地區電網線路保護整定計算原則對保護運行的影響

林宏澤

摘 要：保護定值通過整定計算來獲得，而整定計算原則的選取決定了定值的選擇性、快速性和靈敏性，從而影響保護的運行并直接決定了保護的性能。分析整定計算原則的選取依據，揭示整定計算原則對保護運行的影響，降低整定計算的風險。

關鍵詞：距離保護Ⅱ段；不對稱相繼速動；距離保護Ⅲ段；重合閘

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0150-02

1 引言

繼電保護的可靠性、選擇性、快速性和靈敏性是繼電保護的基本性能，而整定計算直接決定了繼電保護的選擇性、快速性和靈敏性。繼電保護的基本性能既相輔相成又相互制約，需要針對不同的條件綜合進行協調處理。目前地區電網的整定計算主要依據《南方電網10kV～110kV系統繼電保護整定計算規程》，但是各個整定計算原則的選取對單一具體保護的性能有很大的影響。

2 整定計算原則的選取對保護性能的影響

2.1 線路距離保護Ⅱ段對不對稱故障相繼速動保護的影響

2.1.1 不對稱故障相繼速動保護的原理

當一條110kV線路發生故障時，離故障點近的一端在距離Ⅰ段之內，由距離Ⅰ段無延時動作切除故障；離故障點遠的一端在距離Ⅰ段之外，由距離Ⅱ段經延時動作切除故障，因而無法實現線路故障快速切除。為了能快速切除這種故障，線路保護配置不對稱故障相繼速動保護[1]。

110kV線路的開關為三相聯動機構，線路發生任意故障時，開關三相跳閘切除故障。不對稱故障時，故障電流和非故障相的負荷電流被一并切除，不對稱故障相繼速動保護就是利用這種系統結構的改變引起非故障相電流的變化來使相關繼電器動作，實現無通道技術對故障線路的遠故障側距離Ⅱ段進行加速跳閘的保護。

2.1.2 線路距離保護Ⅱ段整定計算原則說明

①保線路末端靈敏度不小于1.5；②與相鄰下級線路距離Ⅰ段配合；③與相鄰下級線路距離Ⅱ段配合；④與相鄰下級線路縱聯保護配合；⑤單側電源線路送電側按照躲對側變電站主變其他側故障整定；⑥與220kV變壓器110kV側距離Ⅰ段反配。

2.1.3 線路距離保護Ⅱ段對不對稱故障相繼速動保護的影響

線路距離Ⅱ段采用原則③、⑤時，其保護范圍較大，對線路末端故障靈敏性很高，可能會伸出相鄰下級線路末端，引起相鄰下級線路末端故障時本級線路不對稱相繼速動越級跳閘。

圖1所示，線路AB、BC配置不對稱相繼速動保護但沒有光纖差動保護。當線路BC在4DL側發生不對稱故障時，4DL距離Ⅰ段無延時動作切除故障，4DL為三相跳閘，因此，3DL非故障相負荷電流被一并切除，而3DL測量到非故障相電流消失，并且3DL距離Ⅱ段保護動作不返回，3DL距離Ⅱ段不經延時跳開3DL開關，實現線路BC不對稱相繼速動。

以上情況下，如果B變電站負載較輕而且C變電站負載較重，并且1DL距離Ⅱ段保護范圍覆蓋線路BC末端，當3DL測量到非故障相負荷電流消失且3DL距離Ⅱ段元件動作不返回時，1DL同樣測量到非故障相負荷電流消失且1DL距離Ⅱ段元件動作不返回，此時，由于不對稱相繼速動保護為固定延時，會出現1DL與3DL經相同延時跳閘，1DL有可能先于3DL跳閘，造成1DL不對稱相繼速動保護越級跳閘。

