论文部分内容阅读
[摘 要]随着电网的快速发展，对继电保护也提出了更高的要求。继电保护整定配合是继电保护的重要组成部分，也是继电保护发挥作用的重要保障。近年来由于建设用地日趋紧张，110kV变压器容量越来越大，其10kV出线供电半径也不断增大，导致变压器相间后备保護与10kV出线保护整定配合存在问题，本文主要对此展开分析探讨。
[关键词]电网 继电保护 配合
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0337-01
1 引言
110kV 变电站的主变压器是电网中的重要元件之一，是保证供电可靠性的重要设备。随着建设用地的日趋紧张，110kV变压器容量越来越大，10kV出线的供电半径也不断增大。10kV配电线路的故障率较高，在本身保护装置或断路器拒动的情况下，变压器后备保护将动作切除故障，导致主变跳闸，引发大面积停电。本文主要研究部分供电半径过大的10kV 线路或并倒负荷时，短时内线路长度倍增的运行方式下，当线路末端发生故障时短路电流较小，变压器复合电压过流保护低电压、负序电压可能因灵敏度不足导致闭锁无法解除，使得故障点无法被及时切除，导致变压器复压过流保护失去后备作用，影响主变乃至电网的安全运行，并讨论了主变与10kV线路保护的整定配合措施。
2 变压器相间后备保护概况
2.1 变压器保护配置
变压器高、低压侧都应配置过电流保护，作为相间后备保护，用于反映变压器外部故障引起的过电流，同时作为变压器内部故障的后备。根据短路电流水平、变压器容量，同时考虑保护灵敏度的要求，变压器的相间后备保护一般设置为复合电压闭锁过流保护（一般为三段，其中Ⅰ段、Ⅱ段可带方向，Ⅲ段无方向）。
2.2 复压闭锁过流保护整定原则
复合电压闭锁元件根据负序过电压和正序低电压反映系统故障，由此区分不同原因导致的过负荷，以利于整定低电流值。根据《电力系统继电保护规程汇编》，低电压定值一般整定为母线额定运行电压的0.6～0.7倍，根据运行经验通常将负序电压值整定为4～8V（额定值为100V），过电流定值通常整定为1.5 倍额定电流。
3 110kV 变压器后备保护与10kV出线保护整定配合探讨题
3.1 110kV 变压器复压闭锁过流保护现存问题
110kV变电站通常处于电网末端，系统阻抗相对较大，而当10kV出线的供电半径较大时，将使得线路末端发生相间短路故障时短路电流可能很小。变压器后备保护采用复压闭锁的目的是区分不同原因引起的过负荷以利于整定低电流值，提高过电流保护的灵敏度。但是目前110kV变压器普遍容量较大，相应地额定电流也较大，再考虑可靠系数等因素，通常将过电流定值整定为变压器额定电流的1.5 倍，这个数值可能会超过一些变电站10kV出线末端相间短路电流值，毫无灵敏度。这种情况下一旦变电站10kV出线保护装置或断路器发生拒动，变压器后备保护可能因灵敏度不足而拒动，使得变压器失去后备保护而越级跳闸，严重影响电网安全运行。
3.2 110kV 变电站10kV 出线保护整定
10kV出线一般按两段式过电流保护设置。
过流I段，即限时速断保护，按照躲开线路所带容量最大的变压器低压侧发生故障时的最大短路电流整定，与线路分段开关定值和用户智能开关保护配合。
过流Ⅱ段，即过电流保护，是线路保护的最后一道防线，必须保证线路末端发生故障时具有足够的灵敏度，并应躲开正常运行时最大负荷电流，同时要考虑保护CT 、线路载流量等因素，时限一般不超过1.5s。方便与线路分段开关的配合。
110kV 变电站变压器低压侧复压过流保护一般设置为两段，I段为1.8s跳低压侧母联断路器，Ⅱ段为2.1s跳低压侧，在时限上与10kV 出线保护配合。
3.3 110kV 变压器后备保护与出线保护的整定配合
10kV出线线路末端故障时，线路所在母线电压可能达不到低电压、负序电压定值而导致保护闭锁。以LGJ-240导线为例，假设最大、最小运行方式下系统阻抗分别为0.3359、1.044，低电压定值为70V，负序电压为6.5 V（额定值为100V），可以计算出线路可能启动低电压闭锁、负序电压闭锁的短路点距离母线的距离最大值分别为2.3km、13.98km。
4 结语
对于不同的电网结构、电网运行方式、110kV 变电站所处位置，系统阻抗不同，变电站10kV出线发生故障时复合电压元件开放的线路最大长度也略有不同。复压闭锁元件由低电压和负序电压元件构成或门，通常负序电压元件开放线路长度远大于低电压元件，大部分变电站10kV出线长度都在复压元件开放范围内。随着110kV变压器容量不断增大，又要求其能够满负荷运行，那么变压器低压侧复压闭锁过流保护作为10kV出线后备保护其保护范围十分有限。针对这一情况，在保证继保装置正确动作的前提下，为了提高供电可靠性，可以采取以下措施，以防止扩大停电范围：
（1）对于配置两台大容量变压器的110kV 变电站可以考虑改为配置三台较小容量的变压器。
（2）10kV出线设置分段开关，其定值与主变低后备保护动作配合，特别是要合理选择分段开关的位置，保证各级保护的选择性，以利于缩小停电范围，快速切除故障。
（3）在变压器低压侧采用母联分段运行，分散负荷，过电流定值可适当整定较低。
参考文献
[1] 张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2] 国家电力调度控制中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京：中国电力出版社，2014.
