1、电力工程中如何解决 110kV 出线的相关问题珠海市电力设计院摘要:从整定的角度出发，论述 220kV 变电站 110kV 出线保全线段时间限额对整定配合的影响，并寻求解决的方法关键词: 保全线段 时间限额 整定配合1 前言为防止 220kV 变电站的 110kV 出线在保护拒动或开关拒动情况下 220kV 线路越级跳闸，造成事故范围扩大，影响主网供电，一般省调都会对 220kV 变电站主变的 110kV 侧保护动作时间或 110kV 出线保全线段动作时间有限制（例如广东电网规定的 220kV 变电站 110kV 出线保全线段时间最高不能超过 0.6s），由此在一些串供线路级数较多的 110k
2、V 地方网，对本线有规定灵敏度的零序段（简称保全线段）很容易就会出现定值失配。本文探讨造成失配的原因及从各方面寻求解决办法。2 执行保全线段时间限额可能会造成定值失配的原因目前大部份地区 110kV 线路均为单套保护，配置有反映相间故障的相间距离保护，反映接地故障的零序保护或接地距离保护，一些地区还配置有光纤差动保护或纵联保护。由3110kV 电网继电保护装置运行整定规程（DL-T 584-95）可知，110kV 线路零序电流保护，单侧电源线路的零序保护一般为三段式，终端线路也可以采用两段式，零序电流段定值按躲本线路末端接地故障最大的三倍零序电流整定，终端线路的零序电流段保护范围允许伸入线路末
3、端供电变压器（或 T 接供电变压器），零序电流段电流定值，应按保本线路末端接地故障时有不小于规定的灵敏系数整定，还应与相邻线路零序电流段或段配合，动作时间按配合关系整定。例如某地区的部份 110kV 网络如下图（所有线路均配置有三段距离保护、三段零序保护）： 图一、某地区 110kV 网络图（部分）当供电方式为 EFGHCD 时，线路 CD 可视作终端线路，零序段按伸入主变整定，时间 T01=0s,零序段按最未端不大于 300A 整定，T 02=0.3s；线路 HC 零序段按躲线路末端接地故障最大的三倍零序电流整定，T 01=0s,零序按与线路 CD 零序段整定（由于线路 CD 零序段按伸入主
4、变整定，值一般较小，可与其配合）,T 02=0.3s；线路 GH 零序段按躲线路末端接地故障最大的三倍零序电流整定，T 01=0S,零序段按与线路 HC 零序段整定，T 02=0.3+0.3=0.6s（因线路 HC 零序段按躲线路末端接地故障最大三倍零序电流整定，值一般较大，线路 GH 的零序段与其配合基本无法满足灵敏性要求）；线路 FG 零序段按躲线路末端接地故障最大的三倍零序电流整定，T 01=0S,零序按与线路 GH 零序段整定，T=0.6+0.3=0.9s；如果此时执行 220kV 变电站 110kV 保全线段的时间限额，即线路 EF 的零序段最多只能是 0.6s，由此可推，线路 FG
5、 的零序段最多也只能设为 0.6S，不能按逐级配合的原则设为 0.9s。因零序电流受方式影响很大，按小方式下有灵敏度整定的零序段电流，当运行方式转变时很难掌握其保护范围，所以当线路 EF、FG、GH 零序段时间均为 0.6s 时，零序段保护已经失配。由此可知，在一般情况下，当 220kV 站 110kV 出线保全线段时间限制为 0.6s 时，串供的线路超过三级，零序段就会出现失配。110kV 电网的设计原则为闭环设计，开环运行，如上图的网络，若供电方式调整为：ABDD、AGH、EF，则整个网络都不会出现串供超过三级的情况，也不会出现定值失配情况，但是电网不可能一直运行在使各变电站都处于最大方式
6、的运行方式下（例如当线路 AG 检修时，就必须调整上面的运行方式） ，而且不可能每次运行方式转变都去修改相关 110kV 线路的定值，因此 110kV 线路的定值，除预设的解列点或预设的特殊运行方式外，都必须考虑可以适应各种常见的运行方式转变，每条110kV 线路在计算短路电流或定值整定时，均需考虑可能出现的最大运行方式和可能出现的最小运行方式。因此 110kV 网络越复杂，出现失配点的可能性就越大，出现的失配点也越多。3. 定值失配对电网的影响动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性，定值失配，即失去了选择性，没有了选择性，在设备上发生故障时，不
