繼電保護(hù)整定配合存在風(fēng)險(xiǎn)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(hù)整定配合存在風(fēng)險(xiǎn)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(tǒng)的快速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求，繼電保護(hù)整定計(jì)算是繼電保護(hù)系統(tǒng)中非常重要的組成部分，也是繼電保護(hù)能否發(fā)揮的重要保障。繼電保護(hù)整定計(jì)算必須保證計(jì)算結(jié)果的可靠性、快速性、靈敏性和選擇性，只有這樣，繼電保護(hù)系統(tǒng)才能更好的進(jìn)行工作。但在整定計(jì)算過程中，存在種種風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致各級(jí)保護(hù)之間失去配合，造成不能快速、靈敏、有選擇的切除故障，導(dǎo)致保護(hù)不正確動(dòng)作，影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

繼電保護(hù)；整定配合；風(fēng)險(xiǎn)管控

1 繼電保護(hù)主保護(hù)配置對(duì)整定配合帶來的風(fēng)險(xiǎn)

1.1 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)一：110kV線路無主保護(hù)運(yùn)行造成故障無法快速切除的風(fēng)險(xiǎn)

1.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)，按照遠(yuǎn)后備原則配置單套保護(hù)裝置，若未配置全線速動(dòng)保護(hù)功能，線路故障時(shí)只能依靠后備保護(hù)切除故障，若本線保護(hù)拒動(dòng)需要依靠上一級(jí)保護(hù)切除故障，對(duì)整定配合的要求更高，若上下級(jí)配合不當(dāng)會(huì)出線越級(jí)動(dòng)作或者兩級(jí)線路同時(shí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。

1.1.2 管控措施

（1）對(duì)于110kV系統(tǒng)，應(yīng)逐步提高繼電保護(hù)配置水平，充分利用現(xiàn)有通道條件，110kV線路逐步配置光纖電流差動(dòng)保護(hù)，簡化后備配合。其中220kV站的110kV出線具有光纖通道時(shí)，應(yīng)配置一套光纖電流差動(dòng)保護(hù)，以保證故障快速切除，避免因出線線路保護(hù)拒動(dòng)導(dǎo)致220kV主變跳閘影響多個(gè)110kV站失壓情況。

（2）對(duì)造成無保護(hù)運(yùn)行的原因進(jìn)行分析，梳理每條線路存在電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)并制定管控措施，對(duì)具備改造條件的，提出改造方案，并盡快組織實(shí)施。

2.1 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)三：220kV線路主保護(hù)拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)

2.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

（1）對(duì)于220kV及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)，按照近后備原則配置雙套主保護(hù)裝置。線路零序、距離保護(hù)為了保證靈敏度存在保護(hù)范圍超出主變中壓側(cè)的情況。當(dāng)中壓側(cè)出線故障且保護(hù)拒動(dòng)，變壓器保護(hù)不能隔離故障時(shí)，存在越級(jí)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）對(duì)于220kV變壓器，220kV線路保護(hù)整定范圍伸出主變110kV側(cè)時(shí)，因?yàn)?10kV系統(tǒng)保護(hù)單重化配置，越級(jí)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)更大。

2.1.2 管控措施

對(duì)于220kV及以上系統(tǒng)，應(yīng)加強(qiáng)線路主保護(hù)運(yùn)行監(jiān)視，確保主保護(hù)投運(yùn)率。運(yùn)行過程中應(yīng)加強(qiáng)線路保護(hù)通道維護(hù)，確保線路主保護(hù)通道可用。在基建工程基建前期評(píng)審中，應(yīng)逐步完善保護(hù)配置，充分利用現(xiàn)有通道條件，穩(wěn)步推進(jìn)220kV線路保護(hù)雙通道配置。

3 繼電保護(hù)后備保護(hù)失配的風(fēng)險(xiǎn)

3.1 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)一：110kV線路后備保護(hù)失配

3.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

深圳電網(wǎng)目前110kV系統(tǒng)存在部分線路，后備保護(hù)由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、運(yùn)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(hù)失去或不動(dòng)作的情況下，雙回線路同時(shí)跳閘或串供兩級(jí)線路同時(shí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。

由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長短線差異大，雙回線、超短線成環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，保護(hù)配合困難

