220kV線路保護整定計算原則

賈義

【摘 要】整定計算工作在電力系統(tǒng)繼電保護中占有很重要的地位，這是因為保護裝置的配置及使用正確與否直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全運行和對用戶供電的可靠性，同時還與電網(wǎng)的經(jīng)濟指標、運行調(diào)度、設(shè)計調(diào)試等多方面工作有密切關(guān)系。本文介紹了220kV線路保護整定計算的原則，其中包括零序電流保護、接地距離保護、相間距離保護以及自動重合閘。

【關(guān)鍵詞】保護；整定計算；原則

一、引言

在電力系統(tǒng)中，合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的物質(zhì)基礎(chǔ)，而性能良好的、配置合理的繼電保護和安全自動裝置，則是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行最為重要的技術(shù)措施。電力系統(tǒng)中的某個設(shè)備發(fā)生故障時，由繼電保護裝置自動迅速有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，以保證系統(tǒng)中無故障部分繼續(xù)運行。電力系統(tǒng)中某個設(shè)備出現(xiàn)不正常運行情況時，由繼電保護裝置自動地發(fā)出信號，提示值班員作出處理，以消除異常運行狀態(tài)。

二、零序電流保護

零序電流保護一般為四段式，根據(jù)電網(wǎng)的實際運行情況，在使用了階段式接地距離保護的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，零序電流保護宜適當簡化。如僅保留防高阻接地故障的零序IV段，其余三段取消，或僅采用反時限零序電流保護；也可采用兩段式零序電流保護。

在復(fù)雜環(huán)網(wǎng)中為簡化整定配合，零序電流保護I、II、III各段均可分別經(jīng)零序功率方向元件控制。反時限零序電流保護可不經(jīng)零序功率方向元件控制；對于應(yīng)用兩段及以上的零序電流保護，零序IV段可不經(jīng)零序功率方向元件控制；對于僅采用零序IV段，零序IV段應(yīng)經(jīng)零序功率方向元件控制。如實際選用的定值，不經(jīng)過方向元件也能保證選擇性時，則不宜經(jīng)方向元件控制。

方向零序電流I段定值和無方向零序電流I段定值，按躲過本線路區(qū)外故障最大零序電流整定。終端線路按保全線有足夠靈敏度整定，所供變壓器故障時線路保護的無選擇性動作由重合閘來補救。

零序電流II段定值，若相鄰線路配置的縱聯(lián)保護能保證經(jīng)常投入運行，可按與相鄰線路縱聯(lián)保護配合整定，躲過相鄰線路末端故障。否則，按與相鄰線路在非全相運行中不退出運行的零序電流I段配合整定；若無法滿足配合關(guān)系，則可與相鄰線路在非全相運行過程中不退出工作的零序II段配合。零序電流II段定值還應(yīng)躲過線路對側(cè)變壓器的另一側(cè)母線接地故障時流過本線路的零序電流。對于采用單相重合閘的線路，如零序電流II段定值躲過本線路非全相運行最大零序電流，動作時間可取1.0S；如零序II段電流定值躲不過本線路非全相運行最大零序電流，動作時間一般取1.5S；對采用0.5S快速重合閘的線路，零序II段可取1.0S左右。

零序電流III段定值，按靈敏性和選擇性要求配合整定，并與相鄰線路在非全相運行中不退出工作的零序電流II段定值配合整定。若配合有困難，可與相鄰線路零序電流III段定值配合整定。零序電流保護在常見運行方式下，應(yīng)有對本線路末端金屬性接地故障時的靈敏系數(shù)滿足下列要求：1.50km以下線路，不小于1.5；2.50km～200km線路，不小于1.4；3.200km以上線路，不小于1.3。

零序電流IV段定值（最末一段）和反時限零序電流的啟動值一般應(yīng)不大于300A，對不滿足精確工作電流要求的情況，可適當抬高定值。按與相鄰線路在非全相運行中不退出工作的零序電流III段或IV段配合整定。對采用重合閘時間大于1.0S的單相重合閘線路，除考慮正常情況下的選擇配合外，還需要考慮非全相運行中健全相故障時的選擇性配合，此時，零序電流IV段的動作時間宜大于單相重合閘周期加兩個時間級差以上。當本線路進行單相重合閘時，可自動將零序電流IV段動作時間降為本線路單相重合閘周期加一個級差，以取得在單相重合閘過程中相鄰線路的零序電流保護與本線路零序電流IV段之間的選擇性配合，以盡快切除非全相運行中再故障。

三、距離保護

距離保護又分為接地距離和相間距離。距離保護一般為三段式。新型距離保護在三段式的基礎(chǔ)上還設(shè)有距離IV段（或稱距離III段四邊形），專門作為線路末端變壓器低壓側(cè)故障的遠后備。

距離I段定值，按可靠躲過本線路末端接地故障整定。

距離II段定值，按本線路末端發(fā)生金屬性接地/相間故障有足夠靈敏度整定，（靈敏系數(shù)滿足以下要求：1.50km以下線路，不小于1.45；2.50km～100km線路，不小于1.4；3.100km～150km線路，不小于1.35；4.150km～200km線路，不小于1.3；5.200km以上線路，不小于1.25）并與相鄰線路距離I段或II段配合；也可與相鄰線路縱聯(lián)保護配合，整定動作時間可取1.0S左右。接地距離II段保護范圍一般不應(yīng)超過相鄰變壓器的其它各側(cè)母線。整定值按躲變壓器小電流接地系統(tǒng)側(cè)母線三相短路整定；當相鄰線路無接地距離保護時，接地距離II段可與相鄰線路零序電流I段配合。為了簡化計算，可以只考慮相鄰線路單相接地故障情況，兩相短路接地故障靠相鄰線路相間距離I段動作來保證選擇性。

接地距離III段定值，按可靠躲過本線路的最大事故過負荷電流對應(yīng)的最小阻抗整定，或者按保本線路所供變壓器低壓側(cè)故障靈敏系數(shù)大于1.2整定并與相鄰線路相間距離II段配合。若配合有困難，可與相鄰線路接地距離III段配合整定。

距離IV段（或稱距離III段四邊形）一般取與接地距離III段定值一致。若圓特性的距離III段按保所供變壓器低壓側(cè)靈敏系數(shù)大于1.2整定后無法滿足躲最大負荷電流要求，其定值按躲本線路所供最大負荷電流整定，同時將距離IV段（或稱距離III段四邊形）按本線路所供變壓器低壓側(cè)故障靈敏系數(shù)大于1.2整定。

220kV電網(wǎng)線路的繼電保護的整定，必須滿足可靠性、速動型、選擇性及靈敏性的基本要求。可靠性由繼電保護裝置的合理配置、本身的技術(shù)性能和質(zhì)量以及正常的運行維護來保證；速動性由配置的全線速動保護、相間和接地故障的速斷段保護以及電流速斷保護取得保證；通過繼電保護運行整定，實現(xiàn)選擇性和靈敏性的要求，并處理運行中對快速切除故障的特殊要求。