220 kV高壓線路定值計算

楊 靜

（廣東電網公司河源供電公司，廣東 河源517000）

隨著自動化技術的發展，在電力系統的正常運行、故障當時以及故障產生后的恢復過程中，許多控制操作高度自動化。為了保證電力系統正常運行的經濟性和電能質量，自動化技術與裝備主要進行電能質量的連續自動調節，運行速度相對延遲調節，其穩定性高。在滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的基礎上，本文對220 kV線路繼電保護進行配置，確定繼電保護的運行方式，電網繼電保護整定方案，通過計算給出保護的定值，并分析設計方案存在的問題，提出相應對策。

1 影響流過保護的零序電流大小的因素

1．1 電流大小與接地故障的類型有關

1．2 零序電流大小不僅與零序阻抗有關，而且與正、負序阻抗有關

往往容易犯的一個概念上的錯誤是認為流過保護的零序電流的大小只與零序阻抗有關而與正、負序阻抗無關。需要指出，流過短路點的零序電流的大小，也是與正、負、零序阻抗有關的。因此在整定保護定值與校驗靈敏度時，既要考慮零序阻抗的關系也要考慮機組開的多少。因為發電機雖然接在小接地電流系統中，它的零序阻抗并不出現在復合序網圖中，但是由于它的正、負序阻抗是出現在復合序網圖中的，因此發電機開的多少也會影響流過保護的零序電流的大小。對端系統發電機組（包括發電機、變壓器）開的越多，綜合正序、綜合負序阻抗越小，短路點的零序電流越大，似乎流過保護的零序電流也會越大。但是情況復雜的對端機組開得越多還會影響零序電流的分配系數，使零序電流分配系數減少，從而流過保護的零序電流又可能會減少。所以流過保護的零序電流大小應綜合考慮這些因素的影響。

1．3 零序電流大小與保護背后系統和對端系統中性點接地的變壓器多少密切相關

零序電流分配系數與保護背后系統的零序阻抗Z0∑和對端系統的零序阻抗ZR0都有關。如果保護背后系統中性點接地的變壓器越多，Z0∑越小，零序電流分配系數越大。如果保護對端系統中性點變壓器越少，ZR0越大，零序電流分配系數也越大。這兩種情況都會使流過保護的零序電流增大。所以零序電流的大小與中性點接地的變壓器的多少有很大的關系。

1．4 零序電流大小與短路點遠近的關系

短路點越近，零序電流分配系數越大，流過保護的零序電流也越大。反之，短路點越遠流過保護的零序電流值越小。

1．5 在雙回線路或環網中計算零序電流時要注意的一些問題

在雙回線路或環網中，計算零序電流的分配系數時要考慮另一回路或環網中的其他線路的分流作用，計算短路電流和分支系數時還要考慮雙回線路或環網中別的線路的線間互感造成的影響，尤其是同桿并架的線路或環網中相鄰線路有部分架在同一桿架上的情況。

所以零序電流保護雖然原理簡單，但由于影響零序電流大小的因素很多，所以它的整定計算比較復雜。

2 220 kV高壓輸電線路縱聯保護基本原理及縱聯保護通道的應用

2．1 220 kV高壓輸電線路閉鎖式縱聯方向保護

如果輸電線路每一端都裝有兩個方向元件：一個是正方向元件，其保護方向為正方向，反方向短路時不動作。另一個為反方向元件，其保護方向是反方向元件，其保護方向是反方向，正方向短路時不動作。對于故障線路其特征為兩端的正方向元件均動作，兩端的反方向元件均動作，這在非故障相線路中是不存在的。而非故障線路的特征是兩端中的一端（近故障端）正方向不動作，而反方向可能動作。閉鎖式縱聯方向保護的原理就是通過比較輸電線路上短路的四個方向元件的動作行為，來判斷220 kV高壓輸電線路上是否出現故障而發出的跳閘命令，這種核心元件被稱為縱聯方向保護。

高壓輸電線路閉鎖式縱聯方向保護方向元件的特性：（1）有明確的方向性，縱聯方向保護是綜合比較兩端方向元件的動作行為的保護，如果沒有正確的方向性，保護就不能正確動作。（2）正方向元件要確保本線路全長范圍內的短路都能夠可靠動作，只有這樣才能滿足故障線路的特征，本線路發生短路才能夠正確跳閘。（3）在保護實現的時候，反方向元件應比正方向元件動作得更快、更靈敏，必須遵從反方向元件閉鎖保護優先的原則。

2．2 220 kV高壓輸電線路閉鎖式縱聯距離保護

故障線路和非故障線路兩端均安裝方向性的阻抗繼電器來代替縱聯方向保護中的方向元件，當線路發生故障，由于短路在正方向，只要短路點在保護范圍內兩端的阻抗繼電器都能動作。而對于非故障線路來說，近短路點的一端判別為反方向，因此阻抗繼電器不動作。遠離故障點的一端判為正方向，如果在保護范圍內阻抗繼電器動作，反之不動作。通過上述分析可知，比較兩端阻抗繼電器的動作行為也可以判斷究竟是否區內故障。由于這種保護的核心元件是阻抗繼電器，所以這種縱聯保護稱之為縱聯距離保護。阻抗繼電器的性能要求：具有良好的方向性；確保區內故障兩端的阻抗繼電器可靠動作，該繼電器在本線路全長范圍內故障時都有足夠的靈敏度。

2．3 220 kV高壓輸電線路縱聯保護整定計算

縱聯保護具有絕對的選擇性，不需要與相鄰線路的保護配合，原理比較簡單，整定計算也相對簡單。其主要考慮起動元件、方向元件、測量元件、收發信元件、差動元件等對220 kV線路故障有足夠的靈敏度。

光纖差動線路縱聯保護公式按可靠躲過最大負荷時不平衡電流和最大穩態電容器電流整定，兩側應按一次電流相同整定

（1）差動電流高定值（無延時）。

a．按躲過最大負荷電流時不平衡電流整定；

b．按躲電容電流整定，取一次整定電流值不大于600 A。

（2）差動電流低定值（短延時）：取一次值不大于480 A。

（3）零序差動電流：按保證高阻接地故障有靈敏度系數整定，取一次值不大于480 A。

（4）為保護設備和人身安全，TA斷線可不閉鎖差動保護。若具有分相閉鎖功能，TA斷線時可考慮閉鎖斷線相差動保護。

2．4 縱聯零序整定

按過最大負荷時不平衡電流整定值取一次值不大于480 A，盡可能實現高阻接地故障能可靠接地。

3 結束語

河源地區電網作為現代大型電力系統的負荷側，在保證電力供應、提供供電可靠性方面有著至關重要的作用。為了進一步提高河源地區電網整定人員的技術水平和業務能力，本文對該電網進行保護設計，但是由于繼電保護原理的不斷發展，由感應、電磁式逐漸發展到集成、微機式、由單一的元件發展到復合量多元件，因而保護的配置和整定計算也會有所不同。本設計依據電網結構、電壓等級、運行等方面，從保護的四性出發選擇了較為合理的保護配置方案，同時考慮了系統振蕩、自動重合閘、非全相運行等因素。

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