220 kV高壓線路定值計算

楊 靜

（廣東電網(wǎng)公司河源供電公司，廣東 河源517000）

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)的正常運行、故障當(dāng)時以及故障產(chǎn)生后的恢復(fù)過程中，許多控制操作高度自動化。為了保證電力系統(tǒng)正常運行的經(jīng)濟(jì)性和電能質(zhì)量，自動化技術(shù)與裝備主要進(jìn)行電能質(zhì)量的連續(xù)自動調(diào)節(jié)，運行速度相對延遲調(diào)節(jié)，其穩(wěn)定性高。在滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的基礎(chǔ)上，本文對220 kV線路繼電保護(hù)進(jìn)行配置，確定繼電保護(hù)的運行方式，電網(wǎng)繼電保護(hù)整定方案，通過計算給出保護(hù)的定值，并分析設(shè)計方案存在的問題，提出相應(yīng)對策。

1 影響流過保護(hù)的零序電流大小的因素

1．1 電流大小與接地故障的類型有關(guān)

1．2 零序電流大小不僅與零序阻抗有關(guān)，而且與正、負(fù)序阻抗有關(guān)

往往容易犯的一個概念上的錯誤是認(rèn)為流過保護(hù)的零序電流的大小只與零序阻抗有關(guān)而與正、負(fù)序阻抗無關(guān)。需要指出，流過短路點的零序電流的大小，也是與正、負(fù)、零序阻抗有關(guān)的。因此在整定保護(hù)定值與校驗靈敏度時，既要考慮零序阻抗的關(guān)系也要考慮機組開的多少。因為發(fā)電機雖然接在小接地電流系統(tǒng)中，它的零序阻抗并不出現(xiàn)在復(fù)合序網(wǎng)圖中，但是由于它的正、負(fù)序阻抗是出現(xiàn)在復(fù)合序網(wǎng)圖中的，因此發(fā)電機開的多少也會影響流過保護(hù)的零序電流的大小。對端系統(tǒng)發(fā)電機組（包括發(fā)電機、變壓器）開的越多，綜合正序、綜合負(fù)序阻抗越小，短路點的零序電流越大，似乎流過保護(hù)的零序電流也會越大。但是情況復(fù)雜的對端機組開得越多還會影響零序電流的分配系數(shù)，使零序電流分配系數(shù)減少，從而流過保護(hù)的零序電流又可能會減少。所以流過保護(hù)的零序電流大小應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。

1．3 零序電流大小與保護(hù)背后系統(tǒng)和對端系統(tǒng)中性點接地的變壓器多少密切相關(guān)

零序電流分配系數(shù)與保護(hù)背后系統(tǒng)的零序阻抗Z0∑和對端系統(tǒng)的零序阻抗ZR0都有關(guān)。如果保護(hù)背后系統(tǒng)中性點接地的變壓器越多，Z0∑越小，零序電流分配系數(shù)越大。如果保護(hù)對端系統(tǒng)中性點變壓器越少，ZR0越大，零序電流分配系數(shù)也越大。這兩種情況都會使流過保護(hù)的零序電流增大。所以零序電流的大小與中性點接地的變壓器的多少有很大的關(guān)系。

1．4 零序電流大小與短路點遠(yuǎn)近的關(guān)系

短路點越近，零序電流分配系數(shù)越大，流過保護(hù)的零序電流也越大。反之，短路點越遠(yuǎn)流過保護(hù)的零序電流值越小。

1．5 在雙回線路或環(huán)網(wǎng)中計算零序電流時要注意的一些問題

在雙回線路或環(huán)網(wǎng)中，計算零序電流的分配系數(shù)時要考慮另一回路或環(huán)網(wǎng)中的其他線路的分流作用，計算短路電流和分支系數(shù)時還要考慮雙回線路或環(huán)網(wǎng)中別的線路的線間互感造成的影響，尤其是同桿并架的線路或環(huán)網(wǎng)中相鄰線路有部分架在同一桿架上的情況。

所以零序電流保護(hù)雖然原理簡單，但由于影響零序電流大小的因素很多，所以它的整定計算比較復(fù)雜。

2 220 kV高壓輸電線路縱聯(lián)保護(hù)基本原理及縱聯(lián)保護(hù)通道的應(yīng)用

2．1 220 kV高壓輸電線路閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)

