繼電保護整定配合存在風險分析與管控措施

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

繼電保護整定配合存在風險分析與管控措施

盧正飛 李永恒 侯 捷 歐陽力

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

電力系統的快速發展對繼電保護提出了更高的要求，繼電保護整定計算是繼電保護系統中非常重要的組成部分，也是繼電保護能否發揮的重要保障。繼電保護整定計算必須保證計算結果的可靠性、快速性、靈敏性和選擇性，只有這樣，繼電保護系統才能更好的進行工作。但在整定計算過程中，存在種種風險，導致各級保護之間失去配合，造成不能快速、靈敏、有選擇的切除故障，導致保護不正確動作，影響系統安全穩定運行。

繼電保護；整定配合；風險管控

1 繼電保護主保護配置對整定配合帶來的風險

1.1 風險點一：110kV線路無主保護運行造成故障無法快速切除的風險

1.1.1 風險分析

對于110kV及以下電壓等級電網，按照遠后備原則配置單套保護裝置，若未配置全線速動保護功能，線路故障時只能依靠后備保護切除故障，若本線保護拒動需要依靠上一級保護切除故障，對整定配合的要求更高，若上下級配合不當會出線越級動作或者兩級線路同時跳閘的風險。

1.1.2 管控措施

（1）對于110kV系統，應逐步提高繼電保護配置水平，充分利用現有通道條件，110kV線路逐步配置光纖電流差動保護，簡化后備配合。其中220kV站的110kV出線具有光纖通道時，應配置一套光纖電流差動保護，以保證故障快速切除，避免因出線線路保護拒動導致220kV主變跳閘影響多個110kV站失壓情況。

（2）對造成無保護運行的原因進行分析，梳理每條線路存在電網風險并制定管控措施，對具備改造條件的，提出改造方案，并盡快組織實施。

2.1 風險點三：220kV線路主保護拒動的風險

2.1.1 風險分析

（1）對于220kV及以上電壓等級電網，按照近后備原則配置雙套主保護裝置。線路零序、距離保護為了保證靈敏度存在保護范圍超出主變中壓側的情況。當中壓側出線故障且保護拒動，變壓器保護不能隔離故障時，存在越級誤動風險。

（2）對于220kV變壓器，220kV線路保護整定范圍伸出主變110kV側時，因為110kV系統保護單重化配置，越級誤動風險更大。

2.1.2 管控措施

對于220kV及以上系統，應加強線路主保護運行監視，確保主保護投運率。運行過程中應加強線路保護通道維護，確保線路主保護通道可用。在基建工程基建前期評審中，應逐步完善保護配置，充分利用現有通道條件，穩步推進220kV線路保護雙通道配置。

3 繼電保護后備保護失配的風險

3.1 風險點一：110kV線路后備保護失配

3.1.1 風險分析

深圳電網目前110kV系統存在部分線路，后備保護由于網架結構、運行方式、地方電廠接入等原因不能夠完全配合，存在故障線路主保護失去或不動作的情況下，雙回線路同時跳閘或串供兩級線路同時跳閘的風險。

由于電網結構復雜，長短線差異大，雙回線、超短線成環網運行，保護配合困難

3.1.2 管控措施

對于后備保護失配線路應該合理設置失配點，避開因保護整定失配而導致二級及以上事件的線路及元件。對此類后備保護定值失配線路，要求輸電管理所做好線路的運行維護，降低線路故障發生概率，要求變電管理所做好保護裝置的運維、通信專業做好保護通道的運維，確保線路主保護處于正常運行狀態。

3.2 風險點二：20kV系統與110kV系統之間的配合風險

3.2.1 風險分析

（1）對于220kV及以上電壓等級電網，按照近后備原則配置雙套主保護裝置。線路零序、距離保護為了保證靈敏度存在保護范圍超出主變中壓側的情況。當中壓側出線故障且保護拒動，變壓器保護不能隔離故障時，存在越級誤動風險。

（2）對于220kV變壓器，220kV線路保護整定范圍伸出主變110kV側時，因為110kV系統保護單重化配置，越級誤動風險更大。

3.2.2 管控措施

（1）在定值整定上，應遵循局部服從整體，下一級電網服從上一級電網的原則進行整定。

（2）下一級電網應嚴格按照上一級電網因系統穩定和整定配合需要下達的整定限額進行整定。

3.3 風險點三：220kV主變與110kV線路之間的配合風險

3.3.1 風險分析

（1）部分220kV變電站變壓器110kV后備無阻抗保護，現有的過流保護在某些方式下與110kV出線距離保護定值無法配合。在這些方式下110kV系統發生故障時，220kV變壓器110kV過流I段可能會越級動作。

（2）按照220kV與110kV電網之間的定值限額，220kV主變后備保護時間，僅能滿足兩級110kV線路配合要求，對于三級及以上的110kV線路都存在保護定值失配點，發生故障時會導致越級跳閘事故。應改善電網結構，減少串供級數，從根本上解決保護定值失配的問題。

