符曉波

湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430068

重慶110kV環(huán)網(wǎng)保護(hù)和重合閘的整定研究

符曉波

湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430068

隨著重慶110kV電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模逐漸增大，常規(guī)繼電保護(hù)裝置對(duì)電網(wǎng)的選擇性、靈敏性、快速性和可靠性的要求已無法滿足。本文分析了重慶110kV簡(jiǎn)單的環(huán)網(wǎng)操作和多級(jí)串供的環(huán)網(wǎng)操作，提出了110kV環(huán)網(wǎng)保護(hù)和重合閘整定建議，以及提出能正確判別故障類型時(shí)和無法判別故障類型時(shí)重合閘時(shí)刻的整定配置方案，從而達(dá)到了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

110kV環(huán)網(wǎng)保護(hù)；重合閘；整定

0 引言

重慶110kV電力網(wǎng)絡(luò)建成以后，110kV電力網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)就顯得非常重要，110kV系統(tǒng)通常采用的方式為環(huán)網(wǎng)布置、開環(huán)運(yùn)行。但隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷的完善，用戶對(duì)不間斷供電要求的不斷提高，這樣電網(wǎng)調(diào)度操作過程中存在著大量合環(huán)操作，所以環(huán)網(wǎng)保護(hù)和重合閘投退操作、電磁環(huán)網(wǎng)存在時(shí)間的縮短就有非常重要的意義。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，應(yīng)該選擇合適的保護(hù)方式，這樣可以保證電力系統(tǒng)主保護(hù)信號(hào)等各種信息傳輸?shù)目煽啃裕ＷC電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 重慶電網(wǎng)簡(jiǎn)單和多級(jí)串供環(huán)網(wǎng)操作

1.1 簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)操作

簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)示意圖如圖1所示。

圖1 簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)示意圖

圖2 多級(jí)串供的地區(qū)環(huán)網(wǎng)示意圖

不帶小電源的簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)，除5DL作為熱備用，其他均合位運(yùn)行。重合閘退出和受電側(cè)保護(hù)對(duì)應(yīng)4DI 和5DI，其余重合閘和開關(guān)保護(hù)均投入。操作可分為兩種，一種是當(dāng)負(fù)荷在C變以合環(huán)倒方式后移至B變時(shí)，保持環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有開關(guān)的保護(hù)和重合閘不投入，投入送電側(cè)保護(hù)和重合閘在操作完后，再受將電側(cè)保護(hù)和重合閘退出；另一種是當(dāng)負(fù)荷在C變以合環(huán)倒方式后移至B變后，投入環(huán)網(wǎng)內(nèi)所有開關(guān)的保護(hù)和重合閘，解環(huán)后投入送電側(cè)保護(hù)和重合閘，再將受電側(cè)保護(hù)和重合閘退出。

1.2 多級(jí)串供環(huán)網(wǎng)操作

多級(jí)串供環(huán)網(wǎng)示意圖如圖2所示。不帶小電源的多級(jí)串供環(huán)網(wǎng)中，除6DL作為熱備用，其他均合位運(yùn)行。重合閘退出和受電側(cè)保護(hù)對(duì)應(yīng)4DL、6DL和7DL，其余重合閘和開關(guān)保護(hù)均投入。當(dāng)合環(huán)供電后，C變負(fù)荷將轉(zhuǎn)移到2XL上，如果1XL作為A變備用時(shí)，需要對(duì)D變進(jìn)行合環(huán)操作，同時(shí)需要對(duì)C變和A變變操作開關(guān)投退保護(hù)和重合閘。操作可分為兩種，一種是先在D變合上6DL后，然后在A變斷開3DL，并將其退出保護(hù)并且重合閘，最后將C變和D變投入保護(hù)并且重合閘；另一種是先后分別在到C變和D變投入4DL和6DL保護(hù)和重合閘，再合上6DL，然后在A變將3DL斷開，并將其退出保護(hù)和重合閘。

2 對(duì)重慶110kV環(huán)網(wǎng)保護(hù)和重合閘整定的建議

簡(jiǎn)單和多級(jí)串供環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)內(nèi)各開關(guān)保護(hù)在合環(huán)前均應(yīng)正常的投入，重合閘投入采用系統(tǒng)側(cè)或者采用電源側(cè)，停用受電側(cè)；解環(huán)后重合閘投退采用送電側(cè)重合閘投入和受電側(cè)重合閘退出。按照此方法可對(duì)重合閘投退操作進(jìn)行簡(jiǎn)化，需要注意的是在解環(huán)后對(duì)重合閘狀態(tài)的核實(shí)。由于合環(huán)時(shí)，如零序II段保護(hù)等環(huán)網(wǎng)內(nèi)各開關(guān)保護(hù)靈敏段，會(huì)收到分支系數(shù)影響而下降，因此為了保證合環(huán)時(shí)保護(hù)動(dòng)作可靠及時(shí)，重合閘保護(hù)整定時(shí)需對(duì)環(huán)網(wǎng)內(nèi)各開關(guān)保護(hù)靈敏段的靈敏度進(jìn)行核對(duì)。

