繼電保護(hù)整定配合存在風(fēng)險分析與管控措施

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

繼電保護(hù)整定配合存在風(fēng)險分析與管控措施

盧正飛 李永恒 侯 捷 歐陽力

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

電力系統(tǒng)的快速發(fā)展對繼電保護(hù)提出了更高的要求，繼電保護(hù)整定計算是繼電保護(hù)系統(tǒng)中非常重要的組成部分，也是繼電保護(hù)能否發(fā)揮的重要保障。繼電保護(hù)整定計算必須保證計算結(jié)果的可靠性、快速性、靈敏性和選擇性，只有這樣，繼電保護(hù)系統(tǒng)才能更好的進(jìn)行工作。但在整定計算過程中，存在種種風(fēng)險，導(dǎo)致各級保護(hù)之間失去配合，造成不能快速、靈敏、有選擇的切除故障，導(dǎo)致保護(hù)不正確動作，影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

繼電保護(hù)；整定配合；風(fēng)險管控

1 繼電保護(hù)主保護(hù)配置對整定配合帶來的風(fēng)險

1.1 風(fēng)險點一：110kV線路無主保護(hù)運行造成故障無法快速切除的風(fēng)險

1.1.1 風(fēng)險分析

對于110kV及以下電壓等級電網(wǎng)，按照遠(yuǎn)后備原則配置單套保護(hù)裝置，若未配置全線速動保護(hù)功能，線路故障時只能依靠后備保護(hù)切除故障，若本線保護(hù)拒動需要依靠上一級保護(hù)切除故障，對整定配合的要求更高，若上下級配合不當(dāng)會出線越級動作或者兩級線路同時跳閘的風(fēng)險。

1.1.2 管控措施

（1）對于110kV系統(tǒng)，應(yīng)逐步提高繼電保護(hù)配置水平，充分利用現(xiàn)有通道條件，110kV線路逐步配置光纖電流差動保護(hù)，簡化后備配合。其中220kV站的110kV出線具有光纖通道時，應(yīng)配置一套光纖電流差動保護(hù)，以保證故障快速切除，避免因出線線路保護(hù)拒動導(dǎo)致220kV主變跳閘影響多個110kV站失壓情況。

（2）對造成無保護(hù)運行的原因進(jìn)行分析，梳理每條線路存在電網(wǎng)風(fēng)險并制定管控措施，對具備改造條件的，提出改造方案，并盡快組織實施。

2.1 風(fēng)險點三：220kV線路主保護(hù)拒動的風(fēng)險

2.1.1 風(fēng)險分析

（1）對于220kV及以上電壓等級電網(wǎng)，按照近后備原則配置雙套主保護(hù)裝置。線路零序、距離保護(hù)為了保證靈敏度存在保護(hù)范圍超出主變中壓側(cè)的情況。當(dāng)中壓側(cè)出線故障且保護(hù)拒動，變壓器保護(hù)不能隔離故障時，存在越級誤動風(fēng)險。

（2）對于220kV變壓器，220kV線路保護(hù)整定范圍伸出主變110kV側(cè)時，因為110kV系統(tǒng)保護(hù)單重化配置，越級誤動風(fēng)險更大。

2.1.2 管控措施

對于220kV及以上系統(tǒng)，應(yīng)加強線路主保護(hù)運行監(jiān)視，確保主保護(hù)投運率。運行過程中應(yīng)加強線路保護(hù)通道維護(hù)，確保線路主保護(hù)通道可用。在基建工程基建前期評審中，應(yīng)逐步完善保護(hù)配置，充分利用現(xiàn)有通道條件，穩(wěn)步推進(jìn)220kV線路保護(hù)雙通道配置。

3 繼電保護(hù)后備保護(hù)失配的風(fēng)險

3.1 風(fēng)險點一：110kV線路后備保護(hù)失配

3.1.1 風(fēng)險分析

深圳電網(wǎng)目前110kV系統(tǒng)存在部分線路，后備保護(hù)由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、運行方式、地方電廠接入等原因不能夠完全配合，存在故障線路主保護(hù)失去或不動作的情況下，雙回線路同時跳閘或串供兩級線路同時跳閘的風(fēng)險。

由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長短線差異大，雙回線、超短線成環(huán)網(wǎng)運行，保護(hù)配合困難

