地區電源涉網保護及自動裝置的配置及建議

宋　靜，林　榕，秦梁棟

（1.國網河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊 050051；2.國網河北省電力公司經濟技術研究院，石家莊 050021；3.國網河北省電力公司，石家莊 050021）

地區電源涉網保護及自動裝置的配置及建議

宋靜1，林榕2，秦梁棟3

（1.國網河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊 050051；2.國網河北省電力公司經濟技術研究院，石家莊 050021；3.國網河北省電力公司，石家莊 050021）

結合“地區電源涉網保護及自動裝置設計”相關標準要求，分析地區電源的接入方式，介紹涉網保護及安全自動裝置的配置方案，提出地區電源接入系統的設計建議，為工程設計單位對標準的理解和應用提供參考。

地區電源；涉網保護；配置；設計

近年來，河北省南部電網涌現出了一大批余熱、余氣、尾氣發電和資源綜合利用機組，主要集中在鋼鐵冶金、石油化工、建材水泥等高耗能行業中，這些電廠在并網前均需按照有關程序通過電網公司審核，以確保技術措施到位。一般來說，設計部門主要按照《大型水、火電廠接入系統設計內容深度規定》和《電廠接入系統前期工作管理辦法》等文件來指導接入系統的設計工作。上述文件主要是按照大型電源來制訂，同運行管理結合不夠緊密，同時地區電源運行中的一些經驗教訓需及時考慮。

因此，通過對河北南部電網電源接入系統工作的研究，闡述了涉網保護及自動裝置配置的主要原則，總結經驗，發現和解決問題，見微知著，未雨綢繆。

1　地區電源接入方式

《國家電網公司關于印發電源接入電網前期工作管理意見（試行）的通知》（國家電網發展〔2015〕309號）中要求，電廠項目的業主單位或控股方應在項目可行性研究階段商電網公司后，應及時委托有資質的咨詢機構開展電廠接入系統設計工作。

由于地區電源不同的接入方式對保護配置及技術要求有較大影響，結合現有標準和相關資料，經過充分調研，將地區電源接入電網的接線形式歸納為10（6）～110 k V電壓等級專線接入、T接接入2種典型接線（見表1）。以下的地區電源指經10（6）～110 k V電壓等級接入電網，或者經10（6）k V及以下電壓等級接入電網，且單個并網點總裝機容量超過6 MW的電廠。

表1　接入變電站與接入電壓等級方案

2　涉網保護及安全自動裝置方案

地區電源的并網，將使該供電區域的電源結構發生變化。如果相關電氣設備繼電保護裝置的配置不能適應這種變化，就極有可能造成不正確動作，以致于擴大事故，甚至造成設備損壞。對于涉網繼電保護和自動裝置有4個基本要求，即可靠性、選擇性、靈敏性和速動性，并力求簡單。當確定其配置方案時，綜合考慮以下幾個方面：系統接線構成特點和運行方式、系統中故障出現的概率和可能造成的后果、系統的發展規劃和經濟技術合理性。

2.1變電站運行方式

目前，河北省南部電網220 k V及上主網網架結構已基本完善，110 k V及以下電網作為配電網已全部解環運行。正常方式下，110 k V及以下電網已無合環運行的必要和可能。110 k V變電站典型主接線為高壓側內橋（或擴大內橋）、中低壓側單母分段。一般來說，對有2條及以上進線的110 k V變電站，主要有“一分到底”或“一主一備”2種基本運行方式。

當110 k V變電站中、低壓側并有小電廠時，考慮主變壓器分列運行。

2.2線路保護

由于地區電源的接入，原單側輻射型供電方式變為雙側電源弱聯系方式，由于其自身的正負序阻抗特征、諧波特征、短路電流等特征的不同，導致線路故障時的故障特征不同，影響到常規線路保護的適應性，地區電源并網后，110 k V終端站的主變壓器中性點接地方式、主變壓器后備保護、聯絡線保護等都要作相應改造和調整，以提高系統供電可靠性.確保電網及地區電源的安全穩定運行。

2.2.1首次定義直接并網線和間接并網線

直接并網線是指與并網工程相關的，連接地區電源（或其接入的用戶變電站）與公司所屬變電站的110 k V及以下電壓等級線路。間接并網線是指除直接并網線外，因并網工程形成雙側電源供電的110 k V及以下各電壓等級線路。其中，直接并網線和間接并網線靠近電廠的一側統稱為電廠側，對側統稱為系統側。

2.2.2保護配置

a.地區電源直接經110 k V電壓等級并網時，110 k V直接并網線及間接并網線兩側，應配置光纖縱聯差動保護為主保護，距離保護、零序保護為后備保護的成套線路保護裝置。保護動作時，作用于并網線斷路器或啟動遠跳。

b.地區電源經35 k V及以下電壓等級并網時，35 k V、10（6）k V直接并網線，及其同電壓等級的間接并網線，兩側應配置光纖縱聯差動保護為主保護；35 k V及以下、且電壓等級高于直接并網線的間接并網線，兩側宜配置光纖縱聯差動保護為主保護。

c.并網線路為T接線路時，線路各側應配置一套三端光纖縱聯差動保護，系統側及電廠側保護正常投入，保護動作時直接作用于本斷路器；負荷側保護只投入保護功能，不作用于跳閘。

d.機組經線路接入其用戶站時，線路宜配置光纖縱聯差動保護為主保護。

2.3安全自動裝置

2.3.1自動重合閘

直接并網線及間接并網線的系統側斷路器重合閘投檢無壓方式，電廠側斷路器重合閘投檢同期方式。并網線路為T接線路時，負荷側斷路器重合閘不投。全電纜線路斷路器重合閘不投。

