电力论文：关于继电保护整定计算的分析探讨

　　关于继电保护整定计算的分析探讨
　　罗坤毕节供电局
　　摘要:随着电网的逐步强大和继电保护技术的不断进步,简化线路保护的整定计算是切实可行的。文章结合自身的实际工作经验就220KV线路简化的征订计算工作的若干问题进行分析探讨。
　　关键词:继电保护;整定计算;输电线路
　　1引言
　　随着电力事业的不断进步和发展，由单回线、双回线、长线、短线构成的复杂环网,使整定计算的配合日见困难。由于电网结构复杂,环网套环网,配合困难,使整定计算的主要时间和精力都花在了后备段定值的调整上;随着电网快速发展,新变电站工程大量投产,要求加快整定计算,缩短整定时间,不至于因定值问题影响新工程的投产。因而,简化整定计算有着现实和迫切的需要。
　　继电保护整定的内容是：随着系统网络接线的变化即运行方式的变化，对所关心的保护定值进行整定计算，并且针对修正后的保护定值仅进行当前运行方式下的灵敏度校验，同时将计算好的定值反馈给现场保护。
　　2整定计算的可行性
　　在社会发达的今天,继电保护装置的原理越来越先进,性能越来越可靠。目前220kV及以上线路均配置了完整的、独立的全线速动数字式主保护。每套主保护对全线路内发生的各种类型故障均能无时限动作切除故障;每套主保护均具有独立选相功能,可实现分相跳闸和三相跳闸;断路器有两组跳闸线圈,每套主保护分别启动一组跳闸线圈。在运行中,即使因装置原因停用一套保护,仍有一套保护能正常运行。
　　3母差保护和失灵保护的整定
　　母差保护差动元件的计算是在全电网小方式运行情况下,考虑该母线的出线N-1或者N-2轮断,取被保护母线两相短路故障的短路电流效验灵敏度,要求灵敏度大于1.5。母线充电保护和母联过流保护正常不投入,整定值取为整定范围的最大值,充电保护投入时不闭锁母差,整定值根据具体运行方式确定。计算线路及主变支路的断路器失灵保护是在电网小方式运行情况下,考虑该220kV母线的其余出线N-1轮断,取被保护的线路末端或被保护的主变低压侧的最小单相接地故障相电流,效验灵敏度,要求灵敏度大于1.3,并尽可能躲过正常运行时的负荷电流。由于流过母联的短路电流比较难计算,目前统一取母联的断路器失灵保护电流定值为400A折成二次值,不作灵敏度效验。母差保护在计算时已经考虑了电网最不利的运行方式,确保对各种情况下区内故障的灵敏度。断路器失灵保护的整定,基本上也能满足系统线路结构N-1的运行要求。
　　但是对于某些只有两回出线的变电站,受装置技术原理的限制,如果按照满足线路N-1轮断的运行方式下的灵敏度来整定,则相电流元件无法可靠躲过正常运行时的负荷电流,而失去闭锁功能,造成电流启动元件长期动作,对安全运行不利,因此,出现这种情况时,我们可能考虑投入零序或负序电流闭锁功能,或者按不同的运行方式给出两个定值,在运行时再根据情况作相应的定值调整。母差保护定值单的CT变比问题。母差保护定值单是按与母线相连的断路器中,最大的CT变比或用得最多的CT变比来给出各项定值的。有些与母线连接的各断路器CT变比不一致,也只能按一个CT变比来出定值,需要运行中在输入定值时作
　　4纵联保护整定计算的原则和方法
　　纵联保护作为线路的主保护,对保证电网的安全稳定运行,起着举足轻重的作用。纵联保护的突变量启动元件按最小方式下线路可能的高阻故障,故障相电流应有足够灵敏度同时躲过正常负荷电流波动最大值整定。并保证在被保护线路末端经高阻接地时有足够灵敏度,一般取IQD=240A(一次值)。
　　5距离保护整定
　　5.1接地距离保护