3.1.2 管控措施

對于后備保護(hù)失配線路應(yīng)該合理設(shè)置失配點，避開因保護(hù)整定失配而導(dǎo)致二級及以上事件的線路及元件。對此類后備保護(hù)定值失配線路，要求輸電管理所做好線路的運行維護(hù)，降低線路故障發(fā)生概率，要求變電管理所做好保護(hù)裝置的運維、通信專業(yè)做好保護(hù)通道的運維，確保線路主保護(hù)處于正常運行狀態(tài)。

3.2 風(fēng)險點二：20kV系統(tǒng)與110kV系統(tǒng)之間的配合風(fēng)險

3.2.1 風(fēng)險分析

（1）對于220kV及以上電壓等級電網(wǎng)，按照近后備原則配置雙套主保護(hù)裝置。線路零序、距離保護(hù)為了保證靈敏度存在保護(hù)范圍超出主變中壓側(cè)的情況。當(dāng)中壓側(cè)出線故障且保護(hù)拒動，變壓器保護(hù)不能隔離故障時，存在越級誤動風(fēng)險。

（2）對于220kV變壓器，220kV線路保護(hù)整定范圍伸出主變110kV側(cè)時，因為110kV系統(tǒng)保護(hù)單重化配置，越級誤動風(fēng)險更大。

3.2.2 管控措施

（1）在定值整定上，應(yīng)遵循局部服從整體，下一級電網(wǎng)服從上一級電網(wǎng)的原則進(jìn)行整定。

（2）下一級電網(wǎng)應(yīng)嚴(yán)格按照上一級電網(wǎng)因系統(tǒng)穩(wěn)定和整定配合需要下達(dá)的整定限額進(jìn)行整定。

3.3 風(fēng)險點三：220kV主變與110kV線路之間的配合風(fēng)險

3.3.1 風(fēng)險分析

（1）部分220kV變電站變壓器110kV后備無阻抗保護(hù)，現(xiàn)有的過流保護(hù)在某些方式下與110kV出線距離保護(hù)定值無法配合。在這些方式下110kV系統(tǒng)發(fā)生故障時，220kV變壓器110kV過流I段可能會越級動作。

（2）按照220kV與110kV電網(wǎng)之間的定值限額，220kV主變后備保護(hù)時間，僅能滿足兩級110kV線路配合要求，對于三級及以上的110kV線路都存在保護(hù)定值失配點，發(fā)生故障時會導(dǎo)致越級跳閘事故。應(yīng)改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少串供級數(shù)，從根本上解決保護(hù)定值失配的問題。

（3）為嚴(yán)格執(zhí)行兩級電網(wǎng)配合原則，110kV線路保護(hù)的TV斷線過流I段定值按照與上級保護(hù)定值配合原則整定，在與220kV變壓器中壓側(cè)距離保護(hù)或110kV線路距離II段保護(hù)定值配合后，無法躲過本線末變壓器或分支變壓器變低故障，會導(dǎo)致越級跳閘事故。

3.3.2 管控措施

（1）220kV變壓器110kV側(cè)后備保護(hù)整定應(yīng)充分考慮上一級電網(wǎng)定值配合的限額及系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，即在低一級電網(wǎng)發(fā)生故障而保護(hù)或開關(guān)拒動時，應(yīng)由變壓器后備保護(hù)跳閘，而不應(yīng)影響到上一級電網(wǎng)。

（2）220kV變壓器110kV側(cè)后備保護(hù)按限額整定確實有困難時，應(yīng)及時與上級調(diào)度機構(gòu)協(xié)商解決。必要時，為了滿足限額的要求下級電網(wǎng)可設(shè)失配。

（3）增加配置220kV變壓器110kV側(cè)阻抗保護(hù)，升級時限110kV過流、零序多段多時限保護(hù)。

4 N-1故障方式下部分線路、主變嚴(yán)重過載后備保護(hù)誤動風(fēng)險

4.1 風(fēng)險點一：線路距離III段保護(hù)存在誤動風(fēng)險

圖1 雙回線同桿并架情況示意圖

4.1.1 風(fēng)險分析

目前尚有部分線路保護(hù)不具備四邊形距離元件，110kV線路距離III段作為遠(yuǎn)后備，為保障對線末110kV變電站變低故障有足夠的靈敏度的要求，可能躲不過事故過負(fù)荷。

