110 kV終端短線路距離保護整定計算探討

陳潔麗,謝飛

(云南電網(wǎng)公司怒江供電局,云南 怒江 673100)

科研成果介紹

110 kV終端短線路距離保護整定計算探討

陳潔麗,謝飛

(云南電網(wǎng)公司怒江供電局,云南 怒江 673100)

針對較短線路與上級線路靈敏度配合難點,合理將短線的上級線路中最長線路及短線的下級變壓器阻抗引入整定范圍,并且通過表格的組織,提高了對批量線路的整定效率,以某地區(qū)電網(wǎng)終端短線路距離保護整定計算方案及相關(guān)配合問題作探討。

地區(qū)電網(wǎng)；距離保護；整定計算；終端短線路

1 前言

某地區(qū)電網(wǎng)110 kV聯(lián)絡(luò)線共計79條。其中,小電并網(wǎng)的終端線路40條,且其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中多級串供現(xiàn)象較為普遍,最高串供級數(shù)達8級。在40條110 kV終端線路中,95%的線路長度較短且其上級多為長度較長的聯(lián)絡(luò)線。由于終端線路長度限制,上級線路在計算距離Ⅱ段時在考慮與終端線路距離Ⅰ段配合的同時要保證在其線路末端故障時有相應(yīng)的靈敏度,這樣就致使上級線路的距離保護Ⅱ段的保護范圍極易超越終端線路距離保護的Ⅰ、Ⅱ段保護范圍,

文中提出的終端短線路Ⅰ、Ⅱ段的計算原則及方法使終端線路較多,且與之上級長線路的配合存在問題得到了解決。

2 相關(guān)計算規(guī)定

2.1 較短線路計算規(guī)定

為避免線路保護區(qū)外故障誤動,規(guī)程規(guī)定對線路長度小于5公里的短線路距離I段切除。對線路長度大于5公里,小于20公里的短線路距離Ⅰ段按 “反措”要求的可靠系數(shù)選取方式進行計算。距離Ⅰ段按可靠躲過區(qū)外發(fā)生金屬性故障整定,相間距離Ⅰ段可靠系數(shù)可取為：

接地距離Ⅰ段可靠系數(shù)可取為：

其中L為線路長度,單位km。

2.2 終端線路計算的規(guī)定

規(guī)程規(guī)定對于終端線路距離保護I段可按保全線有靈敏度整定,取0.15s延時,若延時不利于多級串供線路逐級配合時,時間取0 s(對于I段時間無法整定且Ⅰ段退出不利于多級串供線路逐級配合時,按保全線且躲變壓器中低壓側(cè)整定,以重合閘和備用電源自投裝置來增加供電可靠性)。

以上為針對短線路的計算原則,但是對于上一級為較長線路的終端短線路來說具體的靈敏度應(yīng)該取多少合適,如何躲變壓器的中低壓側(cè)更為合理呢?對于某地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)這種普遍存在狀況,應(yīng)該采取何種計算原則使計算變得更為合理而又方便,而且又能夠在多數(shù)的終端短線路中能夠找出一定的規(guī)律使之推廣執(zhí)行呢?根據(jù)以上提出問題,本文提出了具有針對性的終端短線路距離保護Ⅰ、Ⅱ段整定計算方案。

3 長短線路距離保護配合

經(jīng)過對部分短線路的計算發(fā)現(xiàn),如果對所有終端線路逐一提出相應(yīng)的計算原則進行計算,在一定程度上增加了工作量且有相當(dāng)大的一部分為重復(fù)性工作。后經(jīng)分析和總結(jié)發(fā)現(xiàn),這40條終端短線路的距離保護Ⅰ、Ⅱ段可采取統(tǒng)一的公式計算方法,方法如下。

3.1 終端短線路計算方法

針對長度大于5kM但上級線路又相對較長的終端短線路,為使上級線路的距離Ⅱ段在保證線路末端故障有足夠的靈敏度的同時,使定值及時間上與其實現(xiàn)完全配合且利于某地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)多級串供線路逐級配合的情況,經(jīng)過對某電網(wǎng)梳理的較短末端線路長度及其阻抗、其上一級最長的一條線路的線路長度及其線路阻抗、線路末端變壓器的阻抗、線路最低電壓、線路最大負荷電流等參數(shù)及對多條終端線的計算總結(jié)出的規(guī)律得出表格如表1所示。

表1 某地區(qū)電網(wǎng)110 kV線路參數(shù)表 (阻抗均為標(biāo)幺值)

