220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)配置研究

文/邢佳瑋，內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司培訓(xùn)中心

1 220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)原則

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和保障電力設(shè)備安全的主要裝置，是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。而220kV及以上電網(wǎng)的繼電保護(hù)，必須滿足可靠性、速動(dòng)性、選擇性及靈敏性的基本要求。可靠性由繼電保護(hù)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(yùn)行維護(hù)來保證；速動(dòng)性由配置的全線速動(dòng)保護(hù)、相間和接地故障的速斷段保護(hù)以及電流速斷保護(hù)取得保證；通過繼電保護(hù)運(yùn)行整定，實(shí)現(xiàn)選擇性和靈敏性的要求，并處理運(yùn)行中對(duì)快速切除故障的特殊要求。對(duì)于聯(lián)系緊密的220kV電網(wǎng)，重點(diǎn)應(yīng)保證繼電保護(hù)裝置的可靠快速動(dòng)作。

2 220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)方式分析

2.1 自動(dòng)重合閘繼電保護(hù)

(1)單相自動(dòng)重合閘要求在保證選擇性的基礎(chǔ)上并擁有足夠的靈敏性。在動(dòng)作時(shí)．限的選擇方面，除應(yīng)滿足三相重合閘時(shí)所提出的要求外，還應(yīng)考慮：兩側(cè)選相元件與繼電保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性和潛供電流對(duì)滅弧所產(chǎn)生的影響。時(shí)刻注意線路電壓越高，線路越長(zhǎng)，潛供電流就越大，潛供電流持續(xù)時(shí)間不僅與其大小有關(guān)，而且與故障電流的大小、故障切除的時(shí)間、弧光的長(zhǎng)度以及故障點(diǎn)的風(fēng)速等因素有關(guān)。單相自動(dòng)重合閘在絕大多數(shù)情況下保證對(duì)用戶的供電，并提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。但在具體實(shí)踐中需要有按相操作的斷路器，重合閘回路的接線比較復(fù)雜，促使了保護(hù)的接線、整定計(jì)算和調(diào)試工作復(fù)雜化。為了彌補(bǔ)以上缺點(diǎn)，可以通過以下介紹的綜合重合閘方式來解決。

(2)綜合重合閘是指當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，采用單相重合閘方式，而當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí)，采用三相重合閘方式。實(shí)現(xiàn)綜合重合閘回路接線時(shí)應(yīng)考慮的一些問題：①單相接地故障時(shí)只跳故障相斷路器，然后進(jìn)行單相重合。②相間故障時(shí)跳三相斷路器，然后進(jìn)行三相重合。③選相元件拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)能跳開三相并進(jìn)行三相重合。④對(duì)于非全相運(yùn)行中可能誤動(dòng)的保護(hù)，應(yīng)進(jìn)行可靠的閉鎖；對(duì)于在單相接地時(shí)可能誤動(dòng)作的相間保護(hù)(如距離保護(hù))，應(yīng)有防止單相接地誤跳三相的措施。⑤一相跳閘后重合閘拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)斷開其它兩相。⑥任意兩相的分相跳閘繼電器動(dòng)作后，應(yīng)能跳開三相并進(jìn)行三相重合。⑦無論單相或三相重合閘，在重合不成功后，應(yīng)能加速切除三相，即實(shí)現(xiàn)重合閘后加速。⑧在非全相運(yùn)行過程中又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護(hù)應(yīng)能有選擇性予以切除。⑨當(dāng)斷路器氣壓或液壓降低至不允許斷路器重合時(shí)，應(yīng)將重合閘回路自動(dòng)閉鎖；但如果在重合閘的過程中下降到低于運(yùn)行值時(shí)，則應(yīng)保證重合閘動(dòng)作的完成。

2.2 縱聯(lián)保護(hù)

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，220kV及以上電網(wǎng)縱聯(lián)保護(hù)目前采用反應(yīng)兩側(cè)電量的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)。通過利用通信通道將兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)結(jié)起來，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，保證繼電保護(hù)的選擇性。

在反映不對(duì)稱故障的起動(dòng)元件整定時(shí)，高定值起動(dòng)元件應(yīng)按被保護(hù)線路末端兩相短路、單相接地及兩相短路接地故障有足夠的靈敏度整定，12力爭(zhēng)大于4.0，最低不得小于2.0。同時(shí)要可靠躲過三相不同步時(shí)的線路充電電容電流，可靠系數(shù)大于2.0。低定值起動(dòng)元件應(yīng)按躲過最大負(fù)荷電流下的不平衡電流整定，可靠系數(shù)取2.5。高、低定值起動(dòng)元件的配合比值取1.6～2.0。

2.3 零序電流保護(hù)

零序電流保護(hù)一般為四段式。在復(fù)雜環(huán)網(wǎng)中為簡(jiǎn)化整定配合，零序電流保護(hù)I、II、III、Ⅳ各段均可分別經(jīng)零序功率方向元件控制。如實(shí)際選用的定值，不經(jīng)過方向元件也能保證選擇性時(shí)，則不宜經(jīng)方向元件控制。為了不影響各保護(hù)段動(dòng)作性能，零序方向元件要有足夠的靈敏度，在被控制保護(hù)段末端故障時(shí)，零序電壓應(yīng)不小于方向元件最低動(dòng)作電壓的1.5倍，零序功率應(yīng)不小于方向元件實(shí)際動(dòng)作功率的2倍。

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。若本線路采用單相重合閘方式，尚應(yīng)按躲過本線路非全相運(yùn)行最大零序電流整定。零序電流II段定值，若相鄰線路配置的縱聯(lián)保護(hù)能保證經(jīng)常投入運(yùn)行，可按與相鄰線路縱聯(lián)保護(hù)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(yùn)行中不退出運(yùn)行的零序電流II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(yùn)行過程中不退出工作的零序段配合整定。零序電流II段定值還應(yīng)躲過線路對(duì)側(cè)變壓器的另一側(cè)母線接地故障時(shí)流過本線路的零序電流。零序電流III段定值，按靈敏性和選擇性要求配合整定，應(yīng)滿足靈敏度要求，并與相鄰線路在非全相運(yùn)行中不退出工作的零序電流III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Ⅳ，段定值(最末一段)應(yīng)不大于300A，按與相鄰線路在非全相運(yùn)行中不退出工作的零序電流Ⅲ段或Ⅳ段配合整定。對(duì)采用重合閘時(shí)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(yùn)行中健全相故障時(shí)的選擇性配合，此時(shí)，零序電流Ⅳ段的動(dòng)作時(shí)間宜大于單相重合閘周期加兩個(gè)時(shí)間級(jí)差以上。當(dāng)本線路進(jìn)行單相重合閘時(shí)，可自動(dòng)將零序電流Ⅳ段動(dòng)作時(shí)間降為本線路單相重合閘周期加一個(gè)級(jí)差，以取得在單相重合閘過程中相鄰線路的零序電流保護(hù)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(yùn)行中再故障。線路零序電流保護(hù)的電流定值和時(shí)間定值可參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)定。

3 結(jié)語

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為:計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化,這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),這就要求我們?cè)趯?shí)踐工作中不斷在總結(jié)和學(xué)習(xí)新的技術(shù),才能更好地保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

[1]嚴(yán)勇.綜述220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)配置的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013,36.