繼電保護(hù)整定配合分析

徐偉軍

（國(guó)網(wǎng)福建德化縣供電有限公司，福建泉州　362500）

繼電保護(hù)整定配合分析

徐偉軍

（國(guó)網(wǎng)福建德化縣供電有限公司，福建泉州362500）

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)也提出了更高的要求。繼電保護(hù)整定配合是繼電保護(hù)的重要組成部分，也是繼電保護(hù)發(fā)揮作用的重要保障。近年來(lái)由于建設(shè)用地日趨緊張，110kV變壓器容量越來(lái)越大，其10kV出線供電半徑也不斷增大，導(dǎo)致變壓器相間后備保護(hù)與10kV出線保護(hù)整定配合存在問(wèn)題，本文主要對(duì)此展開(kāi)分析探討。

電網(wǎng)繼電保護(hù)配合

1　引言

110kV變電站的主變壓器是電網(wǎng)中的重要元件之一，是保證供電可靠性的重要設(shè)備。隨著建設(shè)用地的日趨緊張，110kV變壓器容量越來(lái)越大，10kV出線的供電半徑也不斷增大。10kV配電線路的故障率較高，在本身保護(hù)裝置或斷路器拒動(dòng)的情況下，變壓器后備保護(hù)將動(dòng)作切除故障，導(dǎo)致主變跳閘，引發(fā)大面積停電。本文主要研究部分供電半徑過(guò)大的10kV線路或并倒負(fù)荷時(shí)，短時(shí)內(nèi)線路長(zhǎng)度倍增的運(yùn)行方式下，當(dāng)線路末端發(fā)生故障時(shí)短路電流較小，變壓器復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)低電壓、負(fù)序電壓可能因靈敏度不足導(dǎo)致閉鎖無(wú)法解除，使得故障點(diǎn)無(wú)法被及時(shí)切除，導(dǎo)致變壓器復(fù)壓過(guò)流保護(hù)失去后備作用，影響主變乃至電網(wǎng)的安全運(yùn)行，并討論了主變與10kV線路保護(hù)的整定配合措施。

2　變壓器相間后備保護(hù)概況

2.1變壓器保護(hù)配置

變壓器高、低壓側(cè)都應(yīng)配置過(guò)電流保護(hù)，作為相間后備保護(hù)，用于反映變壓器外部故障引起的過(guò)電流，同時(shí)作為變壓器內(nèi)部故障的后備。根據(jù)短路電流水平、變壓器容量，同時(shí)考慮保護(hù)靈敏度的要求，變壓器的相間后備保護(hù)一般設(shè)置為復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)（一般為三段，其中Ⅰ段、Ⅱ段可帶方向，Ⅲ段無(wú)方向）。

2.2復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)整定原則

復(fù)合電壓閉鎖元件根據(jù)負(fù)序過(guò)電壓和正序低電壓反映系統(tǒng)故障，由此區(qū)分不同原因?qū)е碌倪^(guò)負(fù)荷，以利于整定低電流值。根據(jù)《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)程匯編》，低電壓定值一般整定為母線額定運(yùn)行電壓的0.6～0.7倍，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通常將負(fù)序電壓值整定為4～8V（額定值為100V），過(guò)電流定值通常整定為1.5倍額定電流。

3　110kV 變壓器后備保護(hù)與10kV出線保護(hù)整定配合探討題

3.1110kV變壓器復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)現(xiàn)存問(wèn)題

110kV變電站通常處于電網(wǎng)末端，系統(tǒng)阻抗相對(duì)較大，而當(dāng)10kV出線的供電半徑較大時(shí)，將使得線路末端發(fā)生相間短路故障時(shí)短路電流可能很小。變壓器后備保護(hù)采用復(fù)壓閉鎖的目的是區(qū)分不同原因引起的過(guò)負(fù)荷以利于整定低電流值，提高過(guò)電流保護(hù)的靈敏度。但是目前110kV變壓器普遍容量較大，相應(yīng)地額定電流也較大，再考慮可靠系數(shù)等因素，通常將過(guò)電流定值整定為變壓器額定電流的1.5 倍，這個(gè)數(shù)值可能會(huì)超過(guò)一些變電站10kV出線末端相間短路電流值，毫無(wú)靈敏度。這種情況下一旦變電站10kV出線保護(hù)裝置或斷路器發(fā)生拒動(dòng)，變壓器后備保護(hù)可能因靈敏度不足而拒動(dòng)，使得變壓器失去后備保護(hù)而越級(jí)跳閘，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。