[关键词]电网 继电保护 配合
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0337-01
1 引言
110kV 变电站的主变压器是电网中的重要元件之一，是保证供电可靠性的重要设备。随着建设用地的日趋紧张，110kV变压器容量越来越大，10kV出线的供电半径也不断增大。10kV配电线路的故障率较高，在本身保护装置或断路器拒动的情况下，变压器后备保护将动作切除故障，导致主变跳闸，引发大面积停电。本文主要研究部分供电半径过大的10kV 线路或并倒负荷时，短时内线路长度倍增的运行方式下，当线路末端发生故障时短路电流较小，变压器复合电压过流保护低电压、负序电压可能因灵敏度不足导致闭锁无法解除，使得故障点无法被及时切除，导致变压器复压过流保护失去后备作用，影响主变乃至电网的安全运行，并讨论了主变与10kV线路保护的整定配合措施。
2 变压器相间后备保护概况
2.1 变压器保护配置
变压器高、低压侧都应配置过电流保护，作为相间后备保护，用于反映变压器外部故障引起的过电流，同时作为变压器内部故障的后备。根据短路电流水平、变压器容量，同时考虑保护灵敏度的要求，变压器的相间后备保护一般设置为复合电压闭锁过流保护（一般为三段，其中Ⅰ段、Ⅱ段可带方向，Ⅲ段无方向）。
2.2 复压闭锁过流保护整定原则
复合电压闭锁元件根据负序过电压和正序低电压反映系统故障，由此区分不同原因导致的过负荷，以利于整定低电流值。根据《电力系统继电保护规程汇编》，低电压定值一般整定为母线额定运行电压的0.6～0.7倍，根据运行经验通常将负序电压值整定为4～8V（额定值为100V），过电流定值通常整定为1.5 倍额定电流。
3 110kV 变压器后备保护与10kV出线保护整定配合探讨题
3.1 110kV 变压器复压闭锁过流保护现存问题
110kV变电站通常处于电网末端，系统阻抗相对较大，而当10kV出线的供电半径较大时，将使得线路末端发生相间短路故障时短路电流可能很小。变压器后备保护采用复压闭锁的目的是区分不同原因引起的过负荷以利于整定低电流值，提高过电流保护的灵敏度。但是目前110kV变压器普遍容量较大，相应地额定电流也较大，再考虑可靠系数等因素，通常将过电流定值整定为变压器额定电流的1.5 倍，这个数值可能会超过一些变电站10kV出线末端相间短路电流值，毫无灵敏度。这种情况下一旦变电站10kV出线保护装置或断路器发生拒动，变压器后备保护可能因灵敏度不足而拒动，使得变压器失去后备保护而越级跳闸，严重影响电网安全运行。
3.2 110kV 变电站10kV 出线保护整定
10kV出线一般按两段式过电流保护设置。
过流I段，即限时速断保护，按照躲开线路所带容量最大的变压器低压侧发生故障时的最大短路电流整定，与线路分段开关定值和用户智能开关保护配合。
过流Ⅱ段，即过电流保护，是线路保护的最后一道防线，必须保证线路末端发生故障时具有足够的灵敏度，并应躲开正常运行时最大负荷电流，同时要考虑保护CT 、线路载流量等因素，时限一般不超过1.5s。方便与线路分段开关的配合。
110kV 变电站变压器低压侧复压过流保护一般设置为两段，I段为1.8s跳低压侧母联断路器，Ⅱ段为2.1s跳低压侧，在时限上与10kV 出线保护配合。
3.3 110kV 变压器后备保护与出线保护的整定配合
10kV出线线路末端故障时，线路所在母线电压可能达不到低电压、负序电压定值而导致保护闭锁。以LGJ-240导线为例，假设最大、最小运行方式下系统阻抗分别为0.3359、1.044，低电压定值为70V，负序电压为6.5 V（额定值为100V），可以计算出线路可能启动低电压闭锁、负序电压闭锁的短路点距离母线的距离最大值分别为2.3km、13.98km。
4 结语
对于不同的电网结构、电网运行方式、110kV 变电站所处位置，系统阻抗不同，变电站10kV出线发生故障时复合电压元件开放的线路最大长度也略有不同。复压闭锁元件由低电压和负序电压元件构成或门，通常负序电压元件开放线路长度远大于低电压元件，大部分变电站10kV出线长度都在复压元件开放范围内。随着110kV变压器容量不断增大，又要求其能够满负荷运行，那么变压器低压侧复压闭锁过流保护作为10kV出线后备保护其保护范围十分有限。针对这一情况，在保证继保装置正确动作的前提下，为了提高供电可靠性，可以采取以下措施，以防止扩大停电范围：
（1）对于配置两台大容量变压器的110kV 变电站可以考虑改为配置三台较小容量的变压器。
（2）10kV出线设置分段开关，其定值与主变低后备保护动作配合，特别是要合理选择分段开关的位置，保证各级保护的选择性，以利于缩小停电范围，快速切除故障。
（3）在变压器低压侧采用母联分段运行，分散负荷，过电流定值可适当整定较低。
参考文献
[1] 张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2] 国家电力调度控制中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京：中国电力出版社，2014.