配網(wǎng)小水電線路重合閘策略研究

敖健永

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽(yáng)江供電局，廣東陽(yáng)江529500）

0 引言

在電網(wǎng)運(yùn)行管理工作中，對(duì)于不具備檢無(wú)壓或檢同期條件的10 kV小水電線路，一般都采取退出重合閘的措施，主要原因是10 kV小水電線路發(fā)生故障后，有可能形成孤網(wǎng)運(yùn)行，投入非同期重合閘存在沖擊電網(wǎng)或損壞設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。但在實(shí)際運(yùn)行中，隨著電網(wǎng)容量越來(lái)越大，10 kV小水電線路對(duì)電網(wǎng)的沖擊基本可以接受，若小水電用戶設(shè)備在電網(wǎng)側(cè)保護(hù)跳閘后能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解列，或配置相關(guān)保護(hù)且設(shè)備能承受沖擊，則可以考慮按非同期方式投入10 kV小水電線路的重合閘，這將大大改善10 kV小水電線路連續(xù)供電的能力，提高地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性。

1 陽(yáng)江電網(wǎng)小水電線路現(xiàn)狀分析

目前陽(yáng)江電網(wǎng)有小水電上網(wǎng)的10 kV線路共73條，線路主網(wǎng)側(cè)重合閘投退情況主要有檢無(wú)壓重合、檢同期重合和退出重合閘，具體情況如下：（1）主網(wǎng)側(cè)有裝設(shè)線路電壓抽取裝置（線路TYD）的小水電線路共31條，占比42.47%，按檢線路無(wú)壓，有壓自動(dòng)轉(zhuǎn)檢同期方式投入重合閘；（2）主網(wǎng)側(cè)沒有裝設(shè)線路電壓抽取裝置（線路TYD）的小水電線路共42條（其中，小水電專線4條，非專線38條），占比57.53%，退出重合閘。具體分布如圖1所示。

圖1 配網(wǎng)小水電線路現(xiàn)狀

在無(wú)線路TYD的42條小水電線路中，有38條線路有直配負(fù)荷，占比達(dá)90.5%，在線路發(fā)生故障時(shí)，由于重合閘退出，將直接造成用戶停電，降低這些線路上用戶的供電可靠性。為此，需重點(diǎn)針對(duì)該部分線路開展研究，對(duì)具備條件的投入重合閘，以提高供電可靠性。

2 雙側(cè)電源線路關(guān)于自動(dòng)重合閘的相關(guān)規(guī)定

在DL 400—1991《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中，對(duì)雙側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘裝置規(guī)定如下：

（1）雙側(cè)電源的單回線路，可采用下列重合閘方式：

1）解列重合閘方式，即將一側(cè)電源解列，另一側(cè)裝設(shè)線路無(wú)電壓檢定的重合閘方式；

2）當(dāng)水電廠條件許可時(shí)，可采用自同步重合閘方式；

3）為避免非同步重合及兩側(cè)電源均重合于故障線路上，可采用一側(cè)無(wú)電壓檢定，另一側(cè)同步檢定的重合閘方式。

（2）當(dāng)符合下列條件，且認(rèn)為有必要時(shí)，可采用非同步重合閘方式：

1）流過發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)或電力變壓器的沖擊電流不超過規(guī)定值時(shí)；

2）非同步重合閘所產(chǎn)生的振蕩過程對(duì)重要負(fù)荷的影響較小，或者可以采取措施減小其影響時(shí)；

3）重合后，電力系統(tǒng)可以迅速恢復(fù)同步運(yùn)行時(shí)[1]。

3 配網(wǎng)小水電線路重合閘新策略

3.1 已裝設(shè)線路TYD的10 kV小水電線路

對(duì)于已裝設(shè)線路TYD的10 kV小水電線路，主網(wǎng)側(cè)重合閘方式保持不變，即按檢線路無(wú)壓，有壓自動(dòng)轉(zhuǎn)檢同期方式投入重合閘。

3.2 目前無(wú)線路TYD但具備加裝線路TYD條件的10 kV小水電線路

對(duì)于目前無(wú)線路TYD但具備加裝線路TYD條件的10 kV小水電線路，建議加裝線路TYD。在完成線路TYD加裝后，調(diào)整主網(wǎng)側(cè)重合閘方式，按檢線路無(wú)壓，有壓自動(dòng)轉(zhuǎn)檢同期方式投入重合閘。

