110 kV終端短線路距離保護(hù)整定計(jì)算探討

陳潔麗,謝飛

(云南電網(wǎng)公司怒江供電局,云南 怒江 673100)

科研成果介紹

110 kV終端短線路距離保護(hù)整定計(jì)算探討

陳潔麗,謝飛

(云南電網(wǎng)公司怒江供電局,云南 怒江 673100)

針對(duì)較短線路與上級(jí)線路靈敏度配合難點(diǎn),合理將短線的上級(jí)線路中最長線路及短線的下級(jí)變壓器阻抗引入整定范圍,并且通過表格的組織,提高了對(duì)批量線路的整定效率,以某地區(qū)電網(wǎng)終端短線路距離保護(hù)整定計(jì)算方案及相關(guān)配合問題作探討。

地區(qū)電網(wǎng)；距離保護(hù)；整定計(jì)算；終端短線路

1 前言

某地區(qū)電網(wǎng)110 kV聯(lián)絡(luò)線共計(jì)79條。其中,小電并網(wǎng)的終端線路40條,且其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中多級(jí)串供現(xiàn)象較為普遍,最高串供級(jí)數(shù)達(dá)8級(jí)。在40條110 kV終端線路中,95%的線路長度較短且其上級(jí)多為長度較長的聯(lián)絡(luò)線。由于終端線路長度限制,上級(jí)線路在計(jì)算距離Ⅱ段時(shí)在考慮與終端線路距離Ⅰ段配合的同時(shí)要保證在其線路末端故障時(shí)有相應(yīng)的靈敏度,這樣就致使上級(jí)線路的距離保護(hù)Ⅱ段的保護(hù)范圍極易超越終端線路距離保護(hù)的Ⅰ、Ⅱ段保護(hù)范圍,

文中提出的終端短線路Ⅰ、Ⅱ段的計(jì)算原則及方法使終端線路較多,且與之上級(jí)長線路的配合存在問題得到了解決。

2 相關(guān)計(jì)算規(guī)定

2.1 較短線路計(jì)算規(guī)定

為避免線路保護(hù)區(qū)外故障誤動(dòng),規(guī)程規(guī)定對(duì)線路長度小于5公里的短線路距離I段切除。對(duì)線路長度大于5公里,小于20公里的短線路距離Ⅰ段按 “反措”要求的可靠系數(shù)選取方式進(jìn)行計(jì)算。距離Ⅰ段按可靠躲過區(qū)外發(fā)生金屬性故障整定,相間距離Ⅰ段可靠系數(shù)可取為：

接地距離Ⅰ段可靠系數(shù)可取為：

其中L為線路長度,單位km。

2.2 終端線路計(jì)算的規(guī)定

規(guī)程規(guī)定對(duì)于終端線路距離保護(hù)I段可按保全線有靈敏度整定,取0.15s延時(shí),若延時(shí)不利于多級(jí)串供線路逐級(jí)配合時(shí),時(shí)間取0 s(對(duì)于I段時(shí)間無法整定且Ⅰ段退出不利于多級(jí)串供線路逐級(jí)配合時(shí),按保全線且躲變壓器中低壓側(cè)整定,以重合閘和備用電源自投裝置來增加供電可靠性)。

以上為針對(duì)短線路的計(jì)算原則,但是對(duì)于上一級(jí)為較長線路的終端短線路來說具體的靈敏度應(yīng)該取多少合適,如何躲變壓器的中低壓側(cè)更為合理呢?對(duì)于某地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)這種普遍存在狀況,應(yīng)該采取何種計(jì)算原則使計(jì)算變得更為合理而又方便,而且又能夠在多數(shù)的終端短線路中能夠找出一定的規(guī)律使之推廣執(zhí)行呢?根據(jù)以上提出問題,本文提出了具有針對(duì)性的終端短線路距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ段整定計(jì)算方案。

3 長短線路距離保護(hù)配合

經(jīng)過對(duì)部分短線路的計(jì)算發(fā)現(xiàn),如果對(duì)所有終端線路逐一提出相應(yīng)的計(jì)算原則進(jìn)行計(jì)算,在一定程度上增加了工作量且有相當(dāng)大的一部分為重復(fù)性工作。后經(jīng)分析和總結(jié)發(fā)現(xiàn),這40條終端短線路的距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ段可采取統(tǒng)一的公式計(jì)算方法,方法如下。

3.1 終端短線路計(jì)算方法

針對(duì)長度大于5kM但上級(jí)線路又相對(duì)較長的終端短線路,為使上級(jí)線路的距離Ⅱ段在保證線路末端故障有足夠的靈敏度的同時(shí),使定值及時(shí)間上與其實(shí)現(xiàn)完全配合且利于某地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)多級(jí)串供線路逐級(jí)配合的情況,經(jīng)過對(duì)某電網(wǎng)梳理的較短末端線路長度及其阻抗、其上一級(jí)最長的一條線路的線路長度及其線路阻抗、線路末端變壓器的阻抗、線路最低電壓、線路最大負(fù)荷電流等參數(shù)及對(duì)多條終端線的計(jì)算總結(jié)出的規(guī)律得出表格如表1所示。

表1 某地區(qū)電網(wǎng)110 kV線路參數(shù)表 (阻抗均為標(biāo)幺值)