鑒于以上分析，線路距離Ⅱ段整定計算原則的選取可能造成不對稱相繼速動保護誤動。對于存在以上不對稱相繼速動保護誤動的風險，應考慮采取以下方式進行處理：

（1）距離Ⅱ段采用原則①、②、④時，距離Ⅱ段保護范圍不會覆蓋下級線路末端，可以投入不對稱相繼速動保護；

（2）距離Ⅱ段采用原則③、⑤時，距離Ⅱ段保護范圍覆蓋下級線路末端，應退出不對稱相繼速動保護；

（3）配置光纖縱差保護的線路，可以退出不對稱相繼速動保護；

（4）單側電源供電的多級串供線路的末級線路，不對稱相繼速動保護不存在越級跳閘的風險，可以投入不對稱相繼速動保護。

2.2 線路距離Ⅱ段的運行說明

線路距離Ⅱ段采用原則③、⑤時，如果線路對側變電站的2臺甚至3臺主變出現并列運行方式，距離Ⅱ段保護范圍可能伸出對側變電站主變低壓側，存在線路距離Ⅱ段與主變低壓側后備保護失配的風險，造成單臺主變低壓側故障時線路越級跳閘。對于單線供電的變電站，將會出現單臺主變低壓側故障導致全站失壓。

變電站內主變的并列運行，還應考慮主變低壓側開關的遮斷容量，因此，變電站內主變的并列運行只能作為一種短時的特殊運行方式。采用主變并列方式之前，必須進行短路電流和相應線路、主變保護定值的核算。經相關核算后，確定運行風險和落實相應的風險管控方案后，才可以短時采用。

2.3 線路距離保護Ⅲ段對保護性能的影響

2.3.1 線路距離保護Ⅲ段整定計算原則說明

①保線路末端靈敏度不小于1.5；②與相鄰下級線路距離Ⅱ段配合；③與相鄰下級線路距離Ⅲ段配合；④按照保對側變電站主變其他側故障有不小于1.2的靈敏度整定，時限比對側變電站主變后備保護的最長延時增加一個；⑤躲最大負荷阻抗：為了防止出現供電線路對側變電站長時間失去站內直流電源導致站內保護裝置失電時發生變電站內設備故障的情況下，由于站內保護裝置失去直流電源無法動作切除故障，并且供電線路保護對對側變電站低壓側故障靈敏度不足，造成變電站低壓側故障無法切除，要求供電線路電源側距離Ⅲ段滿足原則④，實現供電線路送電側距離Ⅲ段作為對側變電站內故障的遠后備。

2.3.2 線路距離保護Ⅲ段對保護性能的影響

對于雙回線并列運行的情況，由于助增系數最大值為2，采用原則④時，距離Ⅲ段保護范圍很大，可能躲不過最大負荷阻抗。這種情況實際上是原則④與原則⑤相互制約的問題，應考慮采取以下方式進行處理：

（1）對側變電站110kV母線為單母線分段接線方式，可以與方式專業協商采用110kV母線分列的運行方式，并考慮110kV備自投采用分段備自投或者自適應備自投方式；

（2）對側變電站110kV母線為單母線接線方式，可以與方式專業協商采用一回線路運行一回線路充電的運行方式，并考慮110kV備自投采用進線備自投或者自適應備自投方式；

（3）雙回線并列運行時，為了保證供電線路在正常負荷電流不會出現跳閘，應選取原則⑤，并在整定計算方案中備注及在保護運行方案中提示線路距離Ⅲ段對對側變電站主變低壓側故障靈敏性不滿足要求的風險。

2.3.3 線路距離保護Ⅲ段對重合閘的影響

對于距離Ⅲ段定值對對側變電站主變低壓側故障滿足靈敏性要求的線路，應考慮距離Ⅲ段保護動作跳閘時閉鎖線路重合閘。因為距離Ⅲ段動作幾乎不是線路故障，此時閉鎖線路重合閘可以防止將主變重新投入于低壓側故障而造成主變二次損壞。

通過投入“距離Ⅲ段閉鎖重合閘”、“距離Ⅲ段永跳”或“Ⅲ段以上閉鎖重合閘”控制字來實現距離Ⅲ段閉鎖線路重合閘，如果保護未配置相關控制字，導致無法實現距離Ⅲ段閉鎖線路重合閘功能，應在保護運行方案中說明情況。

3 結語

整定計算原則的選取應綜合考慮電網接線方式、運行方式、保護配置等方面。深入分析整定計算原則的選取對保護運行的影響，有助于優化保護性能，提示相關整定計算的風險，做好整定計算的風險管控。

參考文獻

[1]張西利，張春合，趙厚濱.具有全線相繼速動特性的單端保護的應用[J].電工技術，2006，（2）：1-4.endprint