2.3.2故障解列裝置

當110 k V負荷站直接或間接接入地區電源后，可在該站的110 k V母線裝設故障解列裝置，以減少在間接并網線均配置保護的投資，同時解決因地區電源提供的短路電流小，保護整定和配合困難的問題。

對于直接并網線，電廠側或機組應配置故障解列裝置，具備低頻、低壓、高頻、過壓、失步解列功能。裝置動作時跳開機組。

110 k V負荷站直接或間接接入地區電源后，應在該站的110 k V母線裝設故障解列裝置，具備低頻、低壓、零序過壓、母線過壓、高頻解列功能，裝置動作時跳開并網線斷路器或啟動遠跳。

2.3.3備用電源自動投入裝置

備用電源自動投入裝置（簡稱“備自投裝置”）跳開工作電源斷路器時，聯跳經失壓母線并網的并網斷路器或啟動遠跳。需要說明的是，在中、低壓母線有地區電源并網的110 k V變電站，若地區電源并不能可靠解列，可能出現地區電源帶10（6）k V及以上電網孤網運行的情況，此時區域內周波、電壓都不穩定，而備自投裝置動作條件一旦滿足而動作，將造成地區電源與系統非同期并列，可直接造成機組損壞事故［3］。

2.3.4遠方跳閘裝置

當地區電源并網所經變電站帶有高危或重要負荷時，應配置遠方跳閘裝置（簡稱“遠跳裝置”），在系統故障、異常時解列地區電源。

需要說明的是，地區電源所經變電站，一般當電廠從110 k V直接并網時，指并網所經的110 k V變電站；電廠從35 k V及以下并網時，指并網所經的35 k V變電站。

當地區電源自身負荷可靠性要求較高時，可配置遠跳裝置，在系統故障、異常時解列機組。

2.3.5 故障錄波器

地區電源直接或間接接入的110 k V變電站應配置故障錄波器。地區電源（或其接入的用戶變電站）應配置故障錄波器。

3　地區電源接入系統的設計建議

目前地區電源接入系統設計多由乙級資質的設計單位承擔，業主單位或控股方難以針對系統設計提出要求，甚至認為接入系統的要求過高，難以接受。要解決上述問題，必須對系統側的現狀有深入的了解，加強設計培訓，并遵守系統側的設計原則。

3.1加強標準宣貫與培訓

由于電源接入系統設計單位相對較多，部分是小的咨詢設計公司，對電網情況不熟悉，設計過程中缺少現場調研，直接影響設計方案的質量，設計深度普遍不滿足要求。部分設計單位存在設計外包，對外包單位管理不嚴格，設計質量相對較差，造成方案反復修改。

開展對地區電源涉網保護及自動裝置的標準化與規范化的培訓工作，提高地區電源接入電網的協調性，減少地區電源接入電網與變電站建設不同步的現象，提高地區電源接入電網的管理效率和綜合效益。

3.2開展專題研究

開展地區電源接入電網影響專題研究工作，從制度和原則上規范地區電源并網的條件及運行要求，正確處理地區電源上網與電網安全、經濟運行的關系，以保證并網電源的安全運行和重要負荷的可靠供電［2］。

4　結束語

地區電源接入電網后，對涉網保護和安全自動裝置配置都提出了新的要求，以上結合河北省南部電網實際情況，提出了相應的解決方案，有效地解決了地區電源接入電網后的線路保護及重合閘、變壓器保護、自動裝置等配置上存在的問題，滿足了電網實際運行的需要。

［1］ GB/T 14285-2006，繼電保護和安全自動裝置技術規程［S］.

［2］ 楊曉利，郭建彬.小火電并網有關問題的分析與措施［J］，河北電力技術，2005，24（3）：22-23，30.

［3］ 楊曉利，郭建彬.備用電源自投裝置非預期動作情況分析［J］，電力自動化設備，2006，26（1）：96-98.

［4］ DL/T 584-2007，3～110 k V電網繼電保護裝置運行整定規程［S］.

本文責任編輯：齊勝濤

Scheme and Research of Grid-related Protection and Automation Equipment in Area Power Supply

Song Jing1，Lin Rong2，Qin Liangdong3
（1.State Grid Hebei Electric Power Corporation Shijiazhuang Electric Supply Branch，Shijiazhuang 050071，China；2.State Grid Hebei Electric Power Corporation Economic Research Institute，Shijiazhuang 050021，China；3.State Grid Hebei Electric Power Corporation，Shijiazhuang 050021，China）

In order to support the protection operation，maintenance，management，and scientific guide the future of power system development，the electric power corporation of HeBei provincial publish the enterprise standards of the area power supply interconnected grid-related protection and automatic equipment design.In this paper，the important terms of enterprise standards have been introduced as the reference to help the design units to understand and apply.

area power supply；grid-related protection；scheme；design

TM732

B

1001-9898（2016）02-0013-03

2015-11-01

宋 靜（1980-），女，工程師，主要從事電力系統繼電保護專業工作。