3.2110kV變電站10kV出線保護(hù)整定

10kV出線一般按兩段式過(guò)電流保護(hù)設(shè)置。

過(guò)流I段，即限時(shí)速斷保護(hù)，按照躲開(kāi)線路所帶容量最大的變壓器低壓側(cè)發(fā)生故障時(shí)的最大短路電流整定，與線路分段開(kāi)關(guān)定值和用戶智能開(kāi)關(guān)保護(hù)配合。

過(guò)流Ⅱ段，即過(guò)電流保護(hù)，是線路保護(hù)的最后一道防線，必須保證線路末端發(fā)生故障時(shí)具有足夠的靈敏度，并應(yīng)躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流，同時(shí)要考慮保護(hù)CT、線路載流量等因素，時(shí)限一般不超過(guò)1.5s。方便與線路分段開(kāi)關(guān)的配合。

110kV變電站變壓器低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)一般設(shè)置為兩段，I段為1.8s跳低壓側(cè)母聯(lián)斷路器，Ⅱ段為2.1s跳低壓側(cè)，在時(shí)限上與10kV出線保護(hù)配合。

3.3110kV變壓器后備保護(hù)與出線保護(hù)的整定配合

10kV出線線路末端故障時(shí)，線路所在母線電壓可能達(dá)不到低電壓、負(fù)序電壓定值而導(dǎo)致保護(hù)閉鎖。以LGJ-240導(dǎo)線為例，假設(shè)最大、最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)阻抗分別為0.3359、1.044，低電壓定值為70V，負(fù)序電壓為6.5V（額定值為100V），可以計(jì)算出線路可能啟動(dòng)低電壓閉鎖、負(fù)序電壓閉鎖的短路點(diǎn)距離母線的距離最大值分別為2.3km、13.98km。

4　結(jié)語(yǔ)

對(duì)于不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)行方式、110kV 變電站所處位置，系統(tǒng)阻抗不同，變電站10kV出線發(fā)生故障時(shí)復(fù)合電壓元件開(kāi)放的線路最大長(zhǎng)度也略有不同。復(fù)壓閉鎖元件由低電壓和負(fù)序電壓元件構(gòu)成或門(mén)，通常負(fù)序電壓元件開(kāi)放線路長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于低電壓元件，大部分變電站10kV出線長(zhǎng)度都在復(fù)壓元件開(kāi)放范圍內(nèi)。隨著110kV變壓器容量不斷增大，又要求其能夠滿負(fù)荷運(yùn)行，那么變壓器低壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)作為10kV出線后備保護(hù)其保護(hù)范圍十分有限。針對(duì)這一情況，在保證繼保裝置正確動(dòng)作的前提下，為了提高供電可靠性，可以采取以下措施，以防止擴(kuò)大停電范圍：

（1）對(duì)于配置兩臺(tái)大容量變壓器的110kV 變電站可以考慮改為配置三臺(tái)較小容量的變壓器。

（2）10kV出線設(shè)置分段開(kāi)關(guān)，其定值與主變低后備保護(hù)動(dòng)作配合，特別是要合理選擇分段開(kāi)關(guān)的位置，保證各級(jí)保護(hù)的選擇性，以利于縮小停電范圍，快速切除故障。

（3）在變壓器低壓側(cè)采用母聯(lián)分段運(yùn)行，分散負(fù)荷，過(guò)電流定值可適當(dāng)整定較低。

［1］張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

［2］國(guó)家電力調(diào)度控制中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2014.

［3］王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2002.

徐偉軍（1988—），男，助理工程師，主要從事繼電保護(hù)方面的工作。