地区配电网继电保护整定运行实践相关问题研究

2016-04-17刘湃泓

海峡科技与产业 2016年5期

刘湃泓

摘要：继电保护的正确可靠动作，对保证电网安全稳定有着极其重要作用。为发挥继电保护保障电网和设备安全作用，确保配电网安全稳定，需开展年度配电网继电保护整定及运行方案研究。论文就地区配电网继电保护整定运行实践相关问题开展研究，包括配电网继电保护整定的意义及原则、整定及运行方案内容、继电保护对电网接线方式及调度运行方式的配合要求、继电保护整定计算中常见的问题及对策等，论文为继电保护整定人员、调度运行和运行方式人员在保护整定计算和运行方面提供了指导与参考。

关键词：城市10kV配电网；继电保护；整定原则；整定计算

1 引言

在“十三五”规划纲要中，明确指出要加大农网投资，加快配电网建设。配网结构将变得更加复杂，对继电保护整定运行的工作要求也更加严格。目前，配电网整定运行采用二段式保护，承接站内变低母线保护，保护装置采用微机式保护，精度高、可靠性强，能有效的保护站内装置和主线设备，确保线路安全稳定运行。

2 配电网继电保护整定的重要意义

为发挥好继电保护保障电网和设备安全的作用，加强继电保护运行的计划管理和风险管理管控能力，确保配电网安全稳定，需开展年度配电网继电保护整定及运行方案研究，该工作可作为电网继电保护整定计算的指导原则，为继电保护整定人员、调度运行和运行方式人员在保护整定计算和运行方面提供指导与参考。

3 配电网继电保护整定及运行方案内容

3.1方案编制依据

地区配电网继电保护整定运行方案编制依据主要包括配电电网年度运行方式、《南方电网10kV-110kV系统继电保护整定计算规程》、《继电保护和安全自动装置技术规程》、《南方电网继电保护检验规程》、《南方电网10kV-110kV系统继电保护整定计算规程》、《地区电网年度整定方案编制规范》、《南方电网继电保护配置技术规范》及上级调度机构相关反措文件等。

3.2整定及运行方案内容

继电保护年度整定及运行方案结合实际配电网，规定继电保护的配置原则和整定原则，对系统整定计算可能出现的各方面问题进行了分析和总结，并对上年度配电网保护运行情况进行总结，制定本年度运行计划，确保实现本年度安全生产目标。

继电保护年度整定及运行方案的整定计算范围主要为县调管辖范围内的10kV馈线保护装置，整定计算所用运行方式如下：

（1）继电保护整定计算以常见运行方式为依据。

（2）地区10kV电网多采用辐射式接线方式，少部分采用环状网开环运行的方式。整定计算方式选择正常运行方式，在符合线路安全运行的条件下，增加适当的富余量。

（3）计算保护定值时，适当考虑常见运行方式下，有能力负荷转供的线路增加所转供负荷时的线路参数。

4 继电保护整定计算指导原则

4.1基本原则及有关要求

配电网继电保护的整定应满足选择性、灵敏性和速动性的要求，如果不能兼顾选择性、灵敏性和速动性的要求，则应在整定时保证规定的灵敏系数要求，同时，按照如下原则合理取舍：

（1）地区电网服从主系统电网；

（2）下一级电网服从上一级电网；

（3）局部问题自行处理；

（4）保护电力设备的安全；

（5）保重要用户供电。

4.2配电网继电保护整定的基本原则

配电网继电保护整定的一般基本原则如下：

（1）地区电网的继电保护应当满足可靠性、选择性、灵敏性及速动性四项基本要求。

（2）任何电力设备都不允许无保护运行。运行中的电力设备，一般应有分别作用于不同开关且整定值有规定灵敏系数的独立保护装置作为主保护，以确保电力设备安全。

（3）配电网继电保护一般采用远后备原则。当开关本身拒动时，即在临近故障点的开关处所装设的继电保护能动作隔离故障，或能由电源侧上一級开关处的继电保护动作切除故障。10kV线路的远后备为10kV母联开关和10kV变低开关。

