35 kV輸電線路繼電保護整定計算存在問題及分析探討

杜立濤，魏強，王婷

（1.國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中030600；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院，山西太原030001）

35 kV輸電線路繼電保護整定計算存在問題及分析探討

杜立濤1，魏強1，王婷2

（1.國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中030600；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院，山西太原030001）

針對35 kV系統(tǒng)輸電線路級聯(lián)較多、結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)復雜的特點，按照《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定裝設(shè)相應的保護要求，對35 kV系統(tǒng)線路的整定計算存在問題進行了分析探討。

保護配置；速斷；限時電流速斷

0 引言

近年，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，地區(qū)電網(wǎng)的35 kV系統(tǒng)不斷擴大，各類重要或不重要用戶負荷大量接入，二級串聯(lián)、三級串聯(lián)線路大量增加，使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復雜，僅就山西晉中電網(wǎng)而言，35 kV輸電線路就有300多條，全區(qū)共有9家電廠通過35 kV線路與系統(tǒng)相連。加之電纜線的大量采用，及運行方式的多變，給繼電保護整定計算工作帶來越來越多的困難，時常出現(xiàn)保護定值失配引起越級掉閘的不良后果。

1 3 5 k V電網(wǎng)繼電保護的配置現(xiàn)狀

目前，晉中電網(wǎng)35 kV系統(tǒng)的繼電保護裝置全部實現(xiàn)了微機化，35 kV變壓器配置差動保護作為主保護，高壓側(cè)配置過流保護作為后備保護。35 kV輸電線路的保護除了對近幾年新投的低于5 km的線路加裝縱差保護和三段式過流保護外，其余的均配置三段式過流保護。動作級差按照0.3 s整定。網(wǎng)內(nèi)二級串聯(lián)、三級串聯(lián)情況很多，運行的大小方式接口差距很大，整定工作困難很大。

2 3 5 k V線路保護整定計算中常見問題

a）對于新投的35 kV輸電線路，當線路長度小于5 km時，一般情況下配置能反應各種類型故障的縱聯(lián)差動保護作為主保護，另配置三段式過流保護作為后備保護。在此種情況下，有部分線路瞬時電流速斷保護按大方式下躲過線路末端最大三相短路電流整定，不能滿足最小運行方式下保護區(qū)不小于線路全長的20%進行校驗要求。

b）對于雙電源的35 kV輸電線路，一般也配置能反應各種類型故障的縱聯(lián)差動保護作為主保護，配置三段式過流保護作為后備保護。同樣有部分線路瞬時電流速斷保護不能滿足靈敏度要求。

c）對于單電源供電的長于5 km的終端線路，一般不要求配置縱聯(lián)差動保護，配置三段式過流保護，由Ⅰ段承擔主保護，由Ⅱ、Ⅲ段仍作后備保護，但此時仍然存在有部分線路不能滿足靈敏度要求的問題。

例如：35 kV乙變電站由110 kV甲變電站的35 kV 445線路供電，長度為7.64 km；35 kV丙變電站由35 kV乙變電站的35 kV 495線路供電，長度為9.1 km，如圖1所示。

由圖1可知，445線路要同時帶乙站和丙站兩個變電站的負荷，對于甲站而言，445線路形成了兩級串聯(lián)。

圖1 系統(tǒng)阻抗圖

圖中元件參數(shù)，基準容量為Sj=1 000MVA，基準電壓Uj=37 kV，基準電流Ij=15 600 A。2.963 2和3.363 2分別為大小方式下的系統(tǒng)阻抗標幺值，2.27為445線路的阻抗標幺值，3.183為495線路的阻抗標幺值，9.375為乙站8 000 kVA變壓器的阻抗標幺值，7.46為乙站10 000 kVA變壓器的阻抗標幺值。13.28為丙站5 000 kVA變壓器的阻抗標幺值。

對于495開關(guān)的速斷值，先按大方式下躲過線路末端最大三相短路電流1.3可靠系數(shù)整定，則速斷保護定值為：

按照最小運行方式下不小于線路全長的20%校驗靈敏度，則：

靈敏度不滿足不小于線路全長20%的要求，不可取。

對于此種情況，一般按照《3～110 kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》（DL/T584—2007）6.2.6.1款要求，“對于接入供電變壓器終端線路（含T接供電變壓器或供電線路），如果變壓器裝設(shè)有差動保護，線路速斷電流保護定值允許按躲過變壓器其他側(cè)母線三相最大短路電流整定，時間定值整定為0 s”。

