配網小水電線路重合閘策略研究

敖健永

（廣東電網有限責任公司陽江供電局，廣東陽江529500）

0 引言

在電網運行管理工作中，對于不具備檢無壓或檢同期條件的10 kV小水電線路，一般都采取退出重合閘的措施，主要原因是10 kV小水電線路發生故障后，有可能形成孤網運行，投入非同期重合閘存在沖擊電網或損壞設備的風險。但在實際運行中，隨著電網容量越來越大，10 kV小水電線路對電網的沖擊基本可以接受，若小水電用戶設備在電網側保護跳閘后能實現自動解列，或配置相關保護且設備能承受沖擊，則可以考慮按非同期方式投入10 kV小水電線路的重合閘，這將大大改善10 kV小水電線路連續供電的能力，提高地區電網的供電可靠性。

1 陽江電網小水電線路現狀分析

目前陽江電網有小水電上網的10 kV線路共73條，線路主網側重合閘投退情況主要有檢無壓重合、檢同期重合和退出重合閘，具體情況如下：（1）主網側有裝設線路電壓抽取裝置（線路TYD）的小水電線路共31條，占比42.47%，按檢線路無壓，有壓自動轉檢同期方式投入重合閘；（2）主網側沒有裝設線路電壓抽取裝置（線路TYD）的小水電線路共42條（其中，小水電專線4條，非專線38條），占比57.53%，退出重合閘。具體分布如圖1所示。

圖1 配網小水電線路現狀

在無線路TYD的42條小水電線路中，有38條線路有直配負荷，占比達90.5%，在線路發生故障時，由于重合閘退出，將直接造成用戶停電，降低這些線路上用戶的供電可靠性。為此，需重點針對該部分線路開展研究，對具備條件的投入重合閘，以提高供電可靠性。

2 雙側電源線路關于自動重合閘的相關規定

在DL 400—1991《繼電保護和安全自動裝置技術規程》中，對雙側電源線路的自動重合閘裝置規定如下：

（1）雙側電源的單回線路，可采用下列重合閘方式：

1）解列重合閘方式，即將一側電源解列，另一側裝設線路無電壓檢定的重合閘方式；

2）當水電廠條件許可時，可采用自同步重合閘方式；

3）為避免非同步重合及兩側電源均重合于故障線路上，可采用一側無電壓檢定，另一側同步檢定的重合閘方式。

（2）當符合下列條件，且認為有必要時，可采用非同步重合閘方式：

1）流過發電機、同步調相機或電力變壓器的沖擊電流不超過規定值時；

2）非同步重合閘所產生的振蕩過程對重要負荷的影響較小，或者可以采取措施減小其影響時；

3）重合后，電力系統可以迅速恢復同步運行時[1]。

3 配網小水電線路重合閘新策略

3.1 已裝設線路TYD的10 kV小水電線路

對于已裝設線路TYD的10 kV小水電線路，主網側重合閘方式保持不變，即按檢線路無壓，有壓自動轉檢同期方式投入重合閘。

3.2 目前無線路TYD但具備加裝線路TYD條件的10 kV小水電線路

對于目前無線路TYD但具備加裝線路TYD條件的10 kV小水電線路，建議加裝線路TYD。在完成線路TYD加裝后，調整主網側重合閘方式，按檢線路無壓，有壓自動轉檢同期方式投入重合閘。

3.3 目前無線路TYD且不具備加裝線路TYD條件的10 kV小水電線路

對于目前無線路TYD且不具備加裝線路TYD條件，但主網側確實有必要投入重合閘的10 kV小水電線路，在滿足下述3.3.1～3.3.4條件后，按非同期方式投入重合閘，重合閘時間按較長延時整定。

3.3.1 發電廠側配置完備的繼電保護并正確投入

對于1 MW及以下的發電機，應裝設過電流保護，保護裝置宜配置在發電機的中性點側，其動作電流按躲過最大負荷電流整定；對于1 MW以上的發電機，宜裝設復合電壓起動的過電流保護，電流元件的動作電流可取為1.3～1.4倍額定值，低電壓元件的動作電壓可取為0.7倍額定值，負序電壓元件的動作電壓可取0.06～0.12倍額定值。

對于水輪發電機，應裝設過電壓保護，其整定值根據定子繞組絕緣狀況決定。在一般情況下，動作電壓可取為1.5倍額定電壓，動作時限可取為0.5 s；對可控硅整流勵磁的水輪發電機，動作電壓可取為1.3倍額定電壓，動作時限可取為0.3 s。過電壓保護宜動作于解列滅磁[1]。

3.3.2 發電廠側配置完備的安自裝置并正確投入

發電廠應配置有高頻切機功能的安自裝置，發電機組的高頻切機配置和機組高頻運行特性應符合電力系統的運行規律。對于容量100 MW以下的水電機組，高頻切機定值具體要求如下：解列頻率要求51.0～54.5 Hz，每次解列時延要求0.2～3 s。

發電廠應配置有低頻自動解列功能的安自裝置，發電機組的低頻特性既要與電網的低頻減載配置方案相配合，又要考慮保護機組設備不受低頻共振而損壞，其低頻解列頻率要求低于電網低頻減載最后一輪的頻率定值，并留適當裕度。對于容量100 MW以下的水電機組，低頻解列定值具體要求如下：解列頻率要求46.0～47.0 Hz，每次解列時延要求0.2～3 s[2]。

3.3.3 發電廠側相關設備能承受規定時間內的沖擊電流而不損壞

當配網線路主網側保護非同期合閘時，若沖擊電流較大，在發電廠側繼電保護動作切除相關設備前的整個沖擊電流持續時間內，發電機、同步調相機或電力變壓器應能承受沖擊電流而不損壞。

3.3.4 小水電線路應無直配重要負荷

小水電線路上沒有二級及以上重要用戶，非同期重合閘所產生的振蕩過程對重要負荷的影響較小。

4 結語

配網小水電線路跳閘后，一般情況下，小水電發電機組應能自行解列；不能自行解列的，如果滿足相關技術條件，可考慮投入非同期重合閘。由于配網線路故障大多屬于瞬時性故障，所以線路一般能重合成功，投入重合閘將有利于提高線路的供電可靠性。若10 kV系統為經小電阻接地系統，由于線路跳閘次數相對較多，效果會更加明顯。因此，配網小水電線路重合閘新策略實施后，將大大提高地區電網的供電可靠性。

[1]繼電保護和安全自動裝置技術規程：DL 400—1991[S].

[2]廣東電網有限責任公司安全自動裝置管理細則：Q/CSG-GPG 2 12 006—2014[S].