地區配電網繼電保護整定運行實踐相關問題研究

劉湃泓

摘 要：繼電保護的正確可靠動作，對保證電網安全穩定有著極其重要作用。為發揮繼電保護保障電網和設備安全作用，確保配電網安全穩定，需開展年度配電網繼電保護整定及運行方案研究。論文就地區配電網繼電保護整定運行實踐相關問題開展研究，包括配電網繼電保護整定的意義及原則、整定及運行方案內容、繼電保護對電網接線方式及調度運行方式的配合要求、繼電保護整定計算中常見的問題及對策等，論文為繼電保護整定人員、調度運行和運行方式人員在保護整定計算和運行方面提供了指導與參考。

關鍵詞：城市10kV配電網；繼電保護；整定原則；整定計算

1 引言

在“十三五”規劃綱要中，明確指出要加大農網投資，加快配電網建設。配網結構將變得更加復雜，對繼電保護整定運行的工作要求也更加嚴格。目前，配電網整定運行采用二段式保護，承接站內變低母線保護，保護裝置采用微機式保護，精度高、可靠性強，能有效的保護站內裝置和主線設備，確保線路安全穩定運行。

2 配電網繼電保護整定的重要意義

為發揮好繼電保護保障電網和設備安全的作用，加強繼電保護運行的計劃管理和風險管理管控能力，確保配電網安全穩定，需開展年度配電網繼電保護整定及運行方案研究，該工作可作為電網繼電保護整定計算的指導原則，為繼電保護整定人員、調度運行和運行方式人員在保護整定計算和運行方面提供指導與參考。

3 配電網繼電保護整定及運行方案內容

3.1方案編制依據

地區配電網繼電保護整定運行方案編制依據主要包括配電電網年度運行方式、《南方電網10kV-110kV系統繼電保護整定計算規程》、《繼電保護和安全自動裝置技術規程》、《南方電網繼電保護檢驗規程》、《南方電網10kV-110kV系統繼電保護整定計算規程》、《地區電網年度整定方案編制規范》、《南方電網繼電保護配置技術規范》及上級調度機構相關反措文件等。

3.2整定及運行方案內容

繼電保護年度整定及運行方案結合實際配電網，規定繼電保護的配置原則和整定原則，對系統整定計算可能出現的各方面問題進行了分析和總結，并對上年度配電網保護運行情況進行總結，制定本年度運行計劃，確保實現本年度安全生產目標。

繼電保護年度整定及運行方案的整定計算范圍主要為縣調管轄范圍內的10kV饋線保護裝置，整定計算所用運行方式如下：

（1）繼電保護整定計算以常見運行方式為依據。

（2）地區10kV電網多采用輻射式接線方式，少部分采用環狀網開環運行的方式。整定計算方式選擇正常運行方式，在符合線路安全運行的條件下，增加適當的富余量。

（3）計算保護定值時，適當考慮常見運行方式下，有能力負荷轉供的線路增加所轉供負荷時的線路參數。

4 繼電保護整定計算指導原則

4.1基本原則及有關要求

配電網繼電保護的整定應滿足選擇性、靈敏性和速動性的要求，如果不能兼顧選擇性、靈敏性和速動性的要求，則應在整定時保證規定的靈敏系數要求，同時，按照如下原則合理取舍：

（1）地區電網服從主系統電網；

（2）下一級電網服從上一級電網；

（3）局部問題自行處理；

（4）保護電力設備的安全；

（5）保重要用戶供電。

4.2配電網繼電保護整定的基本原則

配電網繼電保護整定的一般基本原則如下：

（1）地區電網的繼電保護應當滿足可靠性、選擇性、靈敏性及速動性四項基本要求。

（2）任何電力設備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開關且整定值有規定靈敏系數的獨立保護裝置作為主保護，以確保電力設備安全。

（3）配電網繼電保護一般采用遠后備原則。當開關本身拒動時，即在臨近故障點的開關處所裝設的繼電保護能動作隔離故障，或能由電源側上一級開關處的繼電保護動作切除故障。10kV線路的遠后備為10kV母聯開關和10kV變低開關。

（4）對中低壓側接有并網小電源的變壓器，則應由小電源并網線的保護裝置切除故障。

（5）遇到如下情況，允許適當犧牲部分選擇性：線路的速動段保護允許按躲開變壓器及其他母線故障整定；對串聯供電線路，如果按逐級配合的原則將過分延長電源側保護的動作時間，則可將某些變電站按不配合點處理，以減少配合的級數，縮短動作時間；在構成孤網運行的線路中，允許設置預定的解列線路。

5 繼電保護對電網接線方式及調度運行方式的配合要求

合理的電網結構是電力系統安全穩定運行的基礎。電網規劃部門不能僅考慮經濟性使得繼電保護配置、二次回路等復雜化來提高運行的可靠性。對嚴重影響繼電保護裝置保護性能的電網結構和電力設備的布置應限制使用，下列問題應綜合考慮：

