農網繼電保護整定計算問題

摘要：簡述農網結構及運行特點，重點針對繼電保護四性關系（即選擇性、靈敏性、快速性、可靠性）展開論述，最后從農網實際運行情況出發，明確各類注意事項，供同行參考。

關鍵詞：繼電保護整定計算選擇性靈敏性快速性可靠性

農網是電力系統中的一個關鍵的組成部分。針對農網中已裝配繼電保護單元的電力系統，基于運行參數及具體規范，在計算分析的基礎上得到所需項目的整定值，以優化設計繼電保護體系，充分發揮繼電保護的作用，是提高電網穩定性及安全性能的主要途徑。筆者現結合農網運行特點，探討農網繼電保護整定計算的選擇性、靈敏性、快速性和可靠性的問題，供同行參考。

1農網的特點

①配有兩臺主變裝置的35kV變電所是當前農村地區常見的電網系統。主結線為單母線分段及單母線，容量比100/100，電壓比35/10kV；

②由大量多級分支線串接成電網線路，供電半徑長；

③長期低負荷運行，供電線路故障率高，電壓等級為10～35kV，且用電負荷隨著春耕秋收用電量變化而呈現較大的變化，具有很強的隨機性，功率因數低；

④多個變壓器串接在同一線路上，造成線路中存在強勵磁涌流。主變主保護配置速斷、差動保護、瓦斯保護，主變后備保護配置過電流保護。出線保護配置速斷，限時速斷，過電流保護，并配置一次重合閘。

2繼電保護四性關系處理問題

2.1快速性：快速性是針對大電網系統穩定性而言的，處在電網系統末端的農網短路電流不大，對供電系統穩定性基本構不成威脅，因而快速性的矛盾在農網系統中不太普遍。反之，農網電氣距離與系統振蕩中心相距較遠，主網均已配置快速保護，農網基本不會受到系統的影響，而且變壓器反措要求是，在突發故障的情況下主變后備保護必須在2s內切除故障，因此一般情況下農網35kV電壓級保護動作時間不超過兩秒。就用戶而言，提灌工程、照明、小動力負荷的重要性和連續性比較差。故障發生后在兩秒內切除，通常可保證電力設備不受大的損害。近幾年，我國電力部門一直傾力打造集網絡化、自動化功能于一體的堅強智能電網，并將農網改造作為電網建設的一項重點內容來抓，確立了以電網系統故障自診斷、繼電保護及自愈功能為主要內容的農網改造規劃。電力公司需要電力線監控和保護系統，以全面監控能耗、運行成本及運行質量，進一步加快保護動作速度，并對保護昂貴的設備進行保護，從而使電源不至于被損毀。

線路保護后加速問題：在農網供電系統中，多個變壓器串聯在同一線路上的現象極為普遍，使得電網運行中配電變壓器群產生較大的勵磁涌流，在保護重合或手動重合階段，過電流保護電流元件動作（無電壓閉鎖）導致后加速跳閘。因此，必須先通過對勵磁涌流的測量確定是否投過電流后加速段。在實際運行過程中，為了縮短故障切除的時間，限時速斷、過電流保護通常要投后加速段。

2.2選擇性：選擇性與繼電保護運行質量息息相關。在農網運行中，因系統上下級保護配合度差所導致的大規模停電事故屢有發生，嚴重影響了日常生活和生產活動，所造成的經濟損失也是不可估量的。電網系統的選擇性是“四性”中最為關鍵的“一性”。越級跳閘問題是關鍵節點。農網運行階段所設計的保護配合方式通常不考慮特殊運行模式，并且存在未核算保護配合問題，這是導致越級跳閘現象頻發的主要原因。有的電網公司的確考慮到相鄰兩級相同元件的保護配合問題，但卻沒兼顧相鄰兩級在任何運行模式下的真正配合。為了確保系統各級保護配合。鑒于此，我單位擬用圖解法來解決這一問題。圖解法，即通過繪制同一保護元件保護配合方塊圖、靈敏度（保護范圍）配合圖、系統時間配合圖、系統各級綜合分析保護配合圖，對系統各級保護配合問題加以描述，避免保護系統誤動。農網系統由多級子單元串接組成，各級按照常規后備保護時間緊密配合，線路末端出現0s保護動作時間，導致用戶保護相互脫節。當靈敏度達到運行標準時，為了縮短各級之間的系統時間，可考慮進行重合閘補救，或使某一級從后備段退出。重合閘補救法會延長末級重合閘動作時間，若為多級串接的線路，筆者建議將某一級退出后背段。當采用其中一個方法不奏效時，建議參考現場運行條件將二者綜合運用，切忌生搬硬套，以免耽誤運行時間。

2.3可靠性：要求系統按運行要求響應保護動作，不能拒動或誤動。據運行經驗得知，在未實施二次回路的負載校驗，或保護軟硬壓板漏投或投錯時，系統會出現拒動現象。而誤動的情況比較復雜，主要涉及四點：一是過負荷問題：當整定計算無法提供準確的負荷數據或符合預測數據，特殊運行模式下過負荷引起保護動作；二是方式和保護不協調：沒有根據保護動作的要求安排具體方式；三是未明確說明不用保護等特殊情況，使得工作人員在運行維護時誤投；四是微機保護控制字取錯。

2.4靈敏性：靈敏性是指保護裝置對故障時狀態電氣量的反應能力。現階段，固定門檻仍然是農網運行階段的定時限時間特性的主要判斷依據。電流和電壓元件組成保護是一般配置。電網運行方式的影響作用在這種配置模式上呈現出明顯的變化特征。這是我們在小運行模式下所校核的靈敏度仍達不到運行要求的主要原因。比如，①主變保護：在常規35kV農網變電所中，主保護配置是35kV電源側配置電流速斷，并配有過電流后備保護。假設高壓測主保護靈敏性差，則建議轉為差動保護。假設過電流保護反應遲鈍，則建議采用復合電壓或低電壓閉鎖過電流，并設置10kV閉鎖電壓可大大提高系統的靈敏性。應該用超前的思想設計主變保護配置，以防運行模式突變而影響靈敏度。②線路保護：二段式、三段式保護是常見的線路保護形式。在無法保證靈敏度和保護范圍均達標的情況下，可通過電壓保護、電壓閉鎖的電流保護來實現運行目標。農網系統所采用的是截面積小、電阻大的供電線路，在對短路電流進行整定計算時為確保計算結果能夠客觀反映靈敏度，切記要全面考慮這一現象。

3建議

①處理農網“四性”關系時，首先考慮靈敏度，其次考慮保護選擇性，最后才能提高保護的可靠性。

②嚴格按照三級審核制開展繼電保護整定計算，以提高最終結果的準確性。

③合理協調一次系統運行方式與保護配置之間的關系。

④繼電保護整定方案應該根據運行情況的變動不斷優化調整。

⑤所下達的定值通知單要說明兩項內容：一是保護裝置投運條件，二是運行階段的注意事項。

參考文獻：

[1]電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算[M].中國電力出版社.

[2]DL/T584-95，3～110kV電網繼電保護裝置運行整定規程[S].

[3]呂會軍.輸電線路繼電保護整定計算綜述[J].價值工程，2013（13）.