智能變電站繼電保護配置與定值整定

程曉通+孫文文

摘 要：繼電保護是在電力系統運行故障和運行異常時完成保護動作的自動化系統，它是維系電力系統平穩運行的重要保護措施，在變電站內部的主要作用就是服務于電力系統，為此，繼電保護的運行原則和規律必須符合電力系統的運行規律，并且能夠與電力系統形成互相配合的關系。在科技發展的推動下，電力行業已經逐漸展開智能化變電站的建設工作，這代表著電力行業已經實現了現代化建設，對于智能變電站繼電保護的配置與整定工作也需要進一步完善。

關鍵詞：定值整定；智能變電站；繼電保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.140

繼電保護作為一項系統性的工程，對其間設備的配置和整定是保證繼電保護系統充分發揮保護作用的重點內容。采用最佳的配置和整定方式可以有效縮短發現運行故障時系統自動處理的時間，或者可以提前對電力系統中的故障隱患進行預警，通知相關技術人員及時進行檢修處理，從根本上降低故障對電力系統運行造成的損害，可以在很大程度上提升電力系統運行的穩定性能。文中就對智能變電站繼電保護配置與定值整定的相關問題進行分析，旨在提升電力系統的穩定運行。

1 繼保設備配置與整定的基本要求

1.1 繼電保護設備的配置要求

在智能變電站繼電保護的相關規范中對智能變電站繼電保護中的設備配置和技術都有嚴格的要求，因此，無論哪個等級的智能變電站在新建、擴建和改建工程中必須嚴格按照我國頒布的有關智能變電站繼電保護的相關規范要求執行。規定中明確指出繼電保護技術需要具備一定的可靠性、靈敏性、選擇性和速度性，在這個基礎上，實現繼電保護系統整體功能的提升。繼電保護裝置的各項保護操作要想達成相關規定中對可靠性的要求，就需要在設備內任何元件受到損壞時，都不會影響保護裝置的正常保護動作，保護裝置中的計時部分也不能全部由外部裝置完成，外部裝置僅可作為輔助功能。

1.2 繼電保護設備的整定要求

相關規定中對繼電保護的可靠性、靈敏性、選擇性和速度性要求既是電力系統對繼電保護的基本要求。在特定情況下四性之間會存在矛盾現象，為此應該對四性進行綜合考慮，如果一味的追求單方面的要求，將會對保護系統產生一定的影響，也會為設備的運行和維修帶來困難。簡單來說協調好四性的關系就是整定計算的任務。

可靠性是指保護動作嚴格按照繼電保護系統的設定執行，該動作時動作，不該動作時拒絕動作，可以表現為保護裝置的拒絕動作率低，則可靠性高；動作失誤率低，則安全性能高。兩種保護動作失誤的情況均可能造成大面積的停電現象，這對于電力系統的穩定運行來說是很大隱患，為此需要盡量避免此種情況。

選擇性是指選擇最佳的保護方式執行保護動作，旨在通過正確的選擇將故障影響控制在最小范圍。通常情況下繼電保護裝置都需要具備一定的選擇性，僅在極特殊的情況下沒有可選內容。

靈敏性是指當電力系統運行出現異常或者故障時，繼電保護系統中電氣設備的反應能力。靈敏性又可分為主動保護靈敏性和后備保護靈敏性。選擇正確的計算方式對繼電保護的靈敏效果影響深遠。

速度性是指在電力系統運行異常或者出現故障時，以最快的速度完成故障設備及線路與其他設備的分離動作，也就是快速切斷故障線路與其他設備的聯系，確保其他線路和設備不受到故障線路的影響作用。

2 站內設備的配置與整定

雖然根據變電站的規模和功能差異，接線方式可以分為很多種，但是實際運行中較為常用的只有雙母線接線和單母線接線兩種方式。通常情況下，220kV及以上變電站由于發生故障時的影響范圍較大，為此多選用雙母線的接線方式，對應的繼電保護設備也會采用雙重配置，以確保其運行可靠性。而110kV及以下變電站相對來說，發生故障時的影響范圍較小，且10kV及以下變電站在數量上占據較大比重，綜合經濟和故障影響范圍的雙重因素，可以選用單母線的接線方式，對應的繼電保護裝置也是單套配置，僅有部分重要設備為雙份配置。

3 線路保護的配置與整定

3.1 220kV及以上線路

針對220kV及以上的變電站繼電保護系統內應該采用雙重的保護裝置，無論是主動保護裝置還是后備保護裝置都應該按雙套配置。除此之外，合并單元及智能化的終端設備也需要采用雙重配置，通過電子互感器來保證采用工作的順利進行。各個保護裝置的母線電壓可以通過合并單元的方式實現點與點的轉接。220kV及以上線路的保護定值需要在滿足限額的基礎上，對上下級保護的協作關系進行整定。

3.2 110kV及以下線路

針對110kV及以下的變電站繼電保護系統內通常采用的是單套保護裝置，分別以三段相間和接地保護、兩段TV斷線保護和四段零序方向保護來進行獨段保護操作，對于光纖通道的電流可以根據實際保護需求進行配置。與220kV及以上線路的繼電保護相同，對于電流電壓及電氣量的采用均來自于電子互感器，與之不同的是配置的是單套合并單元和智能終端設備。

3.3 35kV及以下線路

根據《智能變電站繼電保護技術規范》中的規定，35kV線路保護一般為電流保護，采用保護測控一體化設備，按間隔單套配置。當一次設備采用開關柜時，保護測控一體化設備安裝于開關柜內。可使用常規互感器，電纜直接跳閘。35kV線路保護一般設置二段或三段電流保護。電流I段按所供變壓器低壓側故障整定。當線路所供用戶數大于等于2時，電流I段可略帶延時躲用戶高壓側故障而影響其他用戶的供電。電流II段按躲所供變壓器低壓側故障整定，同時兼顧對本線的靈敏度。兩者不能同時滿足時，以躲所供變壓器低壓側故障整定為優先，當供變壓器容量較大時，過流II段不能保證對全線的靈敏度，對全線的靈敏度僅靠電流m段保證。電流m段按躲線路最大負荷電流整定，同時必須確保對全線的靈敏度大于等于2，并對相鄰線路有遠后備靈敏度。

4 結語

變電站的繼電保護系統是保障電力系統穩定運行的重要環節。為此，我們以有關智能變電站繼電保護規范中對繼電保護的要求，即可靠性、選擇性、靈敏性和速度性，來闡述智能變電站繼電保護的配置和整定要求。之后對智能變電站內部設備的配置和整定進行具體分析，對不同等級的智能變電站線路保護裝置和整定內容進行探討。

參考文獻：

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