淺析高壓電網(wǎng)110kV繼電保護(hù)的配置及整定計(jì)算

安 超，豆田田（河南琛源電力工程設(shè)計(jì)有限公司，河南省鄭州市450001）

淺析高壓電網(wǎng)110kV繼電保護(hù)的配置及整定計(jì)算

安 超，豆田田（河南琛源電力工程設(shè)計(jì)有限公司，河南省鄭州市450001）

電能是全世界最重要，應(yīng)用最為廣泛的能源，所以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定對(duì)社會(huì)和世界都具有十分重要的作用。我國(guó)的電力行業(yè)在迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中不可能一直保持穩(wěn)定，所以對(duì)電網(wǎng)配置繼電保護(hù)是十分重要的。本文結(jié)合實(shí)際情況分析了110kV電網(wǎng)的繼電保護(hù)的配置和整定計(jì)算。

繼電保護(hù)；保護(hù)配置；整定計(jì)算

引言

電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，所以必須做好相對(duì)的防范措施，盡量減少故障的發(fā)生，繼電保護(hù)系統(tǒng)是指在故障產(chǎn)生的時(shí)候可以快速并有效的切斷與故障相關(guān)的元件，從而防止故障波及到其他線路，切斷電路這個(gè)任務(wù)就是由繼電保護(hù)系統(tǒng)和相關(guān)的自動(dòng)裝置完成的。

1 繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)裝置的主要構(gòu)成

1.1 繼電保護(hù)的基本與原理

當(dāng)電流急劇增加或減少時(shí)，說(shuō)明電路出現(xiàn)了故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)最開(kāi)始就是針對(duì)這種現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的，繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行保護(hù)。電力系統(tǒng)如果要正常運(yùn)行，需要要求各個(gè)電力組成元件在規(guī)定的安全參數(shù)范圍（例如：電流、電壓、功率等）內(nèi)，否則系統(tǒng)的故障很容易會(huì)使電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)值超過(guò)或者低于規(guī)定的安全范圍，這樣就會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅。繼電保護(hù)配置的作用就是當(dāng)電路出現(xiàn)故障不能繼續(xù)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的處理，所以繼電保護(hù)配置能否可以正確及時(shí)的判斷區(qū)分設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)是非常重要的，只有正確的判斷，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)功能。繼電保護(hù)配置同時(shí)包含對(duì)電流進(jìn)行保護(hù)的設(shè)置，利用變壓器來(lái)保護(hù)設(shè)置和對(duì)母線的保護(hù)設(shè)置。阻抗是反映電路是否正常運(yùn)行的重要參數(shù)，阻抗的數(shù)值大小變化可以反映故障發(fā)生地點(diǎn)的遠(yuǎn)近。

1.2 繼電保護(hù)裝置的主要構(gòu)成

測(cè)量部分、額定值調(diào)整部分、命令執(zhí)行部分和邏輯部分這四個(gè)部分是構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的主要部分。測(cè)量部分主要是對(duì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，將給定好的整定值跟規(guī)定的額定參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，用來(lái)判斷設(shè)備是不是正常的在運(yùn)行。邏輯部分是根據(jù)測(cè)量輸出量的大小、狀態(tài)出現(xiàn)的順序和裝置等性質(zhì)來(lái)判斷出下一個(gè)邏輯動(dòng)作。執(zhí)行部分是根據(jù)之前的部分判斷出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如發(fā)出警報(bào)或執(zhí)行電路的跳閘。

2 高壓電網(wǎng)110kV繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)字化電網(wǎng)

現(xiàn)代的高壓電網(wǎng)已經(jīng)逐漸成為了數(shù)字化的高壓電網(wǎng)，這種電網(wǎng)對(duì)二次設(shè)備的系統(tǒng)進(jìn)行了改革，其產(chǎn)生的影響十分深遠(yuǎn)，繼電保護(hù)裝置成為了二次系統(tǒng)的重要組成部分，電力系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵就是繼電保護(hù)系統(tǒng)能否正常的發(fā)揮作用，這也是電網(wǎng)技術(shù)人員始終要研究的課題。通過(guò)對(duì)電網(wǎng)和繼電保護(hù)裝置的完善，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.2 繼電保護(hù)裝置的配置方法