7、应动作的保护就可能误动切除无故障设备。例如上图中，线路 EF、FG、GH 的零序段时间失配时，当线路 GH 未端发生接地故障，线路GH 和 FH 的零序段就有可能同时动作，将无故障的线路 FG 切除，扩大了事故范围，不利于电网的安全稳定运行。4.如何解决保全线段时间限额对整定配合的影响目前大部份地区的 110kV 网络，因方式转换而出现串供三级以上的极为常见，特别是在 110kV 网络复杂，或电源点较少的地区，串供的级数有时甚至达 78 级。出于保护设备的目的，即使上级调度部门不限制，在实际整定中，也不可能把 110kV 线路对本线故障有规定灵敏性的保护段时间无限叠加，因此在 110kV 线路
8、的整定中，或多或少，都会遇到这个问题，为了电网的安全稳定运行，我们必须寻求解决的方法。从上面的分析可以了解到，造成失配的原因，一是电网结构、方式转变问题，二是受限于目前的传统保护。因此，我们应该从下面几个方面着手：4.1、增加电源点，改善电网结构。增加电源点，使电源点供电到每个 110kV 变电站的级数均不超过三级；改善电网结构，使供电至某个 110kV 变电站的线路或电源点发生 N-1 或 N-2 检修时，剩下的线路或电源点供电至该变电站的级数也不超过三级。这个是最有效，也是最根本的方法，但由于电网建设的历史原因和电网建设的阶段性，不可能在短时间内使电网的结构得到太大的改善，但在整体规划电网
9、发展时候，应综合考虑整个电网的优化，而不能单纯地考虑负荷的发展。4.2、大力推广线路光纤差动保护或纵联保护的应用。利用光纤差动保护或纵联保护快速切除全线故障的特性，可以很好地解决由传统的零序保护或距离保护作为本线主保护带来的失配。如果全网 110kV 线路均配备光纤差动保护或纵联保护，因为这些保护对本线路故障的高灵敏性及快速性，即使在配置距离保护或零序保护时还存在失配点，只要线路的保护或开关不发生拒动，不管方式如何转变，在运行时线路上发生故障后，真正因失配而误动的机率几乎为零。4.3、在 110kV 变电站安装 110kV 母差保护。线路上的光纤差动保护或纵联保护，保护的范围都只限于本线，并不
10、能快速跳开下一级变电站的母线故障，因此较好的解决方法是在有需要的 110kV 变电站安装母差保护。配合线路的全线速动保护，可以很好地解决因网络复杂带来的整定配合困难。4.4、从方式安排上限制串供级数。运行方式安排越灵活越复杂，定值整定要考虑的因素也越多，多级串供的机会也越多。如果在常用的运行方式里能限制多级串供形式的安排，尽量维持正常运行方式的相当稳定，将可大大减少定值失配的出现。一些比较极端的情况，可以设定为特殊运行方式，另外安排定值运行。4.5、从整定方面着手，降低失配对电网的影响。通过电网建设的手段来减少失配点是一个长期的过程，受限于当前的硬件配置水平，在短期内可以从整定方面着手，在无法
11、避免出现失配点时，应尽量降低失配对电网的影响。例如：4.5.1、全网配置接地距离保护由于接地距离保护反映的是故障点到保护安装处之间阻抗的大小，瞬时段的保护范围固定，还可以比较容易获得有较短延时和足够灵敏度的第二段接地保护，受运行方式转变的影响较小，配置接地距离保护，对本线路和相邻线路的保护效果都会有很好的改善。4.5.2、处离好失配点，减少发生失配时的损失。对串联供电线路，如果按逐级配合的原则将过分延长电源侧保护的动作时间,则可将容量较小的某些中间变电所按 T 接变电所或不配合点处理,以减少配合的级数,缩短动作时间。5 结束语从以上的论述可知，当 220kV 变电站的 110kV 出线保全线段
12、的动作时间有限制时，在一些较为复杂、或串供线路级数较多的网络，均不可避免会出现零序过流的失配点。要避免这些失配点的出现，首先应从电网的长远规划中着手，规划好电源点、改善电网结构，其次是大力推广 110kV 线路光纤差动保护或纵联保护应用，推广 110kV 变电站的母差保护应用，最后，应从整定的角度出发，配置全网的接地距离保护，处理好失配点，减低失配的影响。通过上述的这些措施使 110kV 网络更加安全稳定运行。参考文献：1 中国电力出版社3110kV 电网继电保护装置运行整规程（DL/T 574-95） 1996 年 6 月第一版2 中国电力出版社电力系统继电保护实用技术问答（第二版）1997 年 5 月第一版 2000 年 2 月第二版