表中：

短線路正序阻抗值：指的即為文中討論的終端短線路所對(duì)應(yīng)的線路正序阻抗值；

上級(jí)最長線路：指的是在終端短線路的所有上一級(jí)線路中線路長度最長的一條線路；

上級(jí)最長線路正序阻抗：指的是終端短線路的所有上級(jí)線路中最長一條線路的正序阻抗；

終端變壓器最小正序阻抗：指的是終端短線路末端所連的變壓器的正序阻抗；

線路最低電壓：指的為0.9倍線路正常平均額定電壓；

最大負(fù)荷電流：根據(jù)線路導(dǎo)線型號(hào)所允許的熱穩(wěn)電流及線路兩側(cè)的CT變比一次值進(jìn)行比較,取較小值。

首先,建立一個(gè)excel文檔,將電網(wǎng)內(nèi)所有終端短線路的參數(shù)均按照表格所列項(xiàng)目名稱依次填入表中；

其次,根據(jù)短線路的上級(jí)所有線路中最長一條線路的距離保護(hù)Ⅱ段保全線故障有1.5的靈敏度和其Ⅱ段在規(guī)定的靈敏度下伸進(jìn)終端短線路的范圍來確定終端短線路距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ段對(duì)應(yīng)的靈敏度范圍的下限值,在表1中靈敏度范圍下限列插入公式如下：

靈敏度范圍下限=(0.5×上級(jí)最長線路正序阻抗)/終端線路正序阻抗值 (3)

式中：

0.5為上級(jí)線路有1.5的靈敏度對(duì)應(yīng)的伸入短線路的實(shí)際長度系數(shù),即：

1.5×上級(jí)最長線路正序阻抗-上級(jí)最長線路正序阻抗=0.5上級(jí)最長線路正序阻抗。

第三,按照躲終端變壓器中低壓側(cè)故障可確定一個(gè)靈敏度上限值,即：

靈敏度上限=(0.7×終端線路正序阻抗值+ 0.7×終端變壓器最小正序阻抗)/終端線路正序阻抗值(4)

式中：0.7為可靠系數(shù)。

終端短線路的距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ段的計(jì)算可按保線路全長有靈敏度計(jì)算,靈敏度的取值可在上述公式中計(jì)算出的靈敏度上、下限中選擇。在距離保護(hù)I段選取了一個(gè)較為合適的靈敏度后,距離保護(hù)Ⅱ段所取靈敏度值只需在上下限范圍之內(nèi)取一個(gè)大于距離保護(hù)Ⅰ段的靈敏度值即可。

距離保護(hù)Ⅰ段時(shí)間若可以整定取值0.15s躲過終端變壓器故障時(shí)變壓器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。具體計(jì)算方法以表格中終端短A線為例,同時(shí)對(duì)上述計(jì)算方法進(jìn)行演示和驗(yàn)證：

4 結(jié)束語

按照靈敏度范圍中的任何一個(gè)值計(jì)算出的終端線路的距離保護(hù)定值可保證上級(jí)長線路與終端短線路之間實(shí)現(xiàn)完全配合,上級(jí)長線路不會(huì)伸出終端短線路距離保護(hù)的Ⅱ段,因?yàn)槠浔旧砭褪前凑杖€故障有1.5的靈敏度算出的對(duì)應(yīng)的終端線路保線路全長的靈敏度,因此按照此原則計(jì)算對(duì)于多級(jí)串供的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來說能夠縮短保護(hù)動(dòng)作時(shí)限,同時(shí)對(duì)于提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是十分有意義的。

其次,按照保全線和躲終端變壓器中低壓側(cè)故障整定可保證終端線路距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ段的保護(hù)范圍伸進(jìn)主變但不伸出主變,可避免與終端變其他側(cè)時(shí)間上進(jìn)行配合,降低動(dòng)作時(shí)間。同樣距離Ⅲ段也可以按照此方法通過線路最低工作電壓及最大負(fù)荷電流算出每條線路躲本線路負(fù)荷阻抗所要求的靈敏度上限 (如表1所示),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一歸類計(jì)算提高工作效率。

第三,將所有數(shù)據(jù)在excel表格中統(tǒng)一管理,并在靈敏度所在列插入相應(yīng)的計(jì)算公式和使所在列進(jìn)行公式格式化,可以很快計(jì)算出所有終端線路相應(yīng)的靈敏度范圍。在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),只要更新相關(guān)線路參數(shù),靈敏度范圍就會(huì)通過公式自動(dòng)重新計(jì)算。所以,只要保證參數(shù)和計(jì)算公式的正確性,那么整定計(jì)算人員隨時(shí)都能快速而又準(zhǔn)確的根據(jù)表格算出的靈敏度范圍計(jì)算出終端線路距離保護(hù)的Ⅰ、Ⅱ段。并且,無論是在上級(jí)線路距離保護(hù)Ⅱ段與終端線路距離I段的配合還是終端線路躲終端變壓器中低壓側(cè)故障都能夠滿足運(yùn)行要求。通過實(shí)際驗(yàn)證,這種方法也是提升繼電保護(hù)專業(yè)的運(yùn)行管理水平,減少重復(fù)性工作的有效措施。

[1]張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù) [M].中國電力出版社,2006,1.

[2]江蘇省電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù) [M] .中國電力出版社,2006,6.

[3]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù) [M].中國電力出版社,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

陳潔麗 (1986),女,助理工程師,云南電網(wǎng)公司怒江供電局,主要從事繼電保護(hù)運(yùn)行管理和整定計(jì)算工作 (e-mail)chenjieli.111@163.com。

謝飛 (1984),男,工程師,云南電網(wǎng)公司怒江供電局,主要從事電力營銷與電力市場(chǎng)管理工作。