220kV线路保护整定计算原则

贾义

【摘 要】整定计算工作在电力系统继电保护中占有很重要的地位，这是因为保护装置的配置及使用正确与否直接关系到系统的安全运行和对用户供电的可靠性，同时还与电网的经济指标、运行调度、设计调试等多方面工作有密切关系。本文介绍了220kV线路保护整定计算的原则，其中包括零序电流保护、接地距离保护、相间距离保护以及自动重合闸。

【关键词】保护；整定计算；原则

一、引言

在电力系统中，合理的电网结构是保证系统安全稳定运行的物质基础，而性能良好的、配置合理的继电保护和安全自动装置，则是保证系统安全稳定运行最为重要的技术措施。电力系统中的某个设备发生故障时，由继电保护装置自动迅速有选择地将故障设备从电力系统中切除，以保证系统中无故障部分继续运行。电力系统中某个设备出现不正常运行情况时，由继电保护装置自动地发出信号，提示值班员作出处理，以消除异常运行状态。

二、零序电流保护

零序电流保护一般为四段式，根据电网的实际运行情况，在使用了阶段式接地距离保护的复杂网络，零序电流保护宜适当简化。如仅保留防高阻接地故障的零序IV段，其余三段取消，或仅采用反时限零序电流保护；也可采用两段式零序电流保护。

在复杂环网中为简化整定配合，零序电流保护I、II、III各段均可分别经零序功率方向元件控制。反时限零序电流保护可不经零序功率方向元件控制；对于应用两段及以上的零序电流保护，零序IV段可不经零序功率方向元件控制；对于仅采用零序IV段，零序IV段应经零序功率方向元件控制。如实际选用的定值，不经过方向元件也能保证选择性时，则不宜经方向元件控制。

方向零序电流I段定值和无方向零序电流I段定值，按躲过本线路区外故障最大零序电流整定。终端线路按保全线有足够灵敏度整定，所供变压器故障时线路保护的无选择性动作由重合闸来补救。

零序电流II段定值，若相邻线路配置的纵联保护能保证经常投入运行，可按与相邻线路纵联保护配合整定，躲过相邻线路末端故障。否则，按与相邻线路在非全相运行中不退出运行的零序电流I段配合整定；若无法满足配合关系，则可与相邻线路在非全相运行过程中不退出工作的零序II段配合。零序电流II段定值还应躲过线路对侧变压器的另一侧母线接地故障时流过本线路的零序电流。对于采用单相重合闸的线路，如零序电流II段定值躲过本线路非全相运行最大零序电流，动作时间可取1.0S；如零序II段电流定值躲不过本线路非全相运行最大零序电流，动作时间一般取1.5S；对采用0.5S快速重合闸的线路，零序II段可取1.0S左右。

零序电流III段定值，按灵敏性和选择性要求配合整定，并与相邻线路在非全相运行中不退出工作的零序电流II段定值配合整定。若配合有困难，可与相邻线路零序电流III段定值配合整定。零序电流保护在常见运行方式下，应有对本线路末端金属性接地故障时的灵敏系数满足下列要求：1.50km以下线路，不小于1.5；2.50km～200km线路，不小于1.4；3.200km以上线路，不小于1.3。

零序电流IV段定值（最末一段）和反时限零序电流的启动值一般应不大于300A，对不满足精确工作电流要求的情况，可适当抬高定值。按与相邻线路在非全相运行中不退出工作的零序电流III段或IV段配合整定。对采用重合闸时间大于1.0S的单相重合闸线路，除考虑正常情况下的选择配合外，还需要考虑非全相运行中健全相故障时的选择性配合，此时，零序电流IV段的动作时间宜大于单相重合闸周期加两个时间级差以上。当本线路进行单相重合闸时，可自动将零序电流IV段动作时间降为本线路单相重合闸周期加一个级差，以取得在单相重合闸过程中相邻线路的零序电流保护与本线路零序电流IV段之间的选择性配合，以尽快切除非全相运行中再故障。

三、距離保护

距离保护又分为接地距离和相间距离。距离保护一般为三段式。新型距离保护在三段式的基础上还设有距离IV段（或称距离III段四边形），专门作为线路末端变压器低压侧故障的远后备。

距离I段定值，按可靠躲过本线路末端接地故障整定。

距离II段定值，按本线路末端发生金属性接地/相间故障有足够灵敏度整定，（灵敏系数满足以下要求：1.50km以下线路，不小于1.45；2.50km～100km线路，不小于1.4；3.100km～150km线路，不小于1.35；4.150km～200km线路，不小于1.3；5.200km以上线路，不小于1.25）并与相邻线路距离I段或II段配合；也可与相邻线路纵联保护配合，整定动作时间可取1.0S左右。接地距离II段保护范围一般不应超过相邻变压器的其它各侧母线。整定值按躲变压器小电流接地系统侧母线三相短路整定；当相邻线路无接地距离保护时，接地距离II段可与相邻线路零序电流I段配合。为了简化计算，可以只考虑相邻线路单相接地故障情况，两相短路接地故障靠相邻线路相间距离I段动作来保证选择性。

接地距离III段定值，按可靠躲过本线路的最大事故过负荷电流对应的最小阻抗整定，或者按保本线路所供变压器低压侧故障灵敏系数大于1.2整定并与相邻线路相间距离II段配合。若配合有困难，可与相邻线路接地距离III段配合整定。

距离IV段（或称距离III段四边形）一般取与接地距离III段定值一致。若圆特性的距离III段按保所供变压器低压侧灵敏系数大于1.2整定后无法满足躲最大负荷电流要求，其定值按躲本线路所供最大负荷电流整定，同时将距离IV段（或称距离III段四边形）按本线路所供变压器低压侧故障灵敏系数大于1.2整定。

220kV电网线路的继电保护的整定，必须满足可靠性、速动型、选择性及灵敏性的基本要求。可靠性由继电保护装置的合理配置、本身的技术性能和质量以及正常的运行维护来保证；速动性由配置的全线速动保护、相间和接地故障的速断段保护以及电流速断保护取得保证；通过继电保护运行整定，实现选择性和灵敏性的要求，并处理运行中对快速切除故障的特殊要求。