110 kV终端短线路距离保护整定计算探讨

陈洁丽,谢飞

(云南电网公司怒江供电局,云南 怒江 673100)

科研成果介绍

110 kV终端短线路距离保护整定计算探讨

陈洁丽,谢飞

(云南电网公司怒江供电局,云南 怒江 673100)

针对较短线路与上级线路灵敏度配合难点,合理将短线的上级线路中最长线路及短线的下级变压器阻抗引入整定范围,并且通过表格的组织,提高了对批量线路的整定效率,以某地区电网终端短线路距离保护整定计算方案及相关配合问题作探讨。

地区电网；距离保护；整定计算；终端短线路

1 前言

某地区电网110 kV联络线共计79条。其中,小电并网的终端线路40条,且其网架结构中多级串供现象较为普遍,最高串供级数达8级。在40条110 kV终端线路中,95%的线路长度较短且其上级多为长度较长的联络线。由于终端线路长度限制,上级线路在计算距离Ⅱ段时在考虑与终端线路距离Ⅰ段配合的同时要保证在其线路末端故障时有相应的灵敏度,这样就致使上级线路的距离保护Ⅱ段的保护范围极易超越终端线路距离保护的Ⅰ、Ⅱ段保护范围,

文中提出的终端短线路Ⅰ、Ⅱ段的计算原则及方法使终端线路较多,且与之上级长线路的配合存在问题得到了解决。

2 相关计算规定

2.1 较短线路计算规定

为避免线路保护区外故障误动,规程规定对线路长度小于5公里的短线路距离I段切除。对线路长度大于5公里,小于20公里的短线路距离Ⅰ段按 “反措”要求的可靠系数选取方式进行计算。距离Ⅰ段按可靠躲过区外发生金属性故障整定,相间距离Ⅰ段可靠系数可取为：

接地距离Ⅰ段可靠系数可取为：

其中L为线路长度,单位km。

2.2 终端线路计算的规定

规程规定对于终端线路距离保护I段可按保全线有灵敏度整定,取0.15s延时,若延时不利于多级串供线路逐级配合时,时间取0 s(对于I段时间无法整定且Ⅰ段退出不利于多级串供线路逐级配合时,按保全线且躲变压器中低压侧整定,以重合闸和备用电源自投装置来增加供电可靠性)。

以上为针对短线路的计算原则,但是对于上一级为较长线路的终端短线路来说具体的灵敏度应该取多少合适,如何躲变压器的中低压侧更为合理呢?对于某地区电网内这种普遍存在状况,应该采取何种计算原则使计算变得更为合理而又方便,而且又能够在多数的终端短线路中能够找出一定的规律使之推广执行呢?根据以上提出问题,本文提出了具有针对性的终端短线路距离保护Ⅰ、Ⅱ段整定计算方案。

3 长短线路距离保护配合

经过对部分短线路的计算发现,如果对所有终端线路逐一提出相应的计算原则进行计算,在一定程度上增加了工作量且有相当大的一部分为重复性工作。后经分析和总结发现,这40条终端短线路的距离保护Ⅰ、Ⅱ段可采取统一的公式计算方法,方法如下。

3.1 终端短线路计算方法

针对长度大于5kM但上级线路又相对较长的终端短线路,为使上级线路的距离Ⅱ段在保证线路末端故障有足够的灵敏度的同时,使定值及时间上与其实现完全配合且利于某地区电网内多级串供线路逐级配合的情况,经过对某电网梳理的较短末端线路长度及其阻抗、其上一级最长的一条线路的线路长度及其线路阻抗、线路末端变压器的阻抗、线路最低电压、线路最大负荷电流等参数及对多条终端线的计算总结出的规律得出表格如表1所示。

表1 某地区电网110 kV线路参数表 (阻抗均为标幺值)

表中：

短线路正序阻抗值：指的即为文中讨论的终端短线路所对应的线路正序阻抗值；

上级最长线路：指的是在终端短线路的所有上一级线路中线路长度最长的一条线路；

上级最长线路正序阻抗：指的是终端短线路的所有上级线路中最长一条线路的正序阻抗；

终端变压器最小正序阻抗：指的是终端短线路末端所连的变压器的正序阻抗；

线路最低电压：指的为0.9倍线路正常平均额定电压；

最大负荷电流：根据线路导线型号所允许的热稳电流及线路两侧的CT变比一次值进行比较,取较小值。

首先,建立一个excel文档,将电网内所有终端短线路的参数均按照表格所列项目名称依次填入表中；

其次,根据短线路的上级所有线路中最长一条线路的距离保护Ⅱ段保全线故障有1.5的灵敏度和其Ⅱ段在规定的灵敏度下伸进终端短线路的范围来确定终端短线路距离保护Ⅰ、Ⅱ段对应的灵敏度范围的下限值,在表1中灵敏度范围下限列插入公式如下：