（3）為嚴格執行兩級電網配合原則，110kV線路保護的TV斷線過流I段定值按照與上級保護定值配合原則整定，在與220kV變壓器中壓側距離保護或110kV線路距離II段保護定值配合后，無法躲過本線末變壓器或分支變壓器變低故障，會導致越級跳閘事故。

3.3.2 管控措施

（1）220kV變壓器110kV側后備保護整定應充分考慮上一級電網定值配合的限額及系統穩定的要求，即在低一級電網發生故障而保護或開關拒動時，應由變壓器后備保護跳閘，而不應影響到上一級電網。

（2）220kV變壓器110kV側后備保護按限額整定確實有困難時，應及時與上級調度機構協商解決。必要時，為了滿足限額的要求下級電網可設失配。

（3）增加配置220kV變壓器110kV側阻抗保護，升級時限110kV過流、零序多段多時限保護。

4 N-1故障方式下部分線路、主變嚴重過載后備保護誤動風險

4.1 風險點一：線路距離III段保護存在誤動風險

圖1 雙回線同桿并架情況示意圖

4.1.1 風險分析

目前尚有部分線路保護不具備四邊形距離元件，110kV線路距離III段作為遠后備，為保障對線末110kV變電站變低故障有足夠的靈敏度的要求，可能躲不過事故過負荷。

4.1.2 管控措施

校核相應110kV及以上線路的距離III段定值，防止重載情況下線路保護距離誤動。

4.2 風險點二：主變的后備過流保護存在誤動風險

4.2.1 風險分析

可能存在部分主變由于二次回路或裝置本身原因，過流保護無法實現復合電壓閉鎖功能，過流保護為純過流性質。N-1情況下，部分主變將出現嚴重過載，重載情況下相應主變的后備過流保護存在誤動風險，且一旦主變過載能力不滿足要求或穩控拒動則很有可能多臺主變連鎖跳閘，造成地區電網失穩。

4.2.2 管控措施

（1）校核相關主變過流保護定值。當主變保護過流保護不經復壓閉鎖時，電流定值應能可靠躲過主變可能出現的最大負荷電流。

（2）調度需要嚴密控制無復壓功能的主變負荷，特別是注意防止主變N-1跳閘，備自投動作造成運行主變負載電流超過過流保護定值。

（3）運行維護部門針對由于二次回路的問題需要提出整改計劃和方案，對于裝置本身原因的，結合技改等項目工程進行裝置功能升級。

5 整定計算與實際誤差風險分析及管控措施

5.1 風險點一：整定計算參數填報不正確的風險

5.1.1 風險分析

整定計算參數的正確性，如線路、主變等關鍵參數，直接關系到整定計算結果的正確性，因此必須重視，確保整定計算所采用參數的正確性。

5.1.2 管控措施

推行整定計算基礎資料電子化管理，明確電網參數資料管理的流程、界面、內容方法及責任主體，提高繼電保護整定計算參數填報的準確性。對新投運線路要求必須提供實測參數，負責參數報送部門應在工程投運前完成110kV及以上線路參數實測，并向調度部門提交實測參數初稿，投運后5個工作日內提交正式實測參數報告。

5.1.3 案例說明

110kV甲線發生A相永久接地故障，兩側保護動作跳開110kV兩側開關，同時上級 110kV 乙線距離Ⅰ段保護動作跳開開關。110kV乙線為混合線路，線路總長5.34km，距離I段按照0.5倍線路阻抗整定，該線路按理論參數整定，與真實參數存在較大差距。與其他線路及金屬護套存在零序互感，零序電流增大，測量阻抗減小，造成西鄉站西麗線距離I段超越。

5.2 風險點三：互感考慮不周全導致的計算誤差風險

（1）雙回線同桿并架

如圖1所示情況，與無互感線路相比，同塔線路外部接地故障時，因同塔線路一般極性相同，因此線路間流過的零序電流方向也相同，線路間的零序電流同向流動將通過零序互感造成“零序助磁”效應，同塔線路的零序等值阻抗將增加，客觀上將導致同塔線路中各回路的“零序電流降低”現象，一定程度上將影響零序過流保護的靈敏性。

（2）同桿雙回線中有一回接地掛檢

同桿雙回線中有一回接地掛檢時，在正常運行線路上發生故障時，與沒有互感時相比，正常運行線路上的短路零序電流被相應的助增。

結語

繼電保護裝置是電網安全穩定運行的重要保護措施，是電力系統不可缺少的重要組成部分，其定值整定是一項系統性的工作，必須多個部門進行相互配合協調才能很好的完成。這就要求繼電保護定值執行人員、計算人員、調度員等必須認識繼電保護裝置定值重要性，預防定值出現差錯，消除定值整定全過程的危險點，保障電網安全運行。

[1]張明．電力系統繼電保護安全風險分析及控制措施[J]．低碳世界,2013（14）．

[2]文傳, 呂穎, 張伯明．繼電保護隱患的運行風險在線評估[J]．中國電機工程學報, 2009（07）：78-83．

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