（4）对中低压侧接有并网小电源的变压器，则应由小电源并网线的保护装置切除故障。

（5）遇到如下情况，允许适当牺牲部分选择性：线路的速动段保护允许按躲开变压器及其他母线故障整定；对串联供电线路，如果按逐级配合的原则将过分延长电源侧保护的动作时间，则可将某些变电站按不配合点处理，以减少配合的级数，缩短动作时间；在构成孤网运行的线路中，允许设置预定的解列线路。

5 继电保护对电网接线方式及调度运行方式的配合要求

合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的基础。电网规划部门不能仅考虑经济性使得继电保护配置、二次回路等复杂化来提高运行的可靠性。对严重影响继电保护装置保护性能的电网结构和电力设备的布置应限制使用，下列问题应综合考虑：

（1）宜采用环网布置，开环运行的方式，合理分配线路负荷，以实现线路与线路之间的负荷转供。

（2）10kV电网以自动重合闸的手段来提高供电可靠性，其中线路为全电缆线路、有小水电或者负荷过重退出重合闸保护，保护装置中应增设过流一段闭锁重合闸。

（3）不宜在电厂向电网送电的主干线上接入分支线或分支变压器。

（4）电网规划部门应及时提供电网近、中期发展规划与接线方式，以便整定计算部门编制或修订继电保护整定方案。

（5）电力工程的设计工作中，也应包括必要的继电保护整定计算工作，主要目的是论证继电保护装置选型和保护方案配置的正确性，甚至是电网接线的合理性。

（6）继电保护能否保证电网安全稳定运行，与调度运行方式密切相关。继电保护应能满足电网的稳定运行要求，但若继电保护对某些运行方式无法同时满足选择性、灵敏性和速动性的要求时，则应限制此类运行方式。

（7）因部分继电保护装置检验或故障停运导致继电保护性能降低，影响电网安全稳定运行时，应酌情改变电网运行方式和调整运行潮流，使运行中的继电保护动作性能满足电网安全稳定运行的要求。

6 继电保护整定计算中常见的问题

6.1整定计算中存在的问题及采取的措施

6.1.1 10kV线路负荷过重的问题

部分10kV线路负荷过重，线路正常运行电流接近线路安全载流量，造成线路常在过负荷状态。应对措施包括以下两种。

（1）线路进行负荷割接，将线路过载负荷电流降至安全经济运行电流。

（2）线路进行综合改造，扩大线路线径，增加线路安全运行电流。

6.1.2 10kV线路冲击负荷的影响

目前受10kV线路输送能力的限制，定时限过流保护一般按输电线路所允许的最大负荷电流整定。而接入系统的轧钢企业用户冲击电流很大，电流峰值可能是正常运行电流的几倍甚至数十倍，造成线路频繁跳闸。应对措施包括以下两种。

（1）建议轧钢厂等冲击负荷性质的用户使用10kV专线供电。

（2）定时限过流保护定值适当放大，按线路末端故障有灵敏度并同时考虑躲过冲击电流整定，增加过流三段保护按输电线路所允许的最大负荷电流整定，该段保护不参与上一级保护的配合，仅作为防止用户正常负荷电流增长对供电设备安全造成影响的一种保护措施，动作时间考虑躲过冲击电流影响整定，一般取8s。对于只配置两段过流保护的线路，则投入过负荷跳闸，动作时间取8s。

6.2 线路保护失配问题

6.2.1 保护失配线路、定值说明及运行要求

部分10kV线路分段分路开关的保护装置出现越级跳闸的情况。应对措施包括以下两种。

（1）加快10kV线路分段分路开关的改造，采用能够配合整定线路保护的分段分路开关。

（2）减少小电源接入，避免发电机谐波电流对保护的冲击。

6.2.2 部分负荷过重线路的说明及运行要求

部分负荷过重的线路合闸时出现过流后加速跳闸的情况，可采取如下措施：

（1）适当调整过流二段电流定值，二段定值按保线路末端故障有灵敏度的要求整定到最大；启用过流三段定值，按线路安全载流量的最大值整定，时间不大于8s，退出线路重合闸。

（2）要求供电所送电前拉开部分负荷，减少线路合闸电流值。

6.2.3整定计算以常见运行方式为依据

为优化全局的保护运行特性，失配点尽可能设置在远离电源点。

6.3 保护定值相关说明