3 重合閘時(shí)刻的整定配置方案

3.1 重合閘的時(shí)間整定考慮的因素

面對(duì)線路上瞬時(shí)或永久性的各種故障，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施。合理的措施是首先快速切除故障，在快速切除故障后再采取其他措施。下面是考慮在切除故障后的重合閘時(shí)間整定問題。1）故障點(diǎn)斷電去游離時(shí)間、斷路器及操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀準(zhǔn)再次動(dòng)作的時(shí)間，應(yīng)小于單側(cè)電源線路的三相重合閘時(shí)間；2）雙側(cè)電源線路的三相重合閘時(shí)間考慮的因素包括單側(cè)電源線路重合閘和線路兩側(cè)保護(hù)裝置切除故障采用不同的時(shí)間；3）分支線路重合閘整定的時(shí)間考慮因素包括對(duì)側(cè)和分支側(cè)斷路器發(fā)生跳閘后發(fā)生的情況；4）重合閘動(dòng)作時(shí)間應(yīng)增長(zhǎng)，以保證重合閘動(dòng)作的成功率。

3.2 判別故障類型時(shí)重合閘時(shí)刻的整定

一般在電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃初期應(yīng)考慮到采用快速重合閘實(shí)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)穩(wěn)定的情況比較少，以保證電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。重合閘的時(shí)間需要基于系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，雖然目前可判別瞬時(shí)與永久故障，但重合閘的時(shí)間需要固定，因?yàn)橹睾祥l的時(shí)間隨系統(tǒng)運(yùn)行方式改變而變化是不利的。如果可以判別瞬時(shí)與永久故障，那么整定兩個(gè)重合閘時(shí)間是可以根據(jù)故障的性質(zhì)決定。有時(shí)存在永久性故障時(shí)與瞬時(shí)故障重合的情況。對(duì)于瞬時(shí)性故障重合閘時(shí)間是可以固定的，通過考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性的運(yùn)行方式和故障形式，以及保證最小合閘時(shí)間小于整定的最佳重合閘時(shí)間，可以將于瞬時(shí)性故障重合閘時(shí)間固定。

所以系統(tǒng)穩(wěn)定性影響最大的運(yùn)行方式（線路上傳輸功率最大的方式）和故障形式是決定重合閘最佳時(shí)間計(jì)算的重要因素，同時(shí)需要考慮到在有嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的情況下，最佳重合閘時(shí)間能夠減少或避免其它控制措施，保證能夠發(fā)揮作用。如果發(fā)生的故障為瞬時(shí)性故障，則一般最佳重合閘時(shí)間是在擾動(dòng)結(jié)束后系統(tǒng)回?cái)[過程中的。所以瞬時(shí)性故障的最佳重合閘時(shí)間應(yīng)大于0.5s，因?yàn)橄到y(tǒng)回?cái)[過程的時(shí)間一般要大于0.5s。這樣保證整定的最佳重合閘時(shí)間在發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，不會(huì)因?yàn)閿嗦菲鞒潆姇r(shí)間不夠而導(dǎo)致合閘失敗。

3.3 無法判別故障類型時(shí)重合閘時(shí)刻的整定

一般情況下，通常無法區(qū)分瞬時(shí)與永久故障時(shí)，最大送電方式下發(fā)生永久性故障的最佳重合時(shí)間為最佳重合閘時(shí)間。這樣可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小重合閘操作對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，保證不會(huì)由于重合時(shí)間的不準(zhǔn)確造成大的系統(tǒng)振蕩。這樣基于永久性故障的最佳重合時(shí)間是基于最壞的情況考慮，充分保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。雖然面對(duì)永久性故障時(shí)一般不采用重合措施，但是永久性故障的最佳重合閘時(shí)間的研究是十分有必要的，因?yàn)橥ǔＧ闆r下很難判別瞬時(shí)故障還是永久故障。

4 結(jié)論

通過研究重慶110kV環(huán)網(wǎng)保護(hù)和重合閘的整定，考慮環(huán)網(wǎng)保護(hù)和重合閘時(shí)間的整定，對(duì)重合閘投退操作進(jìn)行簡(jiǎn)化，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)保證了重合閘的成功，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

[1]葛耀中.在單相自動(dòng)重合閘過程中判別瞬時(shí)故障與永久故障的方法[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，18(2)：36-38．

[2]王梅義，吳競(jìng)昌，蒙定中.大電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010：72-73．

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1674-6708（2012）59-0042-02