周源龍

摘 ? 要：繼電保護(hù)整定值的計(jì)算分析，關(guān)系到繼電保護(hù)方案科學(xué)性和保護(hù)裝置之間的靈敏性和可靠性?；谶@種認(rèn)識(shí)，本文針對(duì)220kV變電站10kV出線的繼電保護(hù)常規(guī)整定問題，提出了簡(jiǎn)易整定值計(jì)算方法，能夠在緩解人員整定壓力的同時(shí)，加強(qiáng)保護(hù)配合，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有積極作用。因此，還應(yīng)加強(qiáng)繼電保護(hù)簡(jiǎn)易整定值計(jì)算方法的分析，以便推動(dòng)電力事業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) ?繼電保護(hù) ?簡(jiǎn)易整定值計(jì)算

中圖分類號(hào)：TM744 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（c）-0092-02

1 ?電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常規(guī)整定分析

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定過程中，需要結(jié)合地區(qū)電力系統(tǒng)特點(diǎn)和運(yùn)行狀況進(jìn)行保護(hù)功能模塊的選擇，然后對(duì)裝置間的配合關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，通過短路電流計(jì)算使相近保護(hù)裝置保持靈敏度與動(dòng)作時(shí)間匹配。采取該種措施，在系統(tǒng)發(fā)生故障后，可以利用多級(jí)保護(hù)模塊間的相互協(xié)調(diào)，為繼電保護(hù)功能的有效性、及時(shí)性得到保證。針對(duì)220kV變電站，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)方面一般遵循近后備原則，確保上、下級(jí)繼電保護(hù)整定能夠?qū)崿F(xiàn)逐級(jí)配合，提供多種選擇。實(shí)際在220kV變電站10kV出線保護(hù)方面，按照常規(guī)整定方法需要完成三段式電流保護(hù)設(shè)置。針對(duì)過流I段，設(shè)置速斷保護(hù)，響應(yīng)時(shí)間為0s。整定值計(jì)算時(shí)，需要在大方式下針對(duì)線路最短分支末，需要躲開最大短路電流，確保被保護(hù)線路故障靈敏度系數(shù)至少達(dá)到1。針對(duì)過流II段，采用限時(shí)速斷保護(hù)裝置，需要與高壓開關(guān)配合整定，結(jié)合線路長(zhǎng)度，規(guī)定靈敏度進(jìn)行整定值計(jì)算。具體來講，就是后備一級(jí)靈敏度至少為1.5，采用二級(jí)后備靈敏度至少1.2[1]。應(yīng)確保下級(jí)電流保護(hù)能夠與電壓保護(hù)相互配合，針對(duì)雙電源線路應(yīng)與兩側(cè)線路配合整定。針對(duì)過流III段實(shí)施過流保護(hù)，需達(dá)到規(guī)定靈敏度，結(jié)合最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定值計(jì)算。

2 ?電力系統(tǒng)繼電保護(hù)簡(jiǎn)易整定值的計(jì)算方法

2.1 簡(jiǎn)易整定方法提出需求

按照常規(guī)方法進(jìn)行電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定，需要完成復(fù)雜計(jì)算。針對(duì)采用復(fù)合電壓閉鎖元件的電力系統(tǒng)，故障需要利用正序低電壓和負(fù)序過電壓進(jìn)行反映。按照要求，低電壓整定值應(yīng)不超過母線正常運(yùn)行期間最低工作電壓，因此將整定為0.6～0.7倍母線額定電壓。針對(duì)負(fù)序電壓，為提高閉鎖靈敏度，需要按正常運(yùn)行最大不平衡電壓進(jìn)行整定值計(jì)算。在企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的過程中，電力需求量不斷增多，作為保證供電可靠性的重要設(shè)備，需要安裝大量出線開關(guān)保護(hù)裝置。針對(duì)這些裝置一一進(jìn)行繼電保護(hù)整定值計(jì)算，工作量不小。就目前來看，10kV線路大部分由架空線和埋地電纜兩部分組成，故障幾率較高，線路保護(hù)裝置故障或斷路器拒動(dòng)，都可能造成主變?cè)郊?jí)跳閘或故障，引起大面積停電。部分10kV線路過長(zhǎng)，末端故障短路電流較小，在電壓值設(shè)置靈敏度不足的情況下，容易出現(xiàn)變壓器高、低壓側(cè)復(fù)壓過流保護(hù)閉鎖難以順利解除的問題，繼而造成故障點(diǎn)無法得到及時(shí)切除，給電力系統(tǒng)運(yùn)行安全帶來威脅。在現(xiàn)代高壓電網(wǎng)建設(shè)過程中，提出了需要保護(hù)裝置不誤動(dòng)和不拒動(dòng)的要求，在繼電保護(hù)整定計(jì)算上也應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)方法創(chuàng)新，以適應(yīng)繼電保護(hù)發(fā)展需要[2]。