3.1.2 管控措施

對(duì)于后備保護(hù)失配線路應(yīng)該合理設(shè)置失配點(diǎn)，避開因保護(hù)整定失配而導(dǎo)致二級(jí)及以上事件的線路及元件。對(duì)此類后備保護(hù)定值失配線路，要求輸電管理所做好線路的運(yùn)行維護(hù)，降低線路故障發(fā)生概率，要求變電管理所做好保護(hù)裝置的運(yùn)維、通信專業(yè)做好保護(hù)通道的運(yùn)維，確保線路主保護(hù)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)二：20kV系統(tǒng)與110kV系統(tǒng)之間的配合風(fēng)險(xiǎn)

3.2.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

（1）對(duì)于220kV及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)，按照近后備原則配置雙套主保護(hù)裝置。線路零序、距離保護(hù)為了保證靈敏度存在保護(hù)范圍超出主變中壓側(cè)的情況。當(dāng)中壓側(cè)出線故障且保護(hù)拒動(dòng)，變壓器保護(hù)不能隔離故障時(shí)，存在越級(jí)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）對(duì)于220kV變壓器，220kV線路保護(hù)整定范圍伸出主變110kV側(cè)時(shí)，因?yàn)?10kV系統(tǒng)保護(hù)單重化配置，越級(jí)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)更大。

3.2.2 管控措施

（1）在定值整定上，應(yīng)遵循局部服從整體，下一級(jí)電網(wǎng)服從上一級(jí)電網(wǎng)的原則進(jìn)行整定。

（2）下一級(jí)電網(wǎng)應(yīng)嚴(yán)格按照上一級(jí)電網(wǎng)因系統(tǒng)穩(wěn)定和整定配合需要下達(dá)的整定限額進(jìn)行整定。

3.3 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)三：220kV主變與110kV線路之間的配合風(fēng)險(xiǎn)

3.3.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

（1）部分220kV變電站變壓器110kV后備無阻抗保護(hù)，現(xiàn)有的過流保護(hù)在某些方式下與110kV出線距離保護(hù)定值無法配合。在這些方式下110kV系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，220kV變壓器110kV過流I段可能會(huì)越級(jí)動(dòng)作。

（2）按照220kV與110kV電網(wǎng)之間的定值限額，220kV主變后備保護(hù)時(shí)間，僅能滿足兩級(jí)110kV線路配合要求，對(duì)于三級(jí)及以上的110kV線路都存在保護(hù)定值失配點(diǎn)，發(fā)生故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致越級(jí)跳閘事故。應(yīng)改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少串供級(jí)數(shù)，從根本上解決保護(hù)定值失配的問題。

（3）為嚴(yán)格執(zhí)行兩級(jí)電網(wǎng)配合原則，110kV線路保護(hù)的TV斷線過流I段定值按照與上級(jí)保護(hù)定值配合原則整定，在與220kV變壓器中壓側(cè)距離保護(hù)或110kV線路距離II段保護(hù)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(huì)導(dǎo)致越級(jí)跳閘事故。

3.3.2 管控措施

（1）220kV變壓器110kV側(cè)后備保護(hù)整定應(yīng)充分考慮上一級(jí)電網(wǎng)定值配合的限額及系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，即在低一級(jí)電網(wǎng)發(fā)生故障而保護(hù)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)由變壓器后備保護(hù)跳閘，而不應(yīng)影響到上一級(jí)電網(wǎng)。

（2）220kV變壓器110kV側(cè)后備保護(hù)按限額整定確實(shí)有困難時(shí)，應(yīng)及時(shí)與上級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)協(xié)商解決。必要時(shí)，為了滿足限額的要求下級(jí)電網(wǎng)可設(shè)失配。

（3）增加配置220kV變壓器110kV側(cè)阻抗保護(hù)，升級(jí)時(shí)限110kV過流、零序多段多時(shí)限保護(hù)。

4 N-1故障方式下部分線路、主變嚴(yán)重過載后備保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

4.1 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)一：線路距離III段保護(hù)存在誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

圖1 雙回線同桿并架情況示意圖

4.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

目前尚有部分線路保護(hù)不具備四邊形距離元件，110kV線路距離III段作為遠(yuǎn)后備，為保障對(duì)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(fù)荷。

4.1.2 管控措施

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

4.2 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)二：主變的后備過流保護(hù)存在誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

