220KV電網(wǎng)線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)及整定計(jì)算

【摘要】在繼電保護(hù)中要具有四項(xiàng)基本性能，整定工作人員需根據(jù)不同需求進(jìn)行協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)。當(dāng)220KV終端變電器日益增多，使得繼電保護(hù)設(shè)計(jì)整定計(jì)算極其重要，本文對繼電保護(hù)的方法原理進(jìn)行描述，并對其進(jìn)行設(shè)計(jì)，并簡潔分析整定計(jì)算。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)線路；繼電保護(hù)；整定計(jì)算

電網(wǎng)220KV線路橫縱交錯(cuò)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也日益緊密相連接，不論是同一個(gè)電源還是不同電源間都單、雙線，長、短線形成環(huán)形網(wǎng)狀。正因如此，增加了保護(hù)整定點(diǎn)設(shè)置較難，而且計(jì)算模型難以直接應(yīng)用。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，220KV幾點(diǎn)保護(hù)整定點(diǎn)及保護(hù)延時(shí)，要根據(jù)具體情況在“n-1”原則下有相關(guān)工作人員進(jìn)行確定。整定中，對于縮短上下級(jí)保護(hù)配合時(shí)間的級(jí)差和延時(shí)時(shí)段切出故障的間隔這樣的問題，一般是在可預(yù)見故障方式下，進(jìn)行配合解決。220KV線路要通過確定線路配置中的全線速動(dòng)保護(hù)的運(yùn)作來保證其電網(wǎng)的安全性，可靠性等。另外500KV的電網(wǎng)的興起使得220KV的電網(wǎng)在使用過程中會(huì)受到相應(yīng)的干擾，有可能在使用中會(huì)造成短時(shí)間內(nèi)的大范圍停電現(xiàn)象。這對于使用220KV的用戶們而言，在安全方面是存在一定的不確定因素的。故而，環(huán)網(wǎng)且雙回線布置作為220KV遠(yuǎn)行接線方式，同時(shí)將單回線變組，這樣的簡化方式增加了整定計(jì)算的重要性。電網(wǎng)繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本性能是相互聯(lián)系相互制約的，缺一不可。對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單薄弱的可以通過繼電保護(hù)進(jìn)行補(bǔ)充協(xié)調(diào)。近年來，各種電子產(chǎn)品的興起，各地用電負(fù)荷普遍增長，身為電網(wǎng)的安全監(jiān)督保護(hù)著的繼電保護(hù)更是責(zé)任重大，同時(shí)相應(yīng)的工作人員需更細(xì)致的研究與應(yīng)用整定計(jì)算，從而使得電網(wǎng)安全運(yùn)行。

1.距離保護(hù)

是一種反映故障點(diǎn)與保護(hù)安裝之間的長度，它是在短路時(shí)電流電壓同時(shí)發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行測量的，實(shí)質(zhì)是測量短路故障點(diǎn)與保護(hù)安裝點(diǎn)阻抗，因阻抗與線長成正比。在距離保護(hù)過程中如果發(fā)生短路故障，通過阻抗繼電器才測量阻抗Zm，并與整定阻抗的值進(jìn)行大小的比較，從而推定故障點(diǎn)在何區(qū)域，如果該故障位保護(hù)區(qū)則發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。另外，他動(dòng)作區(qū)域的形狀一般為圓形和四邊形。圓形動(dòng)作區(qū)能簡化繼電器的接線，但無方向應(yīng)用相對廣泛。它其中的抗阻原件在整定值不大時(shí)，圓的區(qū)域也較小，測量抗阻在區(qū)域內(nèi)的時(shí)候受電阻短路影響會(huì)使測量元件遭到拒動(dòng)作；反之，較大時(shí)，如若負(fù)荷抗阻在區(qū)域內(nèi)也會(huì)誤動(dòng)作的。

