淺談110 kV電網重合閘配置問題

葉智杰

摘 要：結合企業相關標準和工作實際，詳細分析了110 kV電網重合閘的配置要求。

關鍵詞：110 kV線路；重合閘；電網；配置原則

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.158

隨著國民經濟的發展和城市化的日益加深，作為輸配電網電能傳輸的橋梁，110 kV電網接線方式日趨多樣，保護配置也相應變得復雜，這對重合閘的動作方式與保護及安自裝置之間的配合均提出了新的要求。本文對110 kV電網中重合閘配置問題進行了簡要的分析。

1 110 kV電網的基本特點

1.1 110 kV電網的運行方式

110 kV電網運行方式主要有以下特點：①多采用環網布置開環運行的方式，這樣可以利用備自投等自動裝置提高電網運行的可靠性，并避免電氣、電磁環網等不利于繼保整定及設備運行的電網接線。②采用雙回鏈或雙回輻射式接線，可滿足電網設備負荷N-1可靠性要求，但應避免鏈接變電站數過多（一般不超過3個），避免短線路成串成環及多級串供的接線方式。③單電源終端線路向多處負荷供電，一般采用T接入供電變壓器的方式。④為避免系統在發生接地故障時造成過電壓，110 kV電網應采用直接接地的方式，但為了將接地短路電流控制在允許范圍內，部分變壓器中性點可不接地。

1.2 110 kV電網的保護配置

110 kV母線一般設置專用的母線保護，部分單母線非重要樞紐110 kV變電站可不配置專用母線保護，由相鄰原件的保護切除母線故障。110 kV線路一般配置三段式接地距離保護，三段式相間距離段保護，四段式零序電流段保護。根據系統穩定運行要求，如果采用雙回路供電、環網供電的運行方式，就應配置光纖電流差動、高頻縱聯保護等全線速動保護作為主保護，再配以三段式距離保護及四段式零序電流保護作為后備保護，且后備保護一般采用遠后備方式。為保證在切除瞬時故障后迅速恢復線路供電，應設置重合閘裝置。

2 110 kV電網重合閘的一般配置原則

2.1 一般原則

110 kV電網均采用三相一次或二次重合閘，但為避免重復合閘于永久性故障為設備和系統帶來沖擊，國內多數使用一次重合閘，且由于110 kV開關為三相聯動機構，因此，110 kV開關只有三相重合閘方式。

由于110 kV電網供電方式較為多樣，因此重合閘的動作時間與投退應結合電網的實際運行方式。對于單側供電負荷終端的線路，一般使用檢無壓或不檢重合閘方式。雙側電源線路重合閘的選用則需根據兩側電源組合情況確定：當兩側均為大電源時，可一側投檢無壓，而對側投檢同期，這樣線路跳閘后檢無壓側先重合，對側在經檢同期重合并列兩側電源。當其中一側為小電源上網時，應投檢線路有壓母線無壓重合閘方式，這樣配合適當的保護配置可待對側小電源解列后再重合對側開關，提高重合閘的成功率。此外，檢無壓側也應具備檢同期功能，以防檢無壓側開關偷跳后不重合的情況出現。

由于全電纜線路故障多為永久故障，因此一般不采用自動重合閘。電纜與架空導線的混合線路應根據兩種線路所占比例，再結合實際工況確定是否采用重合閘。如果只含少部分電纜組成的線路，當供電可靠性需要時，可以采用重合閘。部分敷設電纜的終端負荷線路視具體情況，也可以采用自動重合閘。

2.2 對整定時間的要求

單側電源供電線路重合閘動作時間應大于故障點去游離時間與開關及操作機構完全復歸準備好再次動作的時間的總和。雙側電源供電線路重合閘動作時間除了考慮單側電源供電線路的因素外，還應考慮線路兩側保護裝置動作切除故障的時間差異，因此，重合閘整定時間應大于線路對側有足夠靈敏系數的延時段保護的動作時間加上故障點去游離時間，再減去開關合閘固有時間的差。對有分支的線路，重合閘動作時間應在保證故障點有足夠去游離時間的前提下，考慮對側和分支側開關相跳閘時間差異。為提高線路重合的成功率，可結合實際適當延長重合閘動作時間，單側電源線路的三相一次重合閘動作時間宜大于 0.5 s，一般取 1 s。

3 幾種特殊工況下重合閘的配置方式

受線路傳輸容量、電網建設成本和線路走廊選擇等因素的制約，110 kV電網往往會使用單電源多級串供、雙回路供電及分支線路供電等接線方式。因此，為了配合110 kV電網運行方式的多樣化，繼電保護的整定將變得較為復雜。同時，為了提高線路供電可靠性，110 kV線路保護一般采用重合閘后加速方式，這樣有效保證了保護能有選擇性地跳開故障所在線路開關，且重合于永久故障時，也可保證快速切除，但這對重合閘的整定提出了更高的要求。

3.1 單側電源供電的多分支線路

當單一電源需要對多個負荷供電時，如果因客觀原因造成無法實現點對點輻射式線路布網，且所供電負荷均對可靠性要求不高時，可采用單一出線帶多分支線路的接線方式。對于帶分支線路的重合閘整定，除需要考慮各側開關保護動作時間差異、確定重合閘整定時間外，還應根據分支側是否有電源上網來確定重合閘配置方式。如果分支線路存在低壓小電源上網，應參考雙側電源供電方式配置重合閘，確保在上網電源解列后有足夠的去游離時間，提高重合成功率；如果分支線路無低壓小電源上網，在線路故障時分支側開關可不跳閘，但后加速定值必須可靠躲過分支線路在合閘時最大負荷電流。

3.2 多級串供線路

多級串供的線路為提高重合的成功率，往往需要采用保護逐級配合的順序重合方式，一般以0.5 s作為級差，同時確保與備自投動作時間匹配，最長時間必須小于或等于4.5 s。有電源經多級串供并網時，并網串供線路系統側的保護和重合閘都要正常投入，地方小電源側的線路保護退出跳閘出口壓板，只保留地方小電源升壓站并網線路的保護，并退出該線路的重合閘。這樣，當并網線路走廊中任一線路出現故障時，均可盡快解列小電源，從而提高系統側重合閘的成功率，保證持續供電。

3.3 后加速

由于110 kV線路故障多為瞬時故障，為了可靠定位，隔離故障點，提高線路供電可靠性，一般使用重合閘后加速方式。后加速一般按不同的合閘模式安排加速段，距離保護手合加速距離Ⅲ段重合閘后加速距離Ⅱ段，且一般經電壓閉鎖，而相間電流和零序電流保護兩種合閘方式均加速相應Ⅱ段保護。同時，必須確保合于永久故障后保護有足夠的靈敏度切除故障，后加速段靈敏度應不低于啟動重合閘段。電流保護后加速往往容易受長線路電容電流、變壓器勵磁涌流等因素的影響，所以應按躲過線路重合瞬間出現的最大電流整定加速段保護，或增加判別條件，防止后加速誤動作。

4 結束語

對自動重合閘的研究是提高電力系統安全、可靠運行的重要一環，隨著電網架構的日新月異，重合閘的功能也將變得更加智能化、多樣化。

〔編輯：王霞〕