重慶110kV環(huán)網(wǎng)保護和重合閘的整定研究

符曉波

湖北工業(yè)大學，湖北武漢 430068

重慶110kV環(huán)網(wǎng)保護和重合閘的整定研究

符曉波

湖北工業(yè)大學，湖北武漢 430068

隨著重慶110kV電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模逐漸增大，常規(guī)繼電保護裝置對電網(wǎng)的選擇性、靈敏性、快速性和可靠性的要求已無法滿足。本文分析了重慶110kV簡單的環(huán)網(wǎng)操作和多級串供的環(huán)網(wǎng)操作，提出了110kV環(huán)網(wǎng)保護和重合閘整定建議，以及提出能正確判別故障類型時和無法判別故障類型時重合閘時刻的整定配置方案，從而達到了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

110kV環(huán)網(wǎng)保護；重合閘；整定

0 引言

重慶110kV電力網(wǎng)絡(luò)建成以后，110kV電力網(wǎng)絡(luò)的保護就顯得非常重要，110kV系統(tǒng)通常采用的方式為環(huán)網(wǎng)布置、開環(huán)運行。但隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷的完善，用戶對不間斷供電要求的不斷提高，這樣電網(wǎng)調(diào)度操作過程中存在著大量合環(huán)操作，所以環(huán)網(wǎng)保護和重合閘投退操作、電磁環(huán)網(wǎng)存在時間的縮短就有非常重要的意義。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，應(yīng)該選擇合適的保護方式，這樣可以保證電力系統(tǒng)主保護信號等各種信息傳輸?shù)目煽啃?，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1 重慶電網(wǎng)簡單和多級串供環(huán)網(wǎng)操作

1.1 簡單環(huán)網(wǎng)操作

簡單環(huán)網(wǎng)示意圖如圖1所示。

圖1 簡單環(huán)網(wǎng)示意圖

圖2 多級串供的地區(qū)環(huán)網(wǎng)示意圖

不帶小電源的簡單環(huán)網(wǎng)，除5DL作為熱備用，其他均合位運行。重合閘退出和受電側(cè)保護對應(yīng)4DI 和5DI，其余重合閘和開關(guān)保護均投入。操作可分為兩種，一種是當負荷在C變以合環(huán)倒方式后移至B變時，保持環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有開關(guān)的保護和重合閘不投入，投入送電側(cè)保護和重合閘在操作完后，再受將電側(cè)保護和重合閘退出；另一種是當負荷在C變以合環(huán)倒方式后移至B變后，投入環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有開關(guān)的保護和重合閘，解環(huán)后投入送電側(cè)保護和重合閘，再將受電側(cè)保護和重合閘退出。

1.2 多級串供環(huán)網(wǎng)操作

多級串供環(huán)網(wǎng)示意圖如圖2所示。不帶小電源的多級串供環(huán)網(wǎng)中，除6DL作為熱備用，其他均合位運行。重合閘退出和受電側(cè)保護對應(yīng)4DL、6DL和7DL，其余重合閘和開關(guān)保護均投入。當合環(huán)供電后，C變負荷將轉(zhuǎn)移到2XL上，如果1XL作為A變備用時，需要對D變進行合環(huán)操作，同時需要對C變和A變變操作開關(guān)投退保護和重合閘。操作可分為兩種，一種是先在D變合上6DL后，然后在A變斷開3DL，并將其退出保護并且重合閘，最后將C變和D變投入保護并且重合閘；另一種是先后分別在到C變和D變投入4DL和6DL保護和重合閘，再合上6DL，然后在A變將3DL斷開，并將其退出保護和重合閘。

2 對重慶110kV環(huán)網(wǎng)保護和重合閘整定的建議

簡單和多級串供環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)內(nèi)各開關(guān)保護在合環(huán)前均應(yīng)正常的投入，重合閘投入采用系統(tǒng)側(cè)或者采用電源側(cè)，停用受電側(cè)；解環(huán)后重合閘投退采用送電側(cè)重合閘投入和受電側(cè)重合閘退出。按照此方法可對重合閘投退操作進行簡化，需要注意的是在解環(huán)后對重合閘狀態(tài)的核實。由于合環(huán)時，如零序II段保護等環(huán)網(wǎng)內(nèi)各開關(guān)保護靈敏段，會收到分支系數(shù)影響而下降，因此為了保證合環(huán)時保護動作可靠及時，重合閘保護整定時需對環(huán)網(wǎng)內(nèi)各開關(guān)保護靈敏段的靈敏度進行核對。