如果輸電線路每一端都裝有兩個方向元件：一個是正方向元件，其保護(hù)方向為正方向，反方向短路時不動作。另一個為反方向元件，其保護(hù)方向是反方向元件，其保護(hù)方向是反方向，正方向短路時不動作。對于故障線路其特征為兩端的正方向元件均動作，兩端的反方向元件均動作，這在非故障相線路中是不存在的。而非故障線路的特征是兩端中的一端（近故障端）正方向不動作，而反方向可能動作。閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)的原理就是通過比較輸電線路上短路的四個方向元件的動作行為，來判斷220 kV高壓輸電線路上是否出現(xiàn)故障而發(fā)出的跳閘命令，這種核心元件被稱為縱聯(lián)方向保護(hù)。

高壓輸電線路閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)方向元件的特性：（1）有明確的方向性，縱聯(lián)方向保護(hù)是綜合比較兩端方向元件的動作行為的保護(hù)，如果沒有正確的方向性，保護(hù)就不能正確動作。（2）正方向元件要確保本線路全長范圍內(nèi)的短路都能夠可靠動作，只有這樣才能滿足故障線路的特征，本線路發(fā)生短路才能夠正確跳閘。（3）在保護(hù)實現(xiàn)的時候，反方向元件應(yīng)比正方向元件動作得更快、更靈敏，必須遵從反方向元件閉鎖保護(hù)優(yōu)先的原則。

2．2 220 kV高壓輸電線路閉鎖式縱聯(lián)距離保護(hù)

故障線路和非故障線路兩端均安裝方向性的阻抗繼電器來代替縱聯(lián)方向保護(hù)中的方向元件，當(dāng)線路發(fā)生故障，由于短路在正方向，只要短路點在保護(hù)范圍內(nèi)兩端的阻抗繼電器都能動作。而對于非故障線路來說，近短路點的一端判別為反方向，因此阻抗繼電器不動作。遠(yuǎn)離故障點的一端判為正方向，如果在保護(hù)范圍內(nèi)阻抗繼電器動作，反之不動作。通過上述分析可知，比較兩端阻抗繼電器的動作行為也可以判斷究竟是否區(qū)內(nèi)故障。由于這種保護(hù)的核心元件是阻抗繼電器，所以這種縱聯(lián)保護(hù)稱之為縱聯(lián)距離保護(hù)。阻抗繼電器的性能要求：具有良好的方向性；確保區(qū)內(nèi)故障兩端的阻抗繼電器可靠動作，該繼電器在本線路全長范圍內(nèi)故障時都有足夠的靈敏度。

2．3 220 kV高壓輸電線路縱聯(lián)保護(hù)整定計算

縱聯(lián)保護(hù)具有絕對的選擇性，不需要與相鄰線路的保護(hù)配合，原理比較簡單，整定計算也相對簡單。其主要考慮起動元件、方向元件、測量元件、收發(fā)信元件、差動元件等對220 kV線路故障有足夠的靈敏度。

光纖差動線路縱聯(lián)保護(hù)公式按可靠躲過最大負(fù)荷時不平衡電流和最大穩(wěn)態(tài)電容器電流整定，兩側(cè)應(yīng)按一次電流相同整定

（1）差動電流高定值（無延時）。

a．按躲過最大負(fù)荷電流時不平衡電流整定；

b．按躲電容電流整定，取一次整定電流值不大于600 A。

（2）差動電流低定值（短延時）：取一次值不大于480 A。

（3）零序差動電流：按保證高阻接地故障有靈敏度系數(shù)整定，取一次值不大于480 A。

（4）為保護(hù)設(shè)備和人身安全，TA斷線可不閉鎖差動保護(hù)。若具有分相閉鎖功能，TA斷線時可考慮閉鎖斷線相差動保護(hù)。

2．4 縱聯(lián)零序整定

按過最大負(fù)荷時不平衡電流整定值取一次值不大于480 A，盡可能實現(xiàn)高阻接地故障能可靠接地。

3 結(jié)束語

河源地區(qū)電網(wǎng)作為現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)的負(fù)荷側(cè)，在保證電力供應(yīng)、提供供電可靠性方面有著至關(guān)重要的作用。為了進(jìn)一步提高河源地區(qū)電網(wǎng)整定人員的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力，本文對該電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)設(shè)計，但是由于繼電保護(hù)原理的不斷發(fā)展，由感應(yīng)、電磁式逐漸發(fā)展到集成、微機式、由單一的元件發(fā)展到復(fù)合量多元件，因而保護(hù)的配置和整定計算也會有所不同。本設(shè)計依據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級、運行等方面，從保護(hù)的四性出發(fā)選擇了較為合理的保護(hù)配置方案，同時考慮了系統(tǒng)振蕩、自動重合閘、非全相運行等因素。

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