值的計算，同時對電網規劃和保護配置工作進行適當的管理和指導，進而使保護系統更加合理安全的運行。作為繼電保護的一個關鍵環節，整定計算的正確性和合理性對整個電力系統的保護裝置的和諧工作起到積極的促進作用。

（一）閉環線路整定計算的基本要求

在對閉環線路進行整定計算時，需要按照一定的原則進行，進而保證電力系統的安全有效運行。閉環線路運行過程中，通常受到助增、分支系數的影響，所以在整定計算過程中，一定要具備充足的條件。具體表現在以下幾個方面：閉環線路上一定要配有光纖電流縱差保護設備；絕不允許出現環內套環現象。同時，閉環運行線路不可分接于變電站上的不同母線之上。對于地方電源而言，如果經環網110kV線路，則該電氣環一定要保持開環運行狀態；對于地方電源并網發電路徑而言，沿線如果有雙回路布設的110kV線路時，該雙回路線路一定要避免并列運行。首先，要做到選擇性、靈敏性、速動性和可靠性相互協調。因此在進行繼電保護的整定計算時，需要確保定值的合理性，即保持繼電保護的靈敏性、可靠性、速動性以及選擇性等相互平衡。由于這四個性質之間存在著相互否定的關系，因此在處理之間關系時，要根據電網運行的實際需要決定將哪一個性質作為關鍵的考慮因素，然后確定最佳的方案，進而滿足電力系統運行的實際需要。其次，要選擇合適的運行方式，無論是在短路計算還是在最大負荷的條件下，對繼電保護的整定計算都是需要借助一定的運行方式，因此運行方式的選擇對系統整體的性能，并且還會影響到保護配置的選擇和保護的評價，這就需要綜合分析多種因素，采用最優的運行方式。在運行方式的選擇中，要提高運算的合理性，并從繼電保護的實際需求著手，例如確定變壓器的中性點是否接地運行等。此外，還需要選擇正確的參數，保證參數的準確性，包括零序阻抗參數以及互感器的相應參數等等，只有依靠正確的參數，才能夠保證整定計算的正確性。因為在對繼電保護進行整定計算時，存在著多種參數，并且不同調度部門對參數整定的范圍存在著一定的差異，這就需要在合適的運行方式的指導下，歸算出等值的阻抗，同時保證上級調度能夠對后備保護的整定提出相應的動作時間參數。

通常情況下，110kV線路不僅有光纖電流差動保護，而且還要適當地配置一些距離，比如相間或者接地等，同時還要有零序保護。對于零序I段而言，因其受到電網運行模式的影響非常的大，而且比較容易發生誤動操作現象，所以實際運行過程中對零序I段保護予以取消；對于零序Ⅱ段電流值而言，根據本線路末端的接地故障時有規定的靈敏系數，同時還與相鄰線路I段、Ⅱ段有機地配合在一起，其中動作時間跟你講配合關系適當進行整定；對于零序Ⅲ段電流值而言，根據本線路末端接地故障時的靈敏系數，一次值不可高于300安，而且還可以躲過本線路末端變壓器其他各側三相短路時的最大不平衡電流整定，動作時間按配合關系整定。

距離保護整定原則：對于距離I段而言，根據保本線路總長度的70%之規定，對其靈敏度進行整定。ZdzI=Kk*Zl（Kk≤0.7）；對于距離II段而言，根據保本線路末端故障問題，對其進行超過1.5倍靈敏度整定。對于變電站出線而言，按照與主變110kV側阻抗保護I段定值，實施反配合整定。這主要是為了有效防范越級跳閘。對于距離III段而言，對相鄰下級線未故障有足夠靈敏度整定；躲最大負荷電流整定；保所供變壓器低壓側有1.2靈敏度整定。通常根據保所供變壓器低壓側有1.2靈敏度整定，這樣就可有效滿足其他條件。在此過程中，應當注意助增電流對保護的影響。

