电力系统继电保护