　　接地距离Ⅰ段:按可靠躲过本线路对侧母线接地故障整定,可靠系数取0.7,动作时间取0s。接地距离Ⅱ段:根据相关,对于220kV线路,当线路纵联保护因故全部退出运行时,原则上也必须停运线路。特殊情况下,因系统原因,设备无法停运时,必须将线路两侧对全线有灵敏度的保护动作时间缩短,经运行方式部门确认满足系统稳定要求,并经相应调度机构领导批准。因此,接地距离Ⅱ段按本线末端发生金属性故障有足够灵敏度整定,与相邻线路纵联保护配合,并躲过相邻变压器中压侧母线故障,不与相邻线接地距离Ⅰ段或Ⅱ段配合。接地保护的第二段动作时间应比断路器拒动时的全部故障切除时间0.25～0.3s”,接地距离Ⅱ段动作时间可取1.0s。如定值伸出相邻变压器中压侧母线,则动作时间与相邻变压器中压侧零序过流Ⅰ段时限配合。接地距离Ⅲ段:按躲过本线最大负荷下的最小负荷阻抗整定,并与相邻线路接地距离Ⅱ段或接地距离Ⅲ段保护配合。如果不满足灵敏度要求,则按灵敏度整定。动作时延按配合关系整定。因距离Ⅲ段一般不经振荡闭锁,时延应大于最长振荡周期,故最小取3.0s。
　　5.2相间距离保护
　　相间距离Ⅰ段:按可靠躲过本线路末端相间故障整定,可靠系数取0.8,动作时间取0s。相间距离Ⅱ段:按本线路末端发生金属性相间短路故障有足够灵敏度整定,与相邻线路纵联保护配合,并躲过相邻变压器中压侧母线故障,不与相邻线相间距离Ⅰ段或Ⅱ段配合。动作时间按与全线速动保护配合,取0.5s。如定值伸出相邻变压器中压侧母线,则动作时间与相邻变压器中压侧出线相间距离保护Ⅱ段时限配合。相间距离Ⅲ段:按躲过本线最大负荷下的最小负荷阻抗整定,并与相邻线路相间距离Ⅱ段或相间距离Ⅲ段保护配合。如果不满足灵敏度要求,则按灵敏度整定。动作时延按配合关系整定。因相间距离Ⅲ段一般不经振荡闭锁,时延应大于最长振荡周期,故最小取3.0s。
　　6方向零序电流保护的整定
　　经过继电保护改造工程,电网220kV及以上的线路保护装置的技术性能和设备健康状况均有较大的提高,线路均配置了双套纵联保护;双套允许接地电阻较大的三段式相间、接地距离保护和双套方向零序电流四段式或两段式保护(LFP-900或RCS-900系列保护装置未配置方向零序电流I段保护)。总之,随着系统纵联保护的加强和接地距离保护的广泛采用,方向零序电流保护的作用越来越不明显。方向零序电流I段保护范围短,适应系统运行方式变化的能力差,在电网发生连续故障时,还可能由于网架的变化而导致误动。现在方向零序电流I段的保护功能完全可以由双套允许接地电阻较大的接地距离保护I段代替。因此,电网220kV及以上线路配置的所有方向零序电流I段和零序电流不灵敏I段保护都停用。由于接地距离II段定值确保了被保护线路末端故障有灵敏度,方向零序电流Ⅱ段的整定作了适当简化,按规程规定与相邻线纵联保护配合,即躲相邻线末端最大接地短路电流整定,在系统为最大运行方式下灵敏度大约1.0。对线路配置的为四段式方向零序电流保护的微机保护装置,其整定原则Ⅲ段整定原则同Ⅱ段,即Ⅱ段和Ⅲ段采用相同的保护定值。零序最末段(Ⅲ段或IV段)定值按保线路经高阻接地时有一定灵敏度整定。
　　4结束语：电力系统工作的继电保护整定计算是保障当今电网安全的重要基本保障工作，文章就离线整定模式所存在的一些相关不可避免的缺点，在从适应继电保护系统分析探讨的基础上，结合自身的工作经验，就继电保护整定的概念、整定系统的构思以及整定的特点进行了探讨。

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