2.自動(dòng)重合匣

在送電線上的故障通常是一瞬間的，在繼電保護(hù)的作用下，線路能快速斷開，線路不會(huì)受到損害，當(dāng)需要正常供電的時(shí)候，只需要將斷開處的線路斷路器合上即可。另外在電力系統(tǒng)里，這是可以自動(dòng)合匣的。這是在電力系統(tǒng)中被大量應(yīng)用的。三相一次重合閘即為不論在跳、合閘中是什么狀態(tài)、類型的故障，繼電保護(hù)裝置都會(huì)將三相斷路器都斷開，在重新合閘之后又能重新投入使用的一種方式。當(dāng)線路發(fā)生故障的時(shí)候，離電源較近的繼電保護(hù)會(huì)瞬時(shí)地跳閘，之后重新使用的時(shí)候再進(jìn)行合閘，這種方式一般是用于幾段串聯(lián)的輻射線路中，但是重合匣的設(shè)備需要較近于電源一側(cè)。另外，當(dāng)線路出現(xiàn)故障的時(shí)候，采用的可以進(jìn)行選擇的行為進(jìn)行跳閘，之后重新使用的時(shí)候再進(jìn)行合閘，但如果該故障是永久性的故障，繼電保護(hù)裝置會(huì)沒有時(shí)間限制的進(jìn)行無選擇的斷開斷路器。不論是以上的何種類型，這種重合閘行為的應(yīng)用從某種程度上都會(huì)加大停電區(qū)域的面積。

3.整定計(jì)算

當(dāng)差動(dòng)電流高定值和差動(dòng)電流低定值以小于等于600和400安培的值作為一次相電值時(shí)，即啟動(dòng)分相電流差動(dòng)保護(hù)，將會(huì)折算二次值?？v聯(lián)零序停信元件中的高頻零序電流值不同型號(hào)并不相同，另外縱聯(lián)零序停信元件在末端故障上有1.5～2的靈敏度存在，并且在靈敏度滿足要求時(shí)一般是將480安培的值進(jìn)行折值。線路縱聯(lián)保護(hù)兩邊的停、啟信第一次值應(yīng)該是一樣的。方向縱聯(lián)及距離零序保護(hù)中的停信元件，在不同廠家制作保護(hù)裝置中表達(dá)方式是不同的。另外這個(gè)定值是根據(jù)靈敏度來的。一般而言線路的距離長短與靈敏度取值大小是成反比。電阻分量的計(jì)算要根據(jù)保護(hù)區(qū)的動(dòng)作范圍內(nèi)的抗阻大小與最小負(fù)荷阻抗值進(jìn)行比較之后，根據(jù)比較情況來確定。再將電阻、電抗定值帶入對應(yīng)的電抗特性中，根據(jù)各角度參數(shù)按說明書上的典型參數(shù)取值來計(jì)算，從而求得最大阻抗值。如果出現(xiàn)斷線情況時(shí)，先在繼電保護(hù)裝置上會(huì)檢測出來，會(huì)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)閉鎖縱聯(lián)保護(hù)，也會(huì)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)沒足夠強(qiáng)大時(shí)，這種斷線就不僅是一種故障了特別是跳閘后，會(huì)給一些重要的線路電網(wǎng)送出線路帶來極大荷載損失，對于電網(wǎng)的正常安全平穩(wěn)的運(yùn)行有一定不利因素的。而且線路的意外停運(yùn)一方面會(huì)使得荷載發(fā)生轉(zhuǎn)移，另一方面過于嚴(yán)重后可能會(huì)使得出現(xiàn)這種情況范圍會(huì)大幅度蔓延開。但這種情況并不是經(jīng)常發(fā)生，所以一般工作人員會(huì)將保護(hù)裝置設(shè)為閉鎖縱聯(lián)保護(hù)，將動(dòng)作時(shí)間也設(shè)置過長來犧牲速動(dòng)性能，使周圍其他線路選擇多樣化減少危險(xiǎn)的產(chǎn)生。另外，自2004年開始，光纖通道的保護(hù)迅速發(fā)展，在主要保護(hù)通道的選擇上，專用高頻收發(fā)信機(jī)通道采用高頻閉鎖方式。但采用非專用收發(fā)信閉鎖式，要在每測設(shè)復(fù)用接口設(shè)備，但這種設(shè)備只進(jìn)行接受對側(cè)信號(hào)。如果采用允許式的，會(huì)存在特殊問題，即當(dāng)本線路故障使得縱聯(lián)通道發(fā)生堵塞情形時(shí)，極有可能發(fā)成拒動(dòng)現(xiàn)象，采用“接觸閉鎖“來解決。但當(dāng)在裝置設(shè)置時(shí)沒有考慮到單相接地會(huì)使得通道堵塞的情況，這種接觸閉鎖將智能用于相間故障了。當(dāng)本側(cè)收不到對側(cè)信號(hào)這就是一種正方向區(qū)內(nèi)相間故障了，在投入解除閉鎖功能時(shí)，也要解除閉鎖端子的開入，使保護(hù)進(jìn)入。遠(yuǎn)方啟信是由什么來完成的呢？收發(fā)新機(jī)還是保護(hù)？收發(fā)信機(jī)是雙接點(diǎn)，而保護(hù)是單接點(diǎn)的方式。

