35kV环网运行线路继电保护整定计算方案分析_邓文祥

收稿日期：2013－03－18
摘要：分析了有环网运行的福建南山变35kV 电网的结构、设备状况，概括了整定计算的运行方式、主要原则。

在对本电网整
定过程中遇到的“整定顺序、边界限额、时间级差、相继动作、电流Ⅱ段时间、电流Ⅲ段值”等问题，分析了存在的原因，提出有效的应对措施和解决方法。

论证了该片电网继电保护整定方案的合理性和可行性。

关键词：继电保护；环网运行；整定计算；方案中图分类号：TM77
文献标识码：A
文章编号：1009－9492(2013)07－0077－03
Analysis of Relay Protection Coordination &Solutions for 35kV
Closed-Loop Running Power System Network
DENG Wen-xiang ，XIANG LI Bi-yu ，WAN Shun-ming ，LIN Hui
（Nanping Electric Power Bureau ，Nanping353000，China ）
Abstract:The construction ，state of equipment ，operation and setting principle of the 35kV Closed-loop Running power system were
introduced.The cause and solutions of such as the sequence of coordination ，setting limit ，differential time limit ，sequential tripping ，time of Ⅱstages current and current setting of Ⅲstages were analysed.Through effective analyse and explain ，the solutions of relay protection of the 35kV Closed-loop Running power system was rational and practicable.Key words:relay protection ；closed-loop running ；coordination and computation ；solutions
35kV 环网运行线路继电保护整定计算方案分析
邓文祥，相里碧玉，万顺明，林辉
（南平电业局，福建南平
353000）
DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2013.07.022
0引言
我国山区电网还在大量采用35kV 电压等级送电，35kV 电网为中性点不接地系统，线路保护主要配置为电流保护[1]。

福建北部南山片区电网带有大量小水电机组，小水电的存在使得线路故障跳闸后重合闸成功率低，恢复送电慢，尤其在雷雨季节，线路频繁雷击跳闸，对于径流式电站，要求能迅速恢复发电显得极为迫切。

为满足电站用户的要求，针对该片电网结构及保护配置等状况，采用环网运行以提高电网的可靠性。

环网运行将使电网继电保护整定计算复杂化，尤其是电流保护受运行方式影响大。

整定规程建议电网“环网布置，解环运行”，因此如何整定、配合以及如何解决整定中存在问题成为能否满足环网运行要求的关键因素。

1南山片区35kV 电网示意图
示意图如图1所示。

2设备状况
南山变为110kV 三圈变电站，单台主变
31.5MVA ，该站为本片区35kV 电网的主电源系统；其余站为35kV 降压变或电站，电站为地区小型水电厂，单个站装机容量在0.5～2MW 之间，机端电压为0.38～10kV 。

南山、洋后、迪口变为环网布置，其中南迪线：27.9km ，南洋线：19km ，迪洋线：14.9km 。

35kV 线路保护均为微机保护装置，均配置有三段式电流保护，各站主变、发电机均配置微机保护装置。

3计算运行方式选择
电流最大值、最小值及分支系数均基于“常见的运行方式”计算所得，即考虑正常运行方式和被保护设备相邻近的一回线或一个元件检修的
正常检修方式。

4电流保护整定主要原则
三段式电流保护整定原则如下[2]：
Ⅰ段：（1）躲本线路末端故障最大电流；（2）灵敏度按大方式出口故障不小于1即可。

Ⅱ段：（1）躲本线路末端变压器低压侧故障
最大电流；（2）与相邻线路电流Ⅰ或Ⅱ段配合；（3）按本线路末端相间金属故障的灵敏度满足要求整定：50km≥1.3，20km ～50km≥1.4，20km≥1.5；（4）动作时间按配合关系整定。

Ⅲ段：（1）躲负荷电流；（2）与相邻线路电
流Ⅲ段配合；（3）对相邻线路末端相间故障的灵敏系数力争不小于1.2；（4）动作时间按配合关系整定。

电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流值均应检验能否躲过反方向母线故障电流，无法躲过时，投入方向元件。

5整定过程中遇到的问题及解决方法
5.1整定顺序[3]
对于环网运行等较复杂电网的整定计算，从整个网络上进行综合考虑，对辐射型线路，先从对侧为末端变的间隔开始整定，本网中大禄电站306，山羊坑电站322，然后逐级向上整定。

对环网线路小系统侧电流Ⅰ段一般比较小，
如迪口变372、洋后变341电流Ⅰ段较小，这样的保护可先整定。

5.2边界限额及时间级差
根据福建省变压器反措要求，110kV 主变高压侧过流时间≤2.3s ，逐级下降，主变中压侧过流跳35kV 母联开关时间≤1.7s ，这就要求南山变35kV 片区所有35kV 线路保护时间≤1.4s 。