表中：

短線路正序阻抗值：指的即為文中討論的終端短線路所對應(yīng)的線路正序阻抗值；

上級最長線路：指的是在終端短線路的所有上一級線路中線路長度最長的一條線路；

上級最長線路正序阻抗：指的是終端短線路的所有上級線路中最長一條線路的正序阻抗；

終端變壓器最小正序阻抗：指的是終端短線路末端所連的變壓器的正序阻抗；

線路最低電壓：指的為0.9倍線路正常平均額定電壓；

最大負荷電流：根據(jù)線路導(dǎo)線型號所允許的熱穩(wěn)電流及線路兩側(cè)的CT變比一次值進行比較,取較小值。

首先,建立一個excel文檔,將電網(wǎng)內(nèi)所有終端短線路的參數(shù)均按照表格所列項目名稱依次填入表中；

其次,根據(jù)短線路的上級所有線路中最長一條線路的距離保護Ⅱ段保全線故障有1.5的靈敏度和其Ⅱ段在規(guī)定的靈敏度下伸進終端短線路的范圍來確定終端短線路距離保護Ⅰ、Ⅱ段對應(yīng)的靈敏度范圍的下限值,在表1中靈敏度范圍下限列插入公式如下：

靈敏度范圍下限=(0.5×上級最長線路正序阻抗)/終端線路正序阻抗值 (3)

式中：

0.5為上級線路有1.5的靈敏度對應(yīng)的伸入短線路的實際長度系數(shù),即：

1.5×上級最長線路正序阻抗-上級最長線路正序阻抗=0.5上級最長線路正序阻抗。

第三,按照躲終端變壓器中低壓側(cè)故障可確定一個靈敏度上限值,即：

靈敏度上限=(0.7×終端線路正序阻抗值+ 0.7×終端變壓器最小正序阻抗)/終端線路正序阻抗值(4)

式中：0.7為可靠系數(shù)。

終端短線路的距離保護Ⅰ、Ⅱ段的計算可按保線路全長有靈敏度計算,靈敏度的取值可在上述公式中計算出的靈敏度上、下限中選擇。在距離保護I段選取了一個較為合適的靈敏度后,距離保護Ⅱ段所取靈敏度值只需在上下限范圍之內(nèi)取一個大于距離保護Ⅰ段的靈敏度值即可。

距離保護Ⅰ段時間若可以整定取值0.15s躲過終端變壓器故障時變壓器保護動作時間。具體計算方法以表格中終端短A線為例,同時對上述計算方法進行演示和驗證：

4 結(jié)束語

按照靈敏度范圍中的任何一個值計算出的終端線路的距離保護定值可保證上級長線路與終端短線路之間實現(xiàn)完全配合,上級長線路不會伸出終端短線路距離保護的Ⅱ段,因為其本身就是按照全線故障有1.5的靈敏度算出的對應(yīng)的終端線路保線路全長的靈敏度,因此按照此原則計算對于多級串供的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來說能夠縮短保護動作時限,同時對于提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行是十分有意義的。

其次,按照保全線和躲終端變壓器中低壓側(cè)故障整定可保證終端線路距離保護Ⅰ、Ⅱ段的保護范圍伸進主變但不伸出主變,可避免與終端變其他側(cè)時間上進行配合,降低動作時間。同樣距離Ⅲ段也可以按照此方法通過線路最低工作電壓及最大負荷電流算出每條線路躲本線路負荷阻抗所要求的靈敏度上限 (如表1所示),從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一歸類計算提高工作效率。

第三,將所有數(shù)據(jù)在excel表格中統(tǒng)一管理,并在靈敏度所在列插入相應(yīng)的計算公式和使所在列進行公式格式化,可以很快計算出所有終端線路相應(yīng)的靈敏度范圍。在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時,只要更新相關(guān)線路參數(shù),靈敏度范圍就會通過公式自動重新計算。所以,只要保證參數(shù)和計算公式的正確性,那么整定計算人員隨時都能快速而又準(zhǔn)確的根據(jù)表格算出的靈敏度范圍計算出終端線路距離保護的Ⅰ、Ⅱ段。并且,無論是在上級線路距離保護Ⅱ段與終端線路距離I段的配合還是終端線路躲終端變壓器中低壓側(cè)故障都能夠滿足運行要求。通過實際驗證,這種方法也是提升繼電保護專業(yè)的運行管理水平,減少重復(fù)性工作的有效措施。

[1]張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護 [M].中國電力出版社,2006,1.

[2]江蘇省電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護原理與實用技術(shù) [M] .中國電力出版社,2006,6.

[3]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護原理與實用技術(shù) [M].中國電力出版社,2009,6.

Discuss on Setting Calculation for Distance Protection of 110 kV Short Terminal Power Line

CHEN Jieli,XIE Fei
(Nujiang Electric Power Supply Bureau,Nujiang,Yunnan 673100)

Based on short circuit with the superior circuit sensitivity with difficulty,reasonable to short-term superior line short circuit and the longest of the lower transformer impedance setting range are introduced,and through the form of organization,to improve the efficiency of the mass line setting.And in this paper,the Calculation Scheme and Cooperative scheme for distance protection of short terminal power line in a certain area is discussed.

district power network；distance protection；setting calculation；short terminal power line

TM73

B

1006-7345(2014)02-0087-03

2013-12-13

陳潔麗 (1986),女,助理工程師,云南電網(wǎng)公司怒江供電局,主要從事繼電保護運行管理和整定計算工作 (e-mail)chenjieli.111@163.com。

謝飛 (1984),男,工程師,云南電網(wǎng)公司怒江供電局,主要從事電力營銷與電力市場管理工作。