為此，改為按照躲過變壓器其他側(cè)母線三相最大短路電流進行整定，則速斷保護定值為：

顯然，此速斷定值伸入35 kV線路所帶的5 000 kVA變壓器中，當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，變壓器差動保護和495開關(guān)的速斷保護會同時掉閘，對丙站的其他負荷有影響。

3 整定方法探討及分析

針對上述經(jīng)常遇見的問題及困惑，在詳細研究整定計算規(guī)程的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的實際工作經(jīng)驗，提出了建議。

a）對于單電源配置有線路縱聯(lián)電流差動保護的35 kV輸電線路，由于已有全線速動保護，三段式過流保護作瞬時電流速斷保護在不能滿足最小運行方式下保護區(qū)不小于線路全長的20%校驗要求時，速斷保護退出運行，由縱差保護承擔主保護、Ⅱ、Ⅲ段承擔后備功能，并投入三相一次重合閘裝置，以提高供電可靠性。

b）對于雙電源配置有線路縱聯(lián)電流差動保護的35 kV輸電線路，同樣可以退出速斷保護，投入一側(cè)檢無壓，另一側(cè)檢同期的三相一次重合閘裝置。

c）對于單電源沒有配置線路縱聯(lián)電流差動保護的35 kV輸電線路，三段式過流保護中瞬時電流速斷保護在不能滿足最小運行方式下保護區(qū)不小于線路全長的20%校驗要求時，速斷保護絕不能退出運行，此時必須采取有效措施保證線路的快速跳閘。措施一，按上例所敘述的方法，將速斷保護定值向下延伸，保證最小運行方式下保護區(qū)不小于線路全長的20%校驗要求。措施二，投入三相一次重合閘裝置，并與下一級重合閘配合實現(xiàn)串聯(lián)線路順序重合閘功能，以補救相鄰線路速動保護的無選擇性動作現(xiàn)象。因為此時如果是下一級變壓器內(nèi)部故障或者是本線路瞬時故障，則重合成功，恢復送電，提高了供電可靠性；若是本線路永久故障，則重合后復跳，實現(xiàn)有選擇切除故障。

d）對于Ⅱ段電流定值按小方式下35 kV線路末端發(fā)生兩相短路時有1.5的靈敏度整定要求時，有部分線路保護范圍延伸到下級變壓器低壓母線的現(xiàn)象，可以采用適當縮小靈敏度的辦法解決，因為Ⅱ段保護范圍是線路全長，沒必要一定要求有1.5的靈敏度，降到1.2～1.3的靈敏度是完全可行的，但是必須詳細核實具體情況，計算參數(shù)必須正確無誤。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)容量和區(qū)域不斷擴大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復雜，按照規(guī)程要求進行逐級配合的理想整定方法有時難以實現(xiàn)，繼電保護的整定計算最核心的還是繼電保護的可靠性、選擇性、靈敏性和速動性，即繼電保護的“四性”，每個繼電保護整定計算工作者必須牢記，更重要的是要靈活運用。

The Problem and Analysis of 35 kV Transm ission Line Relay Protection Setting Calculation

DU Li-tao1，WEIQiang1，WANG Ting2
（1.State Grid Jinzhong Power Supp ly Com pany of SEPC，Jinzhong，Shanxi 030600，China；2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

In view ofmore cascade connection and complex network of 35 kV transmission line，this paper analyses the existing problems of 35 kV transmission line setting calculation according to the corresponding protection requirment in the Code for Relaying Protection and Security Automatic Equipment.

protection configuration；quick break；time-limitcurrentquick break

TM744

B

1671-0320（2014）04-0016-03

2014-03-10，

2014-06-22

杜立濤（1975-），女，山西太原人，1997年畢業(yè)于太原電力高等?？茖W校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，工程師，從事電網(wǎng)保護定值整定與管理工作；

魏強（1972-），男，山西清徐人，1993畢業(yè)于太原電力高等?？茖W校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，工程師，從事電網(wǎng)二次運檢工作；

王婷（1982-），山西霍州人，2008年畢業(yè)于太原理工大學電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，工程師，從事繼電保護專業(yè)工作。