4.1.2 管控措施

校核相應(yīng)110kV及以上線路的距離III段定值，防止重載情況下線路保護(hù)距離誤動。

4.2 風(fēng)險點二：主變的后備過流保護(hù)存在誤動風(fēng)險

4.2.1 風(fēng)險分析

可能存在部分主變由于二次回路或裝置本身原因，過流保護(hù)無法實現(xiàn)復(fù)合電壓閉鎖功能，過流保護(hù)為純過流性質(zhì)。N-1情況下，部分主變將出現(xiàn)嚴(yán)重過載，重載情況下相應(yīng)主變的后備過流保護(hù)存在誤動風(fēng)險，且一旦主變過載能力不滿足要求或穩(wěn)控拒動則很有可能多臺主變連鎖跳閘，造成地區(qū)電網(wǎng)失穩(wěn)。

4.2.2 管控措施

（1）校核相關(guān)主變過流保護(hù)定值。當(dāng)主變保護(hù)過流保護(hù)不經(jīng)復(fù)壓閉鎖時，電流定值應(yīng)能可靠躲過主變可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。

（2）調(diào)度需要嚴(yán)密控制無復(fù)壓功能的主變負(fù)荷，特別是注意防止主變N-1跳閘，備自投動作造成運行主變負(fù)載電流超過過流保護(hù)定值。

（3）運行維護(hù)部門針對由于二次回路的問題需要提出整改計劃和方案，對于裝置本身原因的，結(jié)合技改等項目工程進(jìn)行裝置功能升級。

5 整定計算與實際誤差風(fēng)險分析及管控措施

5.1 風(fēng)險點一：整定計算參數(shù)填報不正確的風(fēng)險

5.1.1 風(fēng)險分析

整定計算參數(shù)的正確性，如線路、主變等關(guān)鍵參數(shù)，直接關(guān)系到整定計算結(jié)果的正確性，因此必須重視，確保整定計算所采用參數(shù)的正確性。

5.1.2 管控措施

推行整定計算基礎(chǔ)資料電子化管理，明確電網(wǎng)參數(shù)資料管理的流程、界面、內(nèi)容方法及責(zé)任主體，提高繼電保護(hù)整定計算參數(shù)填報的準(zhǔn)確性。對新投運線路要求必須提供實測參數(shù)，負(fù)責(zé)參數(shù)報送部門應(yīng)在工程投運前完成110kV及以上線路參數(shù)實測，并向調(diào)度部門提交實測參數(shù)初稿，投運后5個工作日內(nèi)提交正式實測參數(shù)報告。

5.1.3 案例說明

110kV甲線發(fā)生A相永久接地故障，兩側(cè)保護(hù)動作跳開110kV兩側(cè)開關(guān)，同時上級 110kV 乙線距離Ⅰ段保護(hù)動作跳開開關(guān)。110kV乙線為混合線路，線路總長5.34km，距離I段按照0.5倍線路阻抗整定，該線路按理論參數(shù)整定，與真實參數(shù)存在較大差距。與其他線路及金屬護(hù)套存在零序互感，零序電流增大，測量阻抗減小，造成西鄉(xiāng)站西麗線距離I段超越。

5.2 風(fēng)險點三：互感考慮不周全導(dǎo)致的計算誤差風(fēng)險

（1）雙回線同桿并架

如圖1所示情況，與無互感線路相比，同塔線路外部接地故障時，因同塔線路一般極性相同，因此線路間流過的零序電流方向也相同，線路間的零序電流同向流動將通過零序互感造成“零序助磁”效應(yīng)，同塔線路的零序等值阻抗將增加，客觀上將導(dǎo)致同塔線路中各回路的“零序電流降低”現(xiàn)象，一定程度上將影響零序過流保護(hù)的靈敏性。

（2）同桿雙回線中有一回接地掛檢

同桿雙回線中有一回接地掛檢時，在正常運行線路上發(fā)生故障時，與沒有互感時相比，正常運行線路上的短路零序電流被相應(yīng)的助增。

結(jié)語

繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要保護(hù)措施，是電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，其定值整定是一項系統(tǒng)性的工作，必須多個部門進(jìn)行相互配合協(xié)調(diào)才能很好的完成。這就要求繼電保護(hù)定值執(zhí)行人員、計算人員、調(diào)度員等必須認(rèn)識繼電保護(hù)裝置定值重要性，預(yù)防定值出現(xiàn)差錯，消除定值整定全過程的危險點，保障電網(wǎng)安全運行。

[1]張明．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)安全風(fēng)險分析及控制措施[J]．低碳世界,2013（14）．

[2]文傳, 呂穎, 張伯明．繼電保護(hù)隱患的運行風(fēng)險在線評估[J]．中國電機工程學(xué)報, 2009（07）：78-83．

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