（二）閉環線路整定計算的內容

對閉環線路的整定計算是一個綜合性的過程，對整個電力系統的運行起著至關重要的影響。首先，整定計算人員結合系統運行的具體需求以及地區網絡的實際情況，制定符合具有較強的靈敏性、選擇性的保護配置方案。其次，要保證各個繼電保護功能之間形成相互配合的關系，由于繼電保護裝置由多個電氣元件構成，其各自的作用、選擇性以及靈敏性存在較大的差異，這就需要確保主要的元件具備一定的選擇性和靈敏性，對于一些輔助的元件只需具備一定的靈敏性即可。此外，保證各個裝置之間的配合關系協調，主要是通過對短路電流的計算，將相鄰保護裝置的動作時間以及靈敏度方面進行相互的配合，保證其選擇性滿足規定的要求。這樣在系統發生故障時，可以借助故障線路對上一級相鄰路線更為靈敏的特點，為保證系統的安全性和穩定性創造有利的條件。

圖1

在對閉環線路進行整定計算的過程中，需要從分支系數和助增系數兩個方面著手。就電流分支系數而言，是指在相鄰線路短路時，流過本線路的短路電流占流過相鄰線路短路電流的分數。一般由于電流保護I段無需只保護本線路的全部，不考慮分支系數。電流保護II段和III段在多電源網絡中應進行考慮。對過電流保護來說，在整定配合上應選取可能出現的最大分支系數。如上圖所示，在D點發生短路，假設1DL及2DL繼電器的過電流保護均剛剛起動，即它們都處在靈敏度相等的狀態下，則有如下關系式：

助增系數等于電流分支系數的倒數，助增系數將使距離保護測量到的阻抗增大。在整定阻抗不變的情況下距離保護測量阻抗的加大意味著保護范圍縮小。如果助增電流越大，保護范圍縮小越多。由于I段無需只保護本線路的全部，從短路點到保護安裝處之間不會再有其他分支，因此不會出現分支電流，不受運行方式的影響，這是距離I段的突出優點。II段和III段的保護范圍伸到相鄰線路上去了，可能存在分支電流，在多電源網絡中應進行考慮助增系數。為保證選擇性，在整定配合上應選取可能出現的最小助增系數。

（三）閉環線路整定計算的注意事項

在對閉環線路進行整定計算時，需要涉及多個相應的環節，這就需要對一些特殊事項進行處理，一般而言，在對閉環線路的整定計算中，注意事項主要分為以下幾種：

首先，要注意相鄰上下級之間的配合關系，這就需要從兩個方面進行，一方面要考慮正常運行方式下考慮相互的關系，另一方面要對運行方式改變的形勢下對相互關系進行考慮，特別是對采取的臨時性的改變措施進行慎重的考慮。其次，在系統的運行方式出現改變時，需要對相應的保護進行重新計算或者是校驗，確保計算滿足新的運行方式的要求。再次，在閉環線路的整定計算時，需要對不同的保護有不同的側重，特別是對主保護與后備保護的關系處理，堅持以主保護為主，并且兼顧后備保護，在保證主保護作用的基礎上，最大限度的提高后備設備的靈敏度。此外，在大的接地電流系統中，需要根據變壓器中性點的分布情況，合理布置設備，確保設備的安全，降低設備的零序電抗變化，進而做到對閉環線路的有效保護，同時要避免接地點過多的現象。總之，在對閉環線路進行整定計算時，要設計一定的方案，確保方案具有較高的運行方式，進而提高整個閉環線路的適應性。

結語

隨著人們對電力需求的不斷提高，對電力行業的發展提出了更高的要求，因此需要提高電力系統的運行效率和安全性，這也是發展可持續電力的必然要求。由于閉環線路成為電力系統發展的主要趨勢，為了保證閉環線路運行的可靠性和安全性，需要對其進行繼電保護。繼電保護需要借助對閉環線路的整定計算，進而得出系統運行的相應參數，及時的發現系統運行中的相應問題，保證系統運行的安全性和經濟性，進而實現電力行業的健康可持續發展。但是對于110KV閉環線路的整定計算是一項復雜的工作，還需要不斷的探索，這就需要整定計算人員根據系統運行的特點，采取合適的方式進行整定計算。

[1]陳家佩，孟慶炎，陳精.電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算[J].中國電網，2010（19）.

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