110kV線路閉環(huán)運(yùn)行整定計(jì)算分析

摘要：隨著對供電可靠性越來越高的要求，我局對有條件的110kV線路線路采用了閉環(huán)運(yùn)行?，F(xiàn)在全市共有10個(gè)閉環(huán)運(yùn)行的線路環(huán)，隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日趨完善，這種閉環(huán)運(yùn)行的線路將越來越多，110kV線路閉環(huán)運(yùn)行必將大大提高供電可靠性，但由于閉環(huán)運(yùn)行將對繼電保護(hù)的要求更高，整定更為復(fù)雜，作者通過自己工作中的經(jīng)驗(yàn)，介紹了110kV線路閉環(huán)運(yùn)行整定所要注意的問題。

關(guān)鍵詞： 線路 閉環(huán) 運(yùn)行 整定 分析

引言： 繼電保護(hù)定值整定工作中，為提高保護(hù)的正確動(dòng)作率，應(yīng)考慮各種因素對保護(hù)的影響，使保護(hù)能滿足選擇性、靈敏性、快速性、可靠性的要求，保證保護(hù)動(dòng)作的正確性。

一、110kV線路閉環(huán)運(yùn)行的條件

110kV閉環(huán)運(yùn)行的線路由于分支系數(shù)和助增系數(shù)對繼電保護(hù)的影響較大，對繼電保護(hù)要求也相對較高，為此我們制定了110kV電氣環(huán)閉環(huán)運(yùn)行的基本原則，在滿足以下條件下才允許閉環(huán)運(yùn)行。

（1）參與閉環(huán)運(yùn)行的線路必須配置有光纖電流縱差保護(hù)并投入運(yùn)行。

（2）不允許安排環(huán)內(nèi)套環(huán)的運(yùn)行方式。

（3）參與閉環(huán)運(yùn)行的110kV線路不能分開接到220kV變電站不同的110kV母線。

（4）地方電源經(jīng)環(huán)網(wǎng)布置的110kV線路并網(wǎng)時(shí)，該電氣環(huán)必須開環(huán)運(yùn)行。

（5）地方電源并網(wǎng)發(fā)電路徑沿線有雙回路布置的110kV線路時(shí)，相關(guān)雙回路線路不能并列運(yùn)行。

二、整定110kV線路閉環(huán)運(yùn)行時(shí)需注意的問題

在整定閉環(huán)運(yùn)行線路時(shí)，由于分支系數(shù)和助增系數(shù)的影響，將使上一級保護(hù)范圍縮短或伸長，所以我們要充分理解電流保護(hù)的分支系數(shù)和距離保護(hù)的助增系數(shù)的概念才能做好該工作。

（1）分支系數(shù)

電流分支系數(shù)的定義，是指在相鄰線路短路時(shí)，流過本線路的短路電流占流過相鄰線路短路電流的分?jǐn)?shù)。一般由于電流保護(hù)I段無需只保護(hù)本線路的全部，不考慮分支系數(shù)。電流保護(hù)II段和III段在多電源網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)進(jìn)行考慮。對過電流保護(hù)來說，在整定配合上應(yīng)選取可能出現(xiàn)的最大分支系數(shù)。

圖2-1分支系數(shù)分析計(jì)算圖

圖2-1中系統(tǒng)，在D點(diǎn)發(fā)生短路，假設(shè)1DL及2DL繼電器的過電流保護(hù)均剛剛起動(dòng)，即它們都處在靈敏度相等的狀態(tài)下，則有如下關(guān)系式

式中——分支系數(shù)，

當(dāng)要取得保護(hù)1與保護(hù)2的選擇性時(shí)，必須使上一級保護(hù)1的保護(hù)范圍縮短。結(jié)合可靠系數(shù)可得

（2-1）

（2）助增系數(shù)

對于圖2-1的系統(tǒng)，當(dāng)1DL與2DL裝設(shè)了距離保護(hù)時(shí)，則1DL處的距離保護(hù)測量阻抗

式中 ——助增系數(shù)，

助增系數(shù)等于電流分支系數(shù)的倒數(shù)，助增系數(shù)將使距離保護(hù)測量到的阻抗增大。在整定阻抗不變的情況下距離保護(hù)測量阻抗的加大意味著保護(hù)范圍縮小。如果助增電流越大，保護(hù)范圍縮小越多。由于I段無需只保護(hù)本線路的全部，從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間不會(huì)再有其他分支，因此不會(huì)出現(xiàn)分支電流，不受運(yùn)行方式的影響，這是距離I段的突出優(yōu)點(diǎn)。II段和III段的保護(hù)范圍伸到相鄰線路上去了，可能存在分支電流，在多電源網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)進(jìn)行考慮助增系數(shù)。為保證選擇性，在整定配合上應(yīng)選取可能出現(xiàn)的最小助增系數(shù)。

