淺析縣域電網繼電保護定值計算

摘 要：繼電保護定值計算作為電網運行的基礎性工作，整定計算正確與否不僅能夠避免惡性事故的發生，而且能夠提高保護運行的性能。本文以整定計算實踐經驗為基礎，結合繼電保護的相關理論，研究繼電保護整定計算的相關內容。

關鍵詞：繼電保護；整定計算；定值校核

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

縣域電網作為現代大型電力系統的負荷側，對保證電力供應、提高供電可靠性有著至關重要的作用。電網中的繼電保護應滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性四個要求，這四個要求簡稱“四性”。四性是繼電保護應當考慮的基本要求，有的相輔相成，有的相互制約，應從電力系統的各個方面進行考慮，如整定計算、保護裝置設計、保護裝置運行維護及管理等，這其中加強整定計算的研究尤為重要，是處理好這四性的協調關系的基礎。

一、縣域電網繼電保護定值計算的原則

（一）保護選擇性。選擇性是指首先故障設備或線路本身的保護切除故障，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍；當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，相鄰設備、線路的保護或斷路器失靈保護切除故障。

當d1短路時，保護1、2動 跳DLl、DL2，有選擇性；當d2短路時，保護5、6動 跳DL5、DL6，有選擇性；當 短路時，保護7、8動 跳DL7、DL8，有選擇性；若保護7拒動或DL7拒動，保護5動 跳DL5（有選擇性）；若保護7和DL7正確動作于跳閘，保護5動 跳DL5，則越級跳閘（非選擇性）。選擇性的滿足主要由整定計算來考慮，所以選擇性的滿足對于整定計算非常重要。整定計算中是通過上下級保護問進行協調，即通常所說的配合關系來實現的。

（二）保護可靠性。可靠性是對繼電保護性能的最根本要求。安全性是指繼電保護在不需要它動作時可不動作。影響可靠性的因素可分為內在和外在兩種：內在的包括裝置本身的質量，如元件好壞、結構設計的合理性、觸點多少等；外在的是指運行維護水平、調試是否正確、安裝是否正確。整定計算中，主要通過制訂簡單、合理的保護方案來保證可靠性。整定計算中，必須做到任何電力設備（電力線路、母線、變壓器等）都不允許無保護運行。運行中的電力設備，一般應有分別作用于不同斷路器，且整定值有規定的靈敏系數的兩套獨立的保護裝置作為主保護和后備保護，以確保電力設備的安全。這一條是保護裝置配置和整定計算的基本原則。對于3～110kV系統，保護裝置的配置沒有雙重化，電網繼電保護一般采用遠后備原則，即在臨近故障點的斷路器處裝設的繼電保護或該斷路器本身拒動時，能由電源側上一級斷路器處的繼電保護動作切除故障。所以，相鄰設備保護裝置應對本設備有靈敏度，起到遠后備的作用。

（三）保護靈敏性。靈敏性指在規定的保護范圍內裝置對故障情況的反應能力，一般用靈敏系數來描述。整定計算完成定值計算后應計算保護在規定的保護范圍內的靈敏系數，并應保證靈敏系數不應低于整定規程規定的靈敏系數要求，這稱為檢驗靈敏度。檢驗靈敏系數主要應考慮兩個方面。一個方面是對各種故障類型進行檢驗，按照要求應當采用最不利的故障情形，通常采用金屬性短路，有時候考慮一定的過渡電阻。在檢驗靈敏度時方式的選擇是非常重要的，其選擇是否合理直接影響到對保護性能的評價和整個保護系統的性能。

二、縣域電網繼電保護定值計算分析

（一）差動保護整定計算。（1）差動速斷電流應按躲過變壓器初始勵磁涌流整定，通常IDZ=KIC，可根據容量來考慮K值的取值。容量越大，系統電抗越大，K值取值越小；（2）差動動作電流的整定原則是，應當盡可能躲過正常運行時由于TA變比等誤差產生的最大不平衡電流和TA斷線所產生的最大不平衡電流。

在整定計算時，最大不平衡電流主要考慮正常運行時電流互感器變比誤差、調壓、各側電流互感器型號不一致、變壓器勵磁涌流等產生的不平衡電流。動作電流IDZD計算如下：IDZD=KH（K1+K2+K3+K4）IC。

其中KH為可靠系數，取1.5～2；K1為電流互感器的TA的比誤差；K1為變壓器改變分接頭或帶負荷調壓造成的誤差，取變壓器最大調壓分接頭的絕對值；K2為其他誤差（變壓器勵磁電流等引起的誤差），取0.05；K3為通道變換及調試誤差，取0.05×2；IC為變壓器額定電流。

運行經驗表明，變壓器有70%左右的故障是匝間短路，輕微匝間短路的最小故障電流可能為0.5IC。

（二）母聯相關保護整定計算方法。（1）母聯或分段開關充電保護。按最小運行方式下對被充電母線故障有靈敏度整定。一般考慮靈敏度大于1.5；（2）母聯或分段過流保護。按可靠躲過最大運行方式下的最大負荷電流整定，且必須躲過該運行方式下流過母聯的負荷電流。該保護正常運行時可退出，用于母聯代路等情況臨時投入時，應確保被保護設備末端故障有靈敏度，靈敏度大于1.5；（3）母聯失靈保護。按母線故障時流過母聯的最小故障電流來整定，應考慮母差動作后系統變化對流經母聯斷路器的故障電流影響，一般不應低于0.1IN，靈敏系數≥1.5。母聯失靈的動作時間應大于母聯斷路器的最大跳閘滅弧時間加失靈保護返回時間及裕度時間，一般整定為0.2～0.25s。

（三）斷路器失靈保護整定計算方法。（1）線路：盡可能躲過正常運行負荷電流：Idz≥Kk×k×If。式中：Kk =1.5；架空線k=1.1，電纜k=1；If為線路25℃安全載流量，取最大載流量；（2）變壓器：相電流：Idz=Kk×Ic式中：Kk=1.1；（3）動作時間：斷路器失靈保護經相電流、負序或零序電流判別的動作時間（從起動失靈保護算起）應在保證斷路器失靈保護動作選擇性的前提下盡量縮短，應大于斷路器動作時間和保護返回時間之和，再考慮一定的時間裕度。雙母線接線方式下，以較短時限（約0.25～0.35s）動作于斷開母聯或分段斷路器，以較長時限（約0.5s）動作于斷開與拒動斷路器連接在同一母線上的所有斷路器。

三、結束語

面對市場需求不斷增長和技術飛速發展的時代，縣域電網建設也得到了迅猛發展，區域送電容量和電網規模也在不斷擴大，由此對保護裝置的定值整定計算的要求也越來越高。尤其是隨著計算機技術的引入，相關工作者更應該不斷學習業務知識，利用科技技術，不斷提高電網繼電保護整定計算的準確性，為縣域電網的安全運行提供保障。

參考文獻：

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