在1.4s 的网络中，时间级差不可取太大，否
则末级时间就不够使用，在微机保护配合中，可取0.3s ，不建议取小于0.3s 的时间级差。

尽管取0.3s 级差，很多35kV 站的10kV 线路保护时间按逐级原则仍不够使用，现提出解决建议如下。

（1）主变10kV 侧后备过流保护与10kV 出线电流Ⅰ段配合，出线电流Ⅱ、Ⅲ段时间则可重新布置，如迪口变主变10kV 侧后备过流保护定值为510A 0.3s （时间与洋后变342保护0.6s 配合），按正常配合洋后变10kV 线路电流Ⅲ段时间≤0s ，0s 可能无法躲过励磁涌流而造成送电困
难，可以考虑将洋后变10kV 线路电流Ⅰ段整为464A 0s ，电流Ⅱ、Ⅲ段时间可选取1～2s ，电流值按躲负荷电流整定，这种做法可大大缓解因时间不足造成保护失配问题，在广大农村电网中值得推广。

（2）合理设置失配点，减小影响范围。

失配点设置应遵从“保主干网、保重要用户、考虑线路出现故障概率”等方面考虑，本网迪口、洋后变属于重要用户，南迪、南洋、迪洋线属主干网，不应设置失配点，洋禄、大桥、洋坑、浮坑线线路较短，出现故障概率较低，同时大禄、桥下、山羊坑、浮峰口电站属于小水电，失压后对用户影响相对小，因此这些地方可设置为失配点，如大禄电站306与洋后变343电流Ⅲ段时间失配，山羊坑电站322与洋后变344电流Ⅲ段时间失配。

5.3相继动作
配置电流保护的环网运行电网，需考虑因故障电流分流可能导致继电保护相继动作产生越级误动问题，在整定时间时需规避[4-6]。

本网南迪、南洋、迪洋线属于环网线路，要求南山变352Ⅲ段时间（1.1s ）+迪口变372Ⅲ段时间（0.3s ），南山变354Ⅲ段时间（1.1s ）+洋后变341Ⅲ段时间（0.3s ），洋后变342Ⅲ段时间（0.6s ）+迪口变371Ⅲ段时间（0.8s ）均≤1.7S-0.3s ，即1.4s ，
否则在小方式下环网线路两相故障可能出现因相继动作造成南山
图1
南山片区35
kV 电网示意图
变主变中压侧过流1.7s越级跳闸从而导致该片区35kV系统失压的现象。

5.4电流Ⅱ段时间
为使上下级保护定值更易配合，整个网络定值更合理，对末端线路电流Ⅱ段可考虑取0～0.1秒，使上一级电流Ⅱ段时间配合时缩短一个△t，同时提高上一级电流Ⅱ段灵敏度。

如大禄电站306、山羊坑电站322电流Ⅱ段取0秒，遇到线末主变内部故障时，0秒可能越级，可采用重合闸弥补。

5.5电流Ⅲ段取值
小系统侧线路电流Ⅲ段定值经常出现为满足线路故障灵敏度而不满足反方向负荷电流要求问
题[7]，如迪口变372、洋后变341为满足灵敏度要求电流Ⅲ≤300A，但反方向负荷电流＞300A。

电流值按灵敏度要求整定，并通过投入电流Ⅲ段方向元件是一种解决措施，但在母线PT断线时会导致电流Ⅲ误动或拒动（通过保护控制字设置母线PT断线时退方向元件或退电流元件）。

电流Ⅲ段定值按躲反方向负荷电流整定，一般情况下，负荷电流小于线路载流量，当故障电流小于线路载流量时，故障电流对线路不会造成多大的损害，因此这种方式值得推荐。

山区雷电频繁，母线PT一、二次熔断或断线时常发生，防止电流Ⅲ保护误动显得较重要。

6电网保护整定值示意图
根据整定计算的结果，将该电网的继电保护定值绘于图纸上，形成定值网络示意图，便于分析电网的定值配合是否合理。

本电网定值示意图如图2所示。

7结束语
在35kV电网继电保护整定计算中，对开环运行辐射型网络，整定可按常规原则考虑；对环网运行的较复杂网络要考虑电流、相继动作、失配设置、时间配合等问题，尤其是时间的配置，受主网边界时间限制，要求电流保护时限配置紧凑合理，如何制定一个合理的方案成为整定计算成败的关键。

经过运行经验证明，只要电网结构合理，继电保护定值正确，配合合理，35kV电网环网运行方式是安全可行、可靠的。

参考文献：
［1］高国焰.35kV线路主保护配置的选择［J］.电力设
备，2005，6（2）：
120-121.
［2］DL/T584-95，3～110
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［3］GB/T14285-2006.继电
保护和安全自动装置技
术规程［S］.
［4］王梅义.电网继电保护
应用［M］.北京：中
国电力出版社，1997.
［5］岳地松.多电源网络继
电保护定值的配合分析［J］.电气应用，2008，27（17）：16-19.
［6］崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置定值计算［M］.北京：中国电力出版社，1993.
第一作者简介：邓文祥，男，1975年生，福建光泽人，大学本科，高级工程师。

研究领域：继电保护管理。

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(编辑：向飞
)图2电网保护整定值示意图。