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

淺析高壓電網(wǎng)110kV繼電保護的配置及整定計算

安 超，豆田田（河南琛源電力工程設(shè)計有限公司，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)定對社會和世界都具有十分重要的作用。我國的電力行業(yè)在迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在運行的過程中不可能一直保持穩(wěn)定，所以對電網(wǎng)配置繼電保護是十分重要的。本文結(jié)合實際情況分析了110kV電網(wǎng)的繼電保護的配置和整定計算。

繼電保護；保護配置；整定計算

引言

電力系統(tǒng)在運行的過程中會出現(xiàn)各種各樣的故障，所以必須做好相對的防范措施，盡量減少故障的發(fā)生，繼電保護系統(tǒng)是指在故障產(chǎn)生的時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，切斷電路這個任務(wù)就是由繼電保護系統(tǒng)和相關(guān)的自動裝置完成的。

1 繼電保護的基本原理和保護裝置的主要構(gòu)成

1.1 繼電保護的基本與原理

當電流急劇增加或減少時，說明電路出現(xiàn)了故障，繼電保護系統(tǒng)最開始就是針對這種現(xiàn)象而設(shè)計的，繼電保護設(shè)備實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動運行保護。電力系統(tǒng)如果要正常運行，需要要求各個電力組成元件在規(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)的故障很容易會使電網(wǎng)的運行數(shù)值超過或者低于規(guī)定的安全范圍，這樣就會對電網(wǎng)安全運行產(chǎn)生威脅。繼電保護配置的作用就是當電路出現(xiàn)故障不能繼續(xù)正常運行時對故障進行及時的處理，所以繼電保護配置能否可以正確及時的判斷區(qū)分設(shè)備的正常運行狀態(tài)和不正常運行狀態(tài)是非常重要的，只有正確的判斷，才能實現(xiàn)對電網(wǎng)的保護功能。繼電保護配置同時包含對電流進行保護的設(shè)置，利用變壓器來保護設(shè)置和對母線的保護設(shè)置。阻抗是反映電路是否正常運行的重要參數(shù)，阻抗的數(shù)值大小變化可以反映故障發(fā)生地點的遠近。

1.2 繼電保護裝置的主要構(gòu)成

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

2 高壓電網(wǎng)110kV繼電保護裝置的設(shè)計

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)對二次設(shè)備的系統(tǒng)進行了改革，其產(chǎn)生的影響十分深遠，繼電保護裝置成為了二次系統(tǒng)的重要組成部分，電力系統(tǒng)能否正常運行的關(guān)鍵就是繼電保護系統(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。通過對電網(wǎng)和繼電保護裝置的完善，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行。

2.2 繼電保護裝置的配置方法

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

3 加強對繼電保護的應(yīng)對策略

為了保證繼電保護系統(tǒng)能夠正常的運行，減少故障帶來的損失，需要對繼電保護裝置進行有效合理的處理，應(yīng)該從以下幾個方面進行：

3.1 對繼電保護設(shè)備的配置方案進行完善

在我國由于技術(shù)經(jīng)濟等原因，110kV電網(wǎng)的保護方案在配備和優(yōu)化上存在不足，而且繼電保護裝置的后備資金的不足使繼電保護裝置不能得到進一步的完善。對于這種現(xiàn)象，相關(guān)部門應(yīng)該制定相關(guān)的措施加強對繼電保護的管理與維護，政府應(yīng)該加大對繼電保護設(shè)備的投入，提高繼電保護的意識。電網(wǎng)的變電設(shè)備應(yīng)該符合110kV電網(wǎng)的繼電保護配置的要求，對電網(wǎng)產(chǎn)生的故障及時處理并且提出維護設(shè)備的方案。

3.2 對繼電保護裝置進行及時的檢查統(tǒng)計

繼電保護裝置會出現(xiàn)各種各樣的故障，對這些保護裝置出現(xiàn)的故障進行統(tǒng)計，對統(tǒng)計的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。線路的保護裝置、變壓器的保護裝置、母線的保護裝置、開關(guān)操作箱和其他的自動裝置構(gòu)成了繼電保護裝置的獨立裝置。對繼電保護裝置進行檢查和統(tǒng)計，當出現(xiàn)類似問題的時候可以根據(jù)之前的問題和解決方法來快速解決問題。這樣建立的數(shù)據(jù)庫為繼電保護方案的升級提供了十分重要的資料。

3.3 了解繼電保護存在的缺陷

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

3.4 合理的配備繼電保護人才

電網(wǎng)的繼電人員在技術(shù)上要求不斷創(chuàng)新，同時應(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)技能來對技術(shù)人員進行合理的分配，只有這樣才可以保證配電裝置的正常運行，提高電網(wǎng)的工作效率。

4 繼電保護的整定計算

4.1 縱差保護的整定計算

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

4.2 變壓器的后備保護

復(fù)合電壓閉鎖是由相間電壓的負序電壓和低電壓繼電器組成的電壓閉鎖元件。負序電壓變壓的元件是用來反應(yīng)不對稱的電路的，它的靈敏度不會因為變壓器的接線方式的改變而改變。其中過流定值和動作定值應(yīng)該按照變壓器正常運行時的額定電流來制定。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)變壓器正常運行可能出現(xiàn)的最低的電壓來計算，根據(jù)系統(tǒng)最低的運行電壓，可靠系數(shù)和返回系數(shù)可以計算出它的數(shù)值。按照負序的整定原則，按躲過正常運行的最大的不平衡電壓計算出前面的系數(shù)，即6V。動作的延時和保護動作的延時，應(yīng)該與相鄰元件的保護的動作時間配合制定，動作應(yīng)該和出線保護的最大動作時間配合，通常出線最大動作時間是1.5s。

4.3 變壓器的過負荷保護

當電力變壓器作為其他負荷的備用電流的時候，應(yīng)該根據(jù)過負荷的情況，裝置保護裝置。中小型的變壓器采用動作特性，動作電流按照電網(wǎng)最大的負荷電流來進行整定計算。

5 線路距離保護的整定計算

（1）相間距離保護整定的一般原則

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

②啟動元件按照線路的末端或者是保護動作區(qū)末端的非對稱的故障來進行整定，保證線路末端發(fā)生短路時可以及時的啟動，負序電流的元件發(fā)生短路時的靈敏系數(shù)應(yīng)該比4大。

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

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

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

（2）繼電保護的四統(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荷下的整定。

③振蕩的復(fù)歸時間比下一個線路的周期加上再次動作的和還要大。

（3）對線路的保護以第一，第二段作為主要保護，將第三段保護作為后備保護，用來反應(yīng)線路的故障。

（4）相間距離的整定計算因為它的保護距離為速動段，只能夠反應(yīng)本線路的故障，不能反應(yīng)下一個線路的故障。

6 結(jié)語

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

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2095-2066（2016）24-0084-02

2016-8-10