110kV線路閉環運行整定計算分析

摘要：隨著對供電可靠性越來越高的要求，我局對有條件的110kV線路線路采用了閉環運行。現在全市共有10個閉環運行的線路環，隨著電網結構的日趨完善，這種閉環運行的線路將越來越多，110kV線路閉環運行必將大大提高供電可靠性，但由于閉環運行將對繼電保護的要求更高，整定更為復雜，作者通過自己工作中的經驗，介紹了110kV線路閉環運行整定所要注意的問題。

關鍵詞： 線路 閉環 運行 整定 分析

引言： 繼電保護定值整定工作中，為提高保護的正確動作率，應考慮各種因素對保護的影響，使保護能滿足選擇性、靈敏性、快速性、可靠性的要求，保證保護動作的正確性。

一、110kV線路閉環運行的條件

110kV閉環運行的線路由于分支系數和助增系數對繼電保護的影響較大，對繼電保護要求也相對較高，為此我們制定了110kV電氣環閉環運行的基本原則，在滿足以下條件下才允許閉環運行。

（1）參與閉環運行的線路必須配置有光纖電流縱差保護并投入運行。

（2）不允許安排環內套環的運行方式。

（3）參與閉環運行的110kV線路不能分開接到220kV變電站不同的110kV母線。

（4）地方電源經環網布置的110kV線路并網時，該電氣環必須開環運行。

（5）地方電源并網發電路徑沿線有雙回路布置的110kV線路時，相關雙回路線路不能并列運行。

二、整定110kV線路閉環運行時需注意的問題

在整定閉環運行線路時，由于分支系數和助增系數的影響，將使上一級保護范圍縮短或伸長，所以我們要充分理解電流保護的分支系數和距離保護的助增系數的概念才能做好該工作。

（1）分支系數

電流分支系數的定義，是指在相鄰線路短路時，流過本線路的短路電流占流過相鄰線路短路電流的分數。一般由于電流保護I段無需只保護本線路的全部，不考慮分支系數。電流保護II段和III段在多電源網絡中應進行考慮。對過電流保護來說，在整定配合上應選取可能出現的最大分支系數。

圖2-1分支系數分析計算圖

圖2-1中系統，在D點發生短路，假設1DL及2DL繼電器的過電流保護均剛剛起動，即它們都處在靈敏度相等的狀態下，則有如下關系式

式中——分支系數，

當要取得保護1與保護2的選擇性時，必須使上一級保護1的保護范圍縮短。結合可靠系數可得

（2-1）

（2）助增系數

對于圖2-1的系統，當1DL與2DL裝設了距離保護時，則1DL處的距離保護測量阻抗

式中 ——助增系數，

助增系數等于電流分支系數的倒數，助增系數將使距離保護測量到的阻抗增大。在整定阻抗不變的情況下距離保護測量阻抗的加大意味著保護范圍縮小。如果助增電流越大，保護范圍縮小越多。由于I段無需只保護本線路的全部，從短路點到保護安裝處之間不會再有其他分支，因此不會出現分支電流，不受運行方式的影響，這是距離I段的突出優點。II段和III段的保護范圍伸到相鄰線路上去了，可能存在分支電流，在多電源網絡中應進行考慮助增系數。為保證選擇性，在整定配合上應選取可能出現的最小助增系數。

三、110kV線路閉環運行整定原側

1、距離保護整定原則

1）、距離I段：按保本線路全長的70%規定的靈敏度整定。ZdzI = * Zl （≤0.7）

2）、距離II段：按保本線路末端相間故障有不小于1.5倍的靈敏度整定。對于220kV變電站110kV出線按與主變110kV側阻抗保護I段定值為進行反配合整定，反配是防止越級跳閘的有效措施。閉環運行的電氣環內線路：

≥ ×/.min

.min = 1/Kfz.max

.min: 電氣環閉環運行時，相鄰下一級線路末端故障時，220kV變壓器110kV側接地距離保護Ⅰ段對本線路的最小助增系數。

Kfz.max: 電氣環閉環運行時，相鄰下一級線路末端故障時，220kV變壓器110kV側接地距離保護Ⅰ段對本線路的最大分支系數。

3）、距離III段：

a 對相鄰下級線未故障有足夠靈敏度整定。

b 躲最大負荷電流整定。

c 保所供變壓器低壓側有1.2靈敏度整定。

一般按保所供變壓器低壓側有1.2靈敏度整定，基本上能滿足其他兩個條件，注意助增電流對保護的影響。

ZdzIII ≥ * Zl + * .min * Zb' （其中為可靠系數，Zl為線路阻抗，.min）為最小助增系數，Zb'變電器阻抗）

2、零序電流保護整定原則

Ⅰ段:退出。因保護范圍很小，且受系統參數影響較大 當系統參數改變時,保護范圍難以保證不伸出本線路，所以退出零序過流Ⅰ段。

Ⅱ段：投入。通常按保長下一級線路有1.5倍靈敏度整定。

a220kV變電站110kV出線：

與220kV變壓器中壓側零序I段配（=1.1）

=/× T02= ≤TL1-△T，取0.6S

閉環運行的電氣環內線路：

取電氣環閉環運行時，相鄰下一級線路末端故障時，220kV變壓器110kV側零序I段保護對本線路的最大分支系數。

保證線末靈敏系數

=3I0.min/T02= ≤TL1-△T，取0.6S

若按規定的計算出的定值不利于與上級線路零序配合，可提高Klm。

III段：投入

考慮高阻接地

一般線路零序III段建議取不大于一次值300A，如果閉環線路有下一級線路的，為保證該段能作為下一段線路的后備保護，一次值側整定為120A。

T03≥ T′+△T 且≤ T012-△T ，時間一般取1.8S

T′為本線路所供110kV變壓器110kV過流時間

T012為220kV變壓器110kV側中性點零序過流Ⅱ段第一時限

Ⅳ段:退出。

結束語

本文針對110kV線路閉環運行整定計算注意事項和整定原則進行了闡述和分析，對110kV線路環網運行繼電保護整定計算所注意的問題提出了解決方法，從而提高環網運行線路保護動作的正確率，為電網安全可靠運行保駕護航。

參考文獻：

[1] 崔家佩 孟慶炎 陳永芳 電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算

[2] 許建安 王風華電力系統繼電保護整定計算

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吳偉鋒（1978.10--），男,本科學歷 電力技術工程師，從事電力系統繼電保護相關工作

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。