徐偉軍

（國網(wǎng)福建德化縣供電有限公司，福建泉州　362500）

繼電保護整定配合分析

徐偉軍

（國網(wǎng)福建德化縣供電有限公司，福建泉州362500）

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，對繼電保護也提出了更高的要求。繼電保護整定配合是繼電保護的重要組成部分，也是繼電保護發(fā)揮作用的重要保障。近年來由于建設用地日趨緊張，110kV變壓器容量越來越大，其10kV出線供電半徑也不斷增大，導致變壓器相間后備保護與10kV出線保護整定配合存在問題，本文主要對此展開分析探討。

電網(wǎng)繼電保護配合

1　引言

110kV變電站的主變壓器是電網(wǎng)中的重要元件之一，是保證供電可靠性的重要設備。隨著建設用地的日趨緊張，110kV變壓器容量越來越大，10kV出線的供電半徑也不斷增大。10kV配電線路的故障率較高，在本身保護裝置或斷路器拒動的情況下，變壓器后備保護將動作切除故障，導致主變跳閘，引發(fā)大面積停電。本文主要研究部分供電半徑過大的10kV線路或并倒負荷時，短時內(nèi)線路長度倍增的運行方式下，當線路末端發(fā)生故障時短路電流較小，變壓器復合電壓過流保護低電壓、負序電壓可能因靈敏度不足導致閉鎖無法解除，使得故障點無法被及時切除，導致變壓器復壓過流保護失去后備作用，影響主變乃至電網(wǎng)的安全運行，并討論了主變與10kV線路保護的整定配合措施。

2　變壓器相間后備保護概況

2.1變壓器保護配置

變壓器高、低壓側都應配置過電流保護，作為相間后備保護，用于反映變壓器外部故障引起的過電流，同時作為變壓器內(nèi)部故障的后備。根據(jù)短路電流水平、變壓器容量，同時考慮保護靈敏度的要求，變壓器的相間后備保護一般設置為復合電壓閉鎖過流保護（一般為三段，其中Ⅰ段、Ⅱ段可帶方向，Ⅲ段無方向）。

2.2復壓閉鎖過流保護整定原則

復合電壓閉鎖元件根據(jù)負序過電壓和正序低電壓反映系統(tǒng)故障，由此區(qū)分不同原因導致的過負荷，以利于整定低電流值。根據(jù)《電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)程匯編》，低電壓定值一般整定為母線額定運行電壓的0.6～0.7倍，根據(jù)運行經(jīng)驗通常將負序電壓值整定為4～8V（額定值為100V），過電流定值通常整定為1.5倍額定電流。

3　110kV 變壓器后備保護與10kV出線保護整定配合探討題

3.1110kV變壓器復壓閉鎖過流保護現(xiàn)存問題

110kV變電站通常處于電網(wǎng)末端，系統(tǒng)阻抗相對較大，而當10kV出線的供電半徑較大時，將使得線路末端發(fā)生相間短路故障時短路電流可能很小。變壓器后備保護采用復壓閉鎖的目的是區(qū)分不同原因引起的過負荷以利于整定低電流值，提高過電流保護的靈敏度。但是目前110kV變壓器普遍容量較大，相應地額定電流也較大，再考慮可靠系數(shù)等因素，通常將過電流定值整定為變壓器額定電流的1.5 倍，這個數(shù)值可能會超過一些變電站10kV出線末端相間短路電流值，毫無靈敏度。這種情況下一旦變電站10kV出線保護裝置或斷路器發(fā)生拒動，變壓器后備保護可能因靈敏度不足而拒動，使得變壓器失去后備保護而越級跳閘，嚴重影響電網(wǎng)安全運行。

3.2110kV變電站10kV出線保護整定

10kV出線一般按兩段式過電流保護設置。

過流I段，即限時速斷保護，按照躲開線路所帶容量最大的變壓器低壓側發(fā)生故障時的最大短路電流整定，與線路分段開關定值和用戶智能開關保護配合。

過流Ⅱ段，即過電流保護，是線路保護的最后一道防線，必須保證線路末端發(fā)生故障時具有足夠的靈敏度，并應躲開正常運行時最大負荷電流，同時要考慮保護CT、線路載流量等因素，時限一般不超過1.5s。方便與線路分段開關的配合。

110kV變電站變壓器低壓側復壓過流保護一般設置為兩段，I段為1.8s跳低壓側母聯(lián)斷路器，Ⅱ段為2.1s跳低壓側，在時限上與10kV出線保護配合。

3.3110kV變壓器后備保護與出線保護的整定配合

10kV出線線路末端故障時，線路所在母線電壓可能達不到低電壓、負序電壓定值而導致保護閉鎖。以LGJ-240導線為例，假設最大、最小運行方式下系統(tǒng)阻抗分別為0.3359、1.044，低電壓定值為70V，負序電壓為6.5V（額定值為100V），可以計算出線路可能啟動低電壓閉鎖、負序電壓閉鎖的短路點距離母線的距離最大值分別為2.3km、13.98km。

4　結語

對于不同的電網(wǎng)結構、電網(wǎng)運行方式、110kV 變電站所處位置，系統(tǒng)阻抗不同，變電站10kV出線發(fā)生故障時復合電壓元件開放的線路最大長度也略有不同。復壓閉鎖元件由低電壓和負序電壓元件構成或門，通常負序電壓元件開放線路長度遠大于低電壓元件，大部分變電站10kV出線長度都在復壓元件開放范圍內(nèi)。隨著110kV變壓器容量不斷增大，又要求其能夠滿負荷運行，那么變壓器低壓側復壓閉鎖過流保護作為10kV出線后備保護其保護范圍十分有限。針對這一情況，在保證繼保裝置正確動作的前提下，為了提高供電可靠性，可以采取以下措施，以防止擴大停電范圍：

（1）對于配置兩臺大容量變壓器的110kV 變電站可以考慮改為配置三臺較小容量的變壓器。

（2）10kV出線設置分段開關，其定值與主變低后備保護動作配合，特別是要合理選擇分段開關的位置，保證各級保護的選擇性，以利于縮小停電范圍，快速切除故障。

（3）在變壓器低壓側采用母聯(lián)分段運行，分散負荷，過電流定值可適當整定較低。

［1］張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］國家電力調度控制中心.電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)定匯編［M］.北京：中國電力出版社，2014.

［3］王維儉.電氣主設備繼電保護原理與應用［M］.北京：中國電力出版社，2002.

徐偉軍（1988—），男，助理工程師，主要從事繼電保護方面的工作。