4.2.1 風(fēng)險(xiǎn)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(hù)無法實(shí)現(xiàn)復(fù)合電壓閉鎖功能，過流保護(hù)為純過流性質(zhì)。N-1情況下，部分主變將出現(xiàn)嚴(yán)重過載，重載情況下相應(yīng)主變的后備過流保護(hù)存在誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，且一旦主變過載能力不滿足要求或穩(wěn)控拒動(dòng)則很有可能多臺(tái)主變連鎖跳閘，造成地區(qū)電網(wǎng)失穩(wěn)。

4.2.2 管控措施

（1）校核相關(guān)主變過流保護(hù)定值。當(dāng)主變保護(hù)過流保護(hù)不經(jīng)復(fù)壓閉鎖時(shí)，電流定值應(yīng)能可靠躲過主變可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。

（2）調(diào)度需要嚴(yán)密控制無復(fù)壓功能的主變負(fù)荷，特別是注意防止主變N-1跳閘，備自投動(dòng)作造成運(yùn)行主變負(fù)載電流超過過流保護(hù)定值。

（3）運(yùn)行維護(hù)部門針對(duì)由于二次回路的問題需要提出整改計(jì)劃和方案，對(duì)于裝置本身原因的，結(jié)合技改等項(xiàng)目工程進(jìn)行裝置功能升級(jí)。

5 整定計(jì)算與實(shí)際誤差風(fēng)險(xiǎn)分析及管控措施

5.1 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)一：整定計(jì)算參數(shù)填報(bào)不正確的風(fēng)險(xiǎn)

5.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

整定計(jì)算參數(shù)的正確性，如線路、主變等關(guān)鍵參數(shù)，直接關(guān)系到整定計(jì)算結(jié)果的正確性，因此必須重視，確保整定計(jì)算所采用參數(shù)的正確性。

5.1.2 管控措施

推行整定計(jì)算基礎(chǔ)資料電子化管理，明確電網(wǎng)參數(shù)資料管理的流程、界面、內(nèi)容方法及責(zé)任主體，提高繼電保護(hù)整定計(jì)算參數(shù)填報(bào)的準(zhǔn)確性。對(duì)新投運(yùn)線路要求必須提供實(shí)測參數(shù)，負(fù)責(zé)參數(shù)報(bào)送部門應(yīng)在工程投運(yùn)前完成110kV及以上線路參數(shù)實(shí)測，并向調(diào)度部門提交實(shí)測參數(shù)初稿，投運(yùn)后5個(gè)工作日內(nèi)提交正式實(shí)測參數(shù)報(bào)告。

5.1.3 案例說明

110kV甲線發(fā)生A相永久接地故障，兩側(cè)保護(hù)動(dòng)作跳開110kV兩側(cè)開關(guān)，同時(shí)上級(jí) 110kV 乙線距離Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作跳開開關(guān)。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(shù)整定，與真實(shí)參數(shù)存在較大差距。與其他線路及金屬護(hù)套存在零序互感，零序電流增大，測量阻抗減小，造成西鄉(xiāng)站西麗線距離I段超越。

5.2 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)三：互感考慮不周全導(dǎo)致的計(jì)算誤差風(fēng)險(xiǎn)

（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(shí)，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(dòng)將通過零序互感造成“零序助磁”效應(yīng)，同塔線路的零序等值阻抗將增加，客觀上將導(dǎo)致同塔線路中各回路的“零序電流降低”現(xiàn)象，一定程度上將影響零序過流保護(hù)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(shí)，在正常運(yùn)行線路上發(fā)生故障時(shí)，與沒有互感時(shí)相比，正常運(yùn)行線路上的短路零序電流被相應(yīng)的助增。

結(jié)語

繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保護(hù)措施，是電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，其定值整定是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，必須多個(gè)部門進(jìn)行相互配合協(xié)調(diào)才能很好的完成。這就要求繼電保護(hù)定值執(zhí)行人員、計(jì)算人員、調(diào)度員等必須認(rèn)識(shí)繼電保護(hù)裝置定值重要性，預(yù)防定值出現(xiàn)差錯(cuò)，消除定值整定全過程的危險(xiǎn)點(diǎn)，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。

[1]張明．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)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(hù)隱患的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)在線評(píng)估[J]．中國電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2009（07）：78-83．

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