三、110kV線路閉環(huán)運(yùn)行整定原側(cè)

1、距離保護(hù)整定原則

1）、距離I段：按保本線路全長的70%規(guī)定的靈敏度整定。ZdzI = * Zl （≤0.7）

2）、距離II段：按保本線路末端相間故障有不小于1.5倍的靈敏度整定。對于220kV變電站110kV出線按與主變110kV側(cè)阻抗保護(hù)I段定值為進(jìn)行反配合整定，反配是防止越級跳閘的有效措施。閉環(huán)運(yùn)行的電氣環(huán)內(nèi)線路：

≥ ×/.min

.min = 1/Kfz.max

.min: 電氣環(huán)閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，相鄰下一級線路末端故障時(shí)，220kV變壓器110kV側(cè)接地距離保護(hù)Ⅰ段對本線路的最小助增系數(shù)。

Kfz.max: 電氣環(huán)閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，相鄰下一級線路末端故障時(shí)，220kV變壓器110kV側(cè)接地距離保護(hù)Ⅰ段對本線路的最大分支系數(shù)。

3）、距離III段：

a 對相鄰下級線未故障有足夠靈敏度整定。

b 躲最大負(fù)荷電流整定。

c 保所供變壓器低壓側(cè)有1.2靈敏度整定。

一般按保所供變壓器低壓側(cè)有1.2靈敏度整定，基本上能滿足其他兩個(gè)條件，注意助增電流對保護(hù)的影響。

ZdzIII ≥ * Zl + * .min * Zb' （其中為可靠系數(shù)，Zl為線路阻抗，.min）為最小助增系數(shù)，Zb'變電器阻抗）

2、零序電流保護(hù)整定原則

Ⅰ段:退出。因保護(hù)范圍很小，且受系統(tǒng)參數(shù)影響較大 當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)改變時(shí),保護(hù)范圍難以保證不伸出本線路，所以退出零序過流Ⅰ段。

Ⅱ段：投入。通常按保長下一級線路有1.5倍靈敏度整定。

a220kV變電站110kV出線：

與220kV變壓器中壓側(cè)零序I段配（=1.1）

=/× T02= ≤TL1-△T，取0.6S

閉環(huán)運(yùn)行的電氣環(huán)內(nèi)線路：

取電氣環(huán)閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，相鄰下一級線路末端故障時(shí)，220kV變壓器110kV側(cè)零序I段保護(hù)對本線路的最大分支系數(shù)。

保證線末靈敏系數(shù)

=3I0.min/T02= ≤TL1-△T，取0.6S

若按規(guī)定的計(jì)算出的定值不利于與上級線路零序配合，可提高Klm。

III段：投入

考慮高阻接地

一般線路零序III段建議取不大于一次值300A，如果閉環(huán)線路有下一級線路的，為保證該段能作為下一段線路的后備保護(hù)，一次值側(cè)整定為120A。

T03≥ T′+△T 且≤ T012-△T ，時(shí)間一般取1.8S

T′為本線路所供110kV變壓器110kV過流時(shí)間

T012為220kV變壓器110kV側(cè)中性點(diǎn)零序過流Ⅱ段第一時(shí)限

Ⅳ段:退出。

結(jié)束語

本文針對110kV線路閉環(huán)運(yùn)行整定計(jì)算注意事項(xiàng)和整定原則進(jìn)行了闡述和分析，對110kV線路環(huán)網(wǎng)運(yùn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算所注意的問題提出了解決方法，從而提高環(huán)網(wǎng)運(yùn)行線路保護(hù)動(dòng)作的正確率，為電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔家佩 孟慶炎 陳永芳 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算

[2] 許建安 王風(fēng)華電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算

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吳偉鋒（1978.10--），男,本科學(xué)歷 電力技術(shù)工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)相關(guān)工作

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。