2.2 簡(jiǎn)易整定值的計(jì)算分析

考慮到長(zhǎng)線路的首端母線難以達(dá)到復(fù)壓整定值，還需將閉鎖定值設(shè)定為70V低壓，負(fù)序電壓設(shè)定為6.5V。例：線路導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-240，在整定計(jì)算時(shí)需要確定距離10kV母線故障位置，然后確定電壓能否達(dá)到復(fù)壓整定值。在線間距為0.7m時(shí)，正序阻抗應(yīng)為0.132+j0.357=0.381Ω/km，表么阻抗為0.381×100/10.52=0.3455。在實(shí)際分析計(jì)算時(shí)，線路大方式為0.3359，小方式為1.044，由系統(tǒng)和主變阻抗確定等值阻抗，設(shè)定母線到線路故障點(diǎn)的線路阻抗為X*。忽視系統(tǒng)阻抗與線路阻抗間的相角差，在最大方式下產(chǎn)生三相短路故障，可知母線位置二次電壓將達(dá)到70V以下，得到式（1），可以得到X*=0.784，確定線路啟動(dòng)閉鎖的短路點(diǎn)距離母線距離最大為0.784/0.3455=2.3km。由這一數(shù)值可知，在短路點(diǎn)距離母線超出這一距離時(shí)，母線殘壓將超出整定值，閉鎖無法放開。在實(shí)際計(jì)算過程中，采用該方法能夠同時(shí)進(jìn)行低壓和負(fù)序線路繼電保護(hù)整定值計(jì)算，保證繼電保護(hù)裝置能夠正確動(dòng)作，為電力系統(tǒng)供電提供可靠性保障。

（1）

2.3 整定值計(jì)算方法的解析

運(yùn)用上述方法，可以確定故障點(diǎn)位置距離10kV出線母線最大距離。在主變壓器繼電保護(hù)方面，復(fù)合電壓閉鎖包含低壓和負(fù)序電壓兩部分。而針對(duì)負(fù)序電壓，采用同樣方法可以輕松完成電壓?jiǎn)?dòng)值線路距離的計(jì)算，從而達(dá)到簡(jiǎn)化繼電保護(hù)整定的目標(biāo)。在母線二次負(fù)序比設(shè)定電壓大的情況下，線路出現(xiàn)不對(duì)稱兩相短路故障，設(shè)線路阻抗為X*2，需要保證母線負(fù)壓達(dá)到6.5V整定值。如果故障點(diǎn)位置擁有最高電壓，電源位置電壓將為0。在最大方式下，母線二次負(fù)序電壓想要達(dá)到整定值，需要滿足式（2），能夠分析得到線路阻抗為4.832，因此故障點(diǎn)距離母線最大為13.98km，在該距離內(nèi)能夠保證母線負(fù)序電壓達(dá)到整定值，變壓器低壓側(cè)能夠?qū)⑦^流保護(hù)放開。超出這一距離，主變過流將閉鎖。針對(duì)常規(guī)10kV線路，可以按照相同方法迅速完成繼電保護(hù)整定值計(jì)算，結(jié)合低壓和負(fù)壓值及線路長(zhǎng)度對(duì)線路每公里阻抗值進(jìn)行計(jì)算。從分析結(jié)果來看，線徑越小其等效阻抗越大，在復(fù)壓閉鎖開放時(shí)保護(hù)距離越短，需要同時(shí)對(duì)兩相短路和三相短路進(jìn)行兼顧，加強(qiáng)低壓線路保護(hù)整定配合，以便使保護(hù)裝置能夠進(jìn)行正確動(dòng)作。

（2）

2.4 簡(jiǎn)易整定保護(hù)配合策略

針對(duì)變電站主變低壓側(cè)進(jìn)行整定，需要分兩種情況，一種為無出線情況，在整定時(shí)可以不配置母聯(lián)和取消后備保護(hù)復(fù)壓閉鎖，然后按規(guī)定對(duì)低壓側(cè)負(fù)壓值進(jìn)行整定，即利用低壓側(cè)后備保護(hù)控制規(guī)定完成整定[3]。針對(duì)低壓側(cè)存在出線的情況下，還應(yīng)針對(duì)低壓側(cè)實(shí)施母聯(lián)分段運(yùn)行，以降低短路電流。按照階梯整定原則，需要結(jié)合線路參數(shù)進(jìn)行整定，即使低壓側(cè)與配電出線柱開關(guān)定值進(jìn)行配合，使裝置動(dòng)作可靠性得到保證。在低壓側(cè)裝設(shè)備投裝置條件下，還應(yīng)將主變后備閉鎖備投條件去除，利用備投解決低壓側(cè)失壓?jiǎn)栴}，使電力系統(tǒng)供電可靠性得到保證。此外，在與配電出線開關(guān)進(jìn)行整定配合時(shí)，還應(yīng)實(shí)施階梯整定，結(jié)合線路參數(shù)進(jìn)行開關(guān)距離電源點(diǎn)長(zhǎng)度的合理選擇。采取該種措施，能夠使保護(hù)裝置進(jìn)行可靠動(dòng)作，確保線路故障點(diǎn)能夠被盡快切除，達(dá)到縮小線路停電范圍的目標(biāo)，因此能夠?yàn)殡娏οＭ踩?、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

3 ?結(jié)語

綜上所述，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)管理方面，保護(hù)整定值計(jì)算屬于核心環(huán)節(jié)，關(guān)系到系統(tǒng)能否維持穩(wěn)定運(yùn)行。220kV變電站的10kV出線具有一定特殊性，采用常規(guī)整定方法計(jì)算過程復(fù)雜，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)保護(hù)配合協(xié)調(diào)。采用簡(jiǎn)易整定值計(jì)算方法，能夠?yàn)榫€路提供足夠靈敏度，解決保護(hù)裝置配合問題，因此能夠?yàn)榫€路提供可靠繼電保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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