3.3 目前無(wú)線路TYD且不具備加裝線路TYD條件的10 kV小水電線路

對(duì)于目前無(wú)線路TYD且不具備加裝線路TYD條件，但主網(wǎng)側(cè)確實(shí)有必要投入重合閘的10 kV小水電線路，在滿足下述3.3.1～3.3.4條件后，按非同期方式投入重合閘，重合閘時(shí)間按較長(zhǎng)延時(shí)整定。

3.3.1 發(fā)電廠側(cè)配置完備的繼電保護(hù)并正確投入

對(duì)于1 MW及以下的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，保護(hù)裝置宜配置在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)側(cè)，其動(dòng)作電流按躲過最大負(fù)荷電流整定；對(duì)于1 MW以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，電流元件的動(dòng)作電流可取為1.3～1.4倍額定值，低電壓元件的動(dòng)作電壓可取為0.7倍額定值，負(fù)序電壓元件的動(dòng)作電壓可取0.06～0.12倍額定值。

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)定子繞組絕緣狀況決定。在一般情況下，動(dòng)作電壓可取為1.5倍額定電壓，動(dòng)作時(shí)限可取為0.5 s；對(duì)可控硅整流勵(lì)磁的水輪發(fā)電機(jī)，動(dòng)作電壓可取為1.3倍額定電壓，動(dòng)作時(shí)限可取為0.3 s。過電壓保護(hù)宜動(dòng)作于解列滅磁[1]。

3.3.2 發(fā)電廠側(cè)配置完備的安自裝置并正確投入

發(fā)電廠應(yīng)配置有高頻切機(jī)功能的安自裝置，發(fā)電機(jī)組的高頻切機(jī)配置和機(jī)組高頻運(yùn)行特性應(yīng)符合電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律。對(duì)于容量100 MW以下的水電機(jī)組，高頻切機(jī)定值具體要求如下：解列頻率要求51.0～54.5 Hz，每次解列時(shí)延要求0.2～3 s。

發(fā)電廠應(yīng)配置有低頻自動(dòng)解列功能的安自裝置，發(fā)電機(jī)組的低頻特性既要與電網(wǎng)的低頻減載配置方案相配合，又要考慮保護(hù)機(jī)組設(shè)備不受低頻共振而損壞，其低頻解列頻率要求低于電網(wǎng)低頻減載最后一輪的頻率定值，并留適當(dāng)裕度。對(duì)于容量100 MW以下的水電機(jī)組，低頻解列定值具體要求如下：解列頻率要求46.0～47.0 Hz，每次解列時(shí)延要求0.2～3 s[2]。

3.3.3 發(fā)電廠側(cè)相關(guān)設(shè)備能承受規(guī)定時(shí)間內(nèi)的沖擊電流而不損壞

當(dāng)配網(wǎng)線路主網(wǎng)側(cè)保護(hù)非同期合閘時(shí)，若沖擊電流較大，在發(fā)電廠側(cè)繼電保護(hù)動(dòng)作切除相關(guān)設(shè)備前的整個(gè)沖擊電流持續(xù)時(shí)間內(nèi)，發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)或電力變壓器應(yīng)能承受沖擊電流而不損壞。

3.3.4 小水電線路應(yīng)無(wú)直配重要負(fù)荷

小水電線路上沒有二級(jí)及以上重要用戶，非同期重合閘所產(chǎn)生的振蕩過程對(duì)重要負(fù)荷的影響較小。

4 結(jié)語(yǔ)

配網(wǎng)小水電線路跳閘后，一般情況下，小水電發(fā)電機(jī)組應(yīng)能自行解列；不能自行解列的，如果滿足相關(guān)技術(shù)條件，可考慮投入非同期重合閘。由于配網(wǎng)線路故障大多屬于瞬時(shí)性故障，所以線路一般能重合成功，投入重合閘將有利于提高線路的供電可靠性。若10 kV系統(tǒng)為經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，由于線路跳閘次數(shù)相對(duì)較多，效果會(huì)更加明顯。因此，配網(wǎng)小水電線路重合閘新策略實(shí)施后，將大大提高地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性。

[1]繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程：DL 400—1991[S].

[2]廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司安全自動(dòng)裝置管理細(xì)則：Q/CSG-GPG 2 12 006—2014[S].