繼電保護(hù)配置使用光釬接口來(lái)做插件。把繼電保護(hù)裝置的CPU插件的處理改成用通信接口來(lái)處理，變壓器采用差動(dòng)保護(hù)、錄波裝置和高壓的側(cè)電能表直接提供接口，實(shí)現(xiàn)了安全保護(hù)。

3 加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)的應(yīng)對(duì)策略

為了保證繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，減少故障帶來(lái)的損失，需要對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行有效合理的處理，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

3.1 對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的配置方案進(jìn)行完善

在我國(guó)由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)等原因，110kV電網(wǎng)的保護(hù)方案在配備和優(yōu)化上存在不足，而且繼電保護(hù)裝置的后備資金的不足使繼電保護(hù)裝置不能得到進(jìn)一步的完善。對(duì)于這種現(xiàn)象，相關(guān)部門應(yīng)該制定相關(guān)的措施加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)的管理與維護(hù)，政府應(yīng)該加大對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的投入，提高繼電保護(hù)的意識(shí)。電網(wǎng)的變電設(shè)備應(yīng)該符合110kV電網(wǎng)的繼電保護(hù)配置的要求，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的故障及時(shí)處理并且提出維護(hù)設(shè)備的方案。

3.2 對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行及時(shí)的檢查統(tǒng)計(jì)

繼電保護(hù)裝置會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，對(duì)這些保護(hù)裝置出現(xiàn)的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。線路的保護(hù)裝置、變壓器的保護(hù)裝置、母線的保護(hù)裝置、開(kāi)關(guān)操作箱和其他的自動(dòng)裝置構(gòu)成了繼電保護(hù)裝置的獨(dú)立裝置。對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢查和統(tǒng)計(jì)，當(dāng)出現(xiàn)類似問(wèn)題的時(shí)候可以根據(jù)之前的問(wèn)題和解決方法來(lái)快速解決問(wèn)題。這樣建立的數(shù)據(jù)庫(kù)為繼電保護(hù)方案的升級(jí)提供了十分重要的資料。

3.3 了解繼電保護(hù)存在的缺陷

相關(guān)工作人員應(yīng)該好好的了解繼電保護(hù)配置裝備的不足，掌握好保護(hù)裝備運(yùn)行的規(guī)律，對(duì)系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生的故障進(jìn)行正確的判斷，對(duì)繼電保護(hù)裝備的故障進(jìn)行預(yù)防和記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，了解相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)故障進(jìn)行分析，掌握故障發(fā)生的規(guī)律，做到在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)有序的對(duì)故障進(jìn)行消除。

3.4 合理的配備繼電保護(hù)人才

電網(wǎng)的繼電人員在技術(shù)上要求不斷創(chuàng)新，同時(shí)應(yīng)該具有很高的專業(yè)技術(shù)和水平，根據(jù)不同技術(shù)人員的專業(yè)水平和職業(yè)技能來(lái)對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行合理的分配，只有這樣才可以保證配電裝置的正常運(yùn)行，提高電網(wǎng)的工作效率。

4 繼電保護(hù)的整定計(jì)算

4.1 縱差保護(hù)的整定計(jì)算

油浸式變壓器的主要保護(hù)措施是瓦斯保護(hù)，當(dāng)變壓器中的油面或者氣體下降時(shí)，輕瓦斯保護(hù)的作用是發(fā)送信號(hào)，要是產(chǎn)生大量的氣體，重瓦斯保護(hù)應(yīng)該及時(shí)的斷開(kāi)變壓器的側(cè)短路器。變壓器的縱差保護(hù)的整定計(jì)算主要有計(jì)算最小起動(dòng)電流的二次值，起始制動(dòng)電流的二次值，最大制動(dòng)系數(shù)和制動(dòng)特性斜率。最小起動(dòng)電流的二次值應(yīng)該躲過(guò)變壓器的最大不平衡電流，一般情況下取1.141A，起始制動(dòng)電流的二次值應(yīng)該小于3.261A，最大制動(dòng)系數(shù)為0.375。