4.整定

接地距離保護(hù)靈敏性較高，零序過流保護(hù)則動(dòng)作時(shí)間長，兩者特點(diǎn)不同，應(yīng)用的情形也不一樣，但兩者可相輔相成。例如，在大過渡電阻接地時(shí)，也穿插零序過流進(jìn)行動(dòng)作，但保護(hù)范圍不能相互配合，就是說接地距離保護(hù)職能與接地距離保護(hù)逐級(jí)配合，零序過流保護(hù)同理。

在整定配合上我們要以主保護(hù)為主，簡化后備保護(hù)的整定原則，這將能更好的使系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行。一般在大型高頻率保護(hù)投入時(shí)，一般都將電網(wǎng)的零序中大部分線路保護(hù)退出運(yùn)行，只保留少量特殊線路，以此來達(dá)到系統(tǒng)的快速安全運(yùn)行。從上文可知，如果保護(hù)裝置中的三相保護(hù)不一致投入使用，將整定并折成二次值。高壓電網(wǎng)的電纜線路若是通過屏蔽層接地的情況，線路參數(shù)差異較大，因此不同電纜閑了的零序補(bǔ)償系數(shù)不同，一般架空線路零序電抗和正序電抗的補(bǔ)償系數(shù)一般約等于三。但線路的零序補(bǔ)償系數(shù)值會(huì)影響到后備保護(hù)的靈敏。故而，一般而言，零序系數(shù)整定值一般取為0。220KV的電網(wǎng)的互感線路較多，這樣就相當(dāng)于線路零序阻抗值增大。若某個(gè)互感線路兩側(cè)接地的話，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，其他線路中的零序電流會(huì)在接地的互感電流中產(chǎn)生零序感應(yīng)電流，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)使得零序電流增大，阻抗會(huì)減少。在一般使用的整定計(jì)算軟件中，互感線路對接地后備保護(hù)整定時(shí)，可以將線路阻抗值在互感影響后再折算成阻抗在進(jìn)行其他計(jì)算；也可以根據(jù)不同的運(yùn)行方式的時(shí)候，將補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行調(diào)整成合適的值。一般在計(jì)算中，會(huì)采用前面的方法。電網(wǎng)在運(yùn)行過程中時(shí)常會(huì)遇到結(jié)構(gòu)受限、短路的影響，則在計(jì)算時(shí)，一般會(huì)設(shè)置失配點(diǎn)，但設(shè)置位置需要經(jīng)過深思熟慮。

5.結(jié)束語

隨著新型工程的生產(chǎn)，逐級(jí)配合的整定越來越難以應(yīng)用在工作中，另外繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展和裝置動(dòng)作各方面的提高，使得合理簡化，所以繼電保護(hù)的應(yīng)用和整定計(jì)算計(jì)算的方式越來越受歡迎，而且能使得相應(yīng)的工作的時(shí)間大大縮短，工作人員的工作效率也逐漸提高，整定人員的工作負(fù)擔(dān)減少，計(jì)算方式也更便捷，這無疑使得誤差減少，整定值的準(zhǔn)確性也更能體現(xiàn)實(shí)際，進(jìn)而使得電網(wǎng)的安全穩(wěn)定受到保障，也從一定程度促進(jìn)了電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和相關(guān)衍生行業(yè)與工作的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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