灵敏度范围下限=(0.5×上级最长线路正序阻抗)/终端线路正序阻抗值 (3)

式中：

0.5为上级线路有1.5的灵敏度对应的伸入短线路的实际长度系数,即：

1.5×上级最长线路正序阻抗-上级最长线路正序阻抗=0.5上级最长线路正序阻抗。

第三,按照躲终端变压器中低压侧故障可确定一个灵敏度上限值,即：

灵敏度上限=(0.7×终端线路正序阻抗值+ 0.7×终端变压器最小正序阻抗)/终端线路正序阻抗值(4)

式中：0.7为可靠系数。

终端短线路的距离保护Ⅰ、Ⅱ段的计算可按保线路全长有灵敏度计算,灵敏度的取值可在上述公式中计算出的灵敏度上、下限中选择。在距离保护I段选取了一个较为合适的灵敏度后,距离保护Ⅱ段所取灵敏度值只需在上下限范围之内取一个大于距离保护Ⅰ段的灵敏度值即可。

距离保护Ⅰ段时间若可以整定取值0.15s躲过终端变压器故障时变压器保护动作时间。具体计算方法以表格中终端短A线为例,同时对上述计算方法进行演示和验证：

4 结束语

按照灵敏度范围中的任何一个值计算出的终端线路的距离保护定值可保证上级长线路与终端短线路之间实现完全配合,上级长线路不会伸出终端短线路距离保护的Ⅱ段,因为其本身就是按照全线故障有1.5的灵敏度算出的对应的终端线路保线路全长的灵敏度,因此按照此原则计算对于多级串供的网架结构来说能够缩短保护动作时限,同时对于提高电网的安全稳定运行是十分有意义的。

其次,按照保全线和躲终端变压器中低压侧故障整定可保证终端线路距离保护Ⅰ、Ⅱ段的保护范围伸进主变但不伸出主变,可避免与终端变其他侧时间上进行配合,降低动作时间。同样距离Ⅲ段也可以按照此方法通过线路最低工作电压及最大负荷电流算出每条线路躲本线路负荷阻抗所要求的灵敏度上限 (如表1所示),从而实现数据的统一管理、统一归类计算提高工作效率。

第三,将所有数据在excel表格中统一管理,并在灵敏度所在列插入相应的计算公式和使所在列进行公式格式化,可以很快计算出所有终端线路相应的灵敏度范围。在电网结构发生变化时,只要更新相关线路参数,灵敏度范围就会通过公式自动重新计算。所以,只要保证参数和计算公式的正确性,那么整定计算人员随时都能快速而又准确的根据表格算出的灵敏度范围计算出终端线路距离保护的Ⅰ、Ⅱ段。并且,无论是在上级线路距离保护Ⅱ段与终端线路距离I段的配合还是终端线路躲终端变压器中低压侧故障都能够满足运行要求。通过实际验证,这种方法也是提升继电保护专业的运行管理水平,减少重复性工作的有效措施。

[1]张保会,尹项根.电力系统继电保护 [M].中国电力出版社,2006,1.

[2]江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术 [M] .中国电力出版社,2006,6.

[3]贺家李.电力系统继电保护原理与实用技术 [M].中国电力出版社,2009,6.

Discuss on Setting Calculation for Distance Protection of 110 kV Short Terminal Power Line

CHEN Jieli,XIE Fei
(Nujiang Electric Power Supply Bureau,Nujiang,Yunnan 673100)

Based on short circuit with the superior circuit sensitivity with difficulty,reasonable to short-term superior line short circuit and the longest of the lower transformer impedance setting range are introduced,and through the form of organization,to improve the efficiency of the mass line setting.And in this paper,the Calculation Scheme and Cooperative scheme for distance protection of short terminal power line in a certain area is discussed.

district power network；distance protection；setting calculation；short terminal power line

TM73

B

1006-7345(2014)02-0087-03

2013-12-13

陈洁丽 (1986),女,助理工程师,云南电网公司怒江供电局,主要从事继电保护运行管理和整定计算工作 (e-mail)chenjieli.111@163.com。

谢飞 (1984),男,工程师,云南电网公司怒江供电局,主要从事电力营销与电力市场管理工作。