3 重合閘時刻的整定配置方案

3.1 重合閘的時間整定考慮的因素

面對線路上瞬時或永久性的各種故障，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，應(yīng)及時采取相應(yīng)的處理措施。合理的措施是首先快速切除故障，在快速切除故障后再采取其他措施。下面是考慮在切除故障后的重合閘時間整定問題。1）故障點斷電去游離時間、斷路器及操作機構(gòu)恢復(fù)原狀準再次動作的時間，應(yīng)小于單側(cè)電源線路的三相重合閘時間；2）雙側(cè)電源線路的三相重合閘時間考慮的因素包括單側(cè)電源線路重合閘和線路兩側(cè)保護裝置切除故障采用不同的時間；3）分支線路重合閘整定的時間考慮因素包括對側(cè)和分支側(cè)斷路器發(fā)生跳閘后發(fā)生的情況；4）重合閘動作時間應(yīng)增長，以保證重合閘動作的成功率。

3.2 判別故障類型時重合閘時刻的整定

一般在電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃初期應(yīng)考慮到采用快速重合閘實現(xiàn)實際系統(tǒng)穩(wěn)定的情況比較少，以保證電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。重合閘的時間需要基于系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)系統(tǒng)的實際運行情況，雖然目前可判別瞬時與永久故障，但重合閘的時間需要固定，因為重合閘的時間隨系統(tǒng)運行方式改變而變化是不利的。如果可以判別瞬時與永久故障，那么整定兩個重合閘時間是可以根據(jù)故障的性質(zhì)決定。有時存在永久性故障時與瞬時故障重合的情況。對于瞬時性故障重合閘時間是可以固定的，通過考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性的運行方式和故障形式，以及保證最小合閘時間小于整定的最佳重合閘時間，可以將于瞬時性故障重合閘時間固定。

所以系統(tǒng)穩(wěn)定性影響最大的運行方式（線路上傳輸功率最大的方式）和故障形式是決定重合閘最佳時間計算的重要因素，同時需要考慮到在有嚴重擾動的情況下，最佳重合閘時間能夠減少或避免其它控制措施，保證能夠發(fā)揮作用。如果發(fā)生的故障為瞬時性故障，則一般最佳重合閘時間是在擾動結(jié)束后系統(tǒng)回擺過程中的。所以瞬時性故障的最佳重合閘時間應(yīng)大于0.5s，因為系統(tǒng)回擺過程的時間一般要大于0.5s。這樣保證整定的最佳重合閘時間在發(fā)生瞬時性故障時，不會因為斷路器充電時間不夠而導(dǎo)致合閘失敗。

3.3 無法判別故障類型時重合閘時刻的整定

一般情況下，通常無法區(qū)分瞬時與永久故障時，最大送電方式下發(fā)生永久性故障的最佳重合時間為最佳重合閘時間。這樣可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小重合閘操作對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，保證不會由于重合時間的不準確造成大的系統(tǒng)振蕩。這樣基于永久性故障的最佳重合時間是基于最壞的情況考慮，充分保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。雖然面對永久性故障時一般不采用重合措施，但是永久性故障的最佳重合閘時間的研究是十分有必要的，因為通常情況下很難判別瞬時故障還是永久故障。

4 結(jié)論

通過研究重慶110kV環(huán)網(wǎng)保護和重合閘的整定，考慮環(huán)網(wǎng)保護和重合閘時間的整定，對重合閘投退操作進行簡化，節(jié)省時間的同時保證了重合閘的成功，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

[1]葛耀中.在單相自動重合閘過程中判別瞬時故障與永久故障的方法[J].西安交通大學學報，2009，18(2)：36-38．

[2]王梅義，吳競昌，蒙定中.大電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2010：72-73．

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1674-6708（2012）59-0042-02