4.2 變壓器的后備保護(hù)

復(fù)合電壓閉鎖是由相間電壓的負(fù)序電壓和低電壓繼電器組成的電壓閉鎖元件。負(fù)序電壓變壓的元件是用來(lái)反應(yīng)不對(duì)稱的電路的，它的靈敏度不會(huì)因?yàn)樽儔浩鞯慕泳€方式的改變而改變。其中過(guò)流定值和動(dòng)作定值應(yīng)該按照變壓器正常運(yùn)行時(shí)的額定電流來(lái)制定。變壓器一側(cè)的額定電流的二次值為4.604A。低電壓定值根據(jù)變壓器正常運(yùn)行可能出現(xiàn)的最低的電壓來(lái)計(jì)算，根據(jù)系統(tǒng)最低的運(yùn)行電壓，可靠系數(shù)和返回系數(shù)可以計(jì)算出它的數(shù)值。按照負(fù)序的整定原則，按躲過(guò)正常運(yùn)行的最大的不平衡電壓計(jì)算出前面的系數(shù)，即6V。動(dòng)作的延時(shí)和保護(hù)動(dòng)作的延時(shí)，應(yīng)該與相鄰元件的保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間配合制定，動(dòng)作應(yīng)該和出線保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)間配合，通常出線最大動(dòng)作時(shí)間是1.5s。

4.3 變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)

當(dāng)電力變壓器作為其他負(fù)荷的備用電流的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)過(guò)負(fù)荷的情況，裝置保護(hù)裝置。中小型的變壓器采用動(dòng)作特性，動(dòng)作電流按照電網(wǎng)最大的負(fù)荷電流來(lái)進(jìn)行整定計(jì)算。

5 線路距離保護(hù)的整定計(jì)算

（1）相間距離保護(hù)整定的一般原則

①相間距離的保護(hù)分為三個(gè)階段，某些相間距離保護(hù)在這些基礎(chǔ)上應(yīng)該設(shè)置相間距離的一段保護(hù)和相間距離的二段保護(hù)。

②啟動(dòng)元件按照線路的末端或者是保護(hù)動(dòng)作區(qū)末端的非對(duì)稱的故障來(lái)進(jìn)行整定，保證線路末端發(fā)生短路時(shí)可以及時(shí)的啟動(dòng)，負(fù)序電流的元件發(fā)生短路時(shí)的靈敏系數(shù)應(yīng)該比4大。

③單獨(dú)的負(fù)序電流分量的啟動(dòng)元件在本線路發(fā)生接地故障時(shí)的靈敏系數(shù)應(yīng)該比4大。

④在距離三段保護(hù)動(dòng)作區(qū)末端發(fā)生故障時(shí)，靈敏系數(shù)應(yīng)該比2大。

⑤單獨(dú)的負(fù)序電流在距離三段保護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地故障時(shí)，靈敏系數(shù)比2大。

（2）繼電保護(hù)的四統(tǒng)一接線的整定

①合理的辨別振蕩用的電流元件可以在正常的電流負(fù)荷下的整定。

③振蕩的復(fù)歸時(shí)間比下一個(gè)線路的周期加上再次動(dòng)作的和還要大。

（3）對(duì)線路的保護(hù)以第一，第二段作為主要保護(hù)，將第三段保護(hù)作為后備保護(hù)，用來(lái)反應(yīng)線路的故障。

（4）相間距離的整定計(jì)算因?yàn)樗谋Ｗo(hù)距離為速動(dòng)段，只能夠反應(yīng)本線路的故障，不能反應(yīng)下一個(gè)線路的故障。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)了解高壓電網(wǎng)110kV繼電保護(hù)的配備和整定計(jì)算，我們可以發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置在技術(shù)上具有選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性，這四個(gè)基本要求是繼電保護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)。繼電保護(hù)配置是為了保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，它可以按照不同的分區(qū)對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)故障電路采取快速的處理，保持供電的穩(wěn)定持續(xù)性。同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)的整定計(jì)算也十分的重要，只有這樣電路才能正常的運(yùn)行。

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2016-8-10