（1）宜采用環網布置，開環運行的方式，合理分配線路負荷，以實現線路與線路之間的負荷轉供。

（2）10kV電網以自動重合閘的手段來提高供電可靠性，其中線路為全電纜線路、有小水電或者負荷過重退出重合閘保護，保護裝置中應增設過流一段閉鎖重合閘。

（3）不宜在電廠向電網送電的主干線上接入分支線或分支變壓器。

（4）電網規劃部門應及時提供電網近、中期發展規劃與接線方式，以便整定計算部門編制或修訂繼電保護整定方案。

（5）電力工程的設計工作中，也應包括必要的繼電保護整定計算工作，主要目的是論證繼電保護裝置選型和保護方案配置的正確性，甚至是電網接線的合理性。

（6）繼電保護能否保證電網安全穩定運行，與調度運行方式密切相關。繼電保護應能滿足電網的穩定運行要求，但若繼電保護對某些運行方式無法同時滿足選擇性、靈敏性和速動性的要求時，則應限制此類運行方式。

（7）因部分繼電保護裝置檢驗或故障停運導致繼電保護性能降低，影響電網安全穩定運行時，應酌情改變電網運行方式和調整運行潮流，使運行中的繼電保護動作性能滿足電網安全穩定運行的要求。

6 繼電保護整定計算中常見的問題

6.1整定計算中存在的問題及采取的措施

6.1.1 10kV線路負荷過重的問題

部分10kV線路負荷過重，線路正常運行電流接近線路安全載流量，造成線路常在過負荷狀態。應對措施包括以下兩種。

（1）線路進行負荷割接，將線路過載負荷電流降至安全經濟運行電流。

（2）線路進行綜合改造，擴大線路線徑，增加線路安全運行電流。

6.1.2 10kV線路沖擊負荷的影響

目前受10kV線路輸送能力的限制，定時限過流保護一般按輸電線路所允許的最大負荷電流整定。而接入系統的軋鋼企業用戶沖擊電流很大，電流峰值可能是正常運行電流的幾倍甚至數十倍，造成線路頻繁跳閘。應對措施包括以下兩種。

（1）建議軋鋼廠等沖擊負荷性質的用戶使用10kV專線供電。

（2）定時限過流保護定值適當放大，按線路末端故障有靈敏度并同時考慮躲過沖擊電流整定，增加過流三段保護按輸電線路所允許的最大負荷電流整定，該段保護不參與上一級保護的配合，僅作為防止用戶正常負荷電流增長對供電設備安全造成影響的一種保護措施，動作時間考慮躲過沖擊電流影響整定，一般取8s。對于只配置兩段過流保護的線路，則投入過負荷跳閘，動作時間取8s。

6.2 線路保護失配問題

6.2.1 保護失配線路、定值說明及運行要求

部分10kV線路分段分路開關的保護裝置出現越級跳閘的情況。應對措施包括以下兩種。

（1）加快10kV線路分段分路開關的改造，采用能夠配合整定線路保護的分段分路開關。

（2）減少小電源接入，避免發電機諧波電流對保護的沖擊。

6.2.2 部分負荷過重線路的說明及運行要求

部分負荷過重的線路合閘時出現過流后加速跳閘的情況，可采取如下措施：

（1）適當調整過流二段電流定值，二段定值按保線路末端故障有靈敏度的要求整定到最大；啟用過流三段定值，按線路安全載流量的最大值整定，時間不大于8s，退出線路重合閘。

（2）要求供電所送電前拉開部分負荷，減少線路合閘電流值。

6.2.3整定計算以常見運行方式為依據

為優化全局的保護運行特性，失配點盡可能設置在遠離電源點。

6.3 保護定值相關說明

低周減載保護退出問題。10kV線路保護系統基本退出低周減載保護，改由110kV系統實現，其中110kV大坪站和110kV云落站的10kV保護裝置仍然投入低周減載保護。其余110kV變電站通過修改繼保定值和退出低周減載硬壓板的方式退出低周減載保護。

6.4 線路的各級CT變比采用的注意事項

一般情況下，線路的保護CT變比和測量CT變比采用同一變比級別，而計量CT變比的選用應同時考慮過流二段值（過流三段）的保護定值。

6.5 保護軟壓板的整定

在某些保護裝置中，除了有控制字和硬壓板的設定，還包括了軟壓板設定。一般軟壓板應依據定值單備注中保護投退要求來設定。考慮目前保護投退運行習慣由現場保護硬壓板投退控制，宜保持軟壓板定值不變，保護由硬壓板控制。

7 結論

論文就地區配電網繼電保護整定運行實踐相關問題開展研究，為繼電保護整定人員、調度運行和運行方式人員在保護整定計算和運行方面提供了指導與參考。

參考文獻

[1] 南方電網10kV-110kV 系統繼電保護整定計算規程.

[2] 繼電保護和安全自動裝置技術規程（GB/T14285-2006）.

[3] 南方電網繼電保護檢驗規程（Q/CSG110038-2012）.

[4] 南方電網 10kV-110kV 系統繼電保護整定計算規程.

[5] 2014 年廣東主網繼電保護整定運行說明及技術指導原則.

[6] 南方電網繼電保護配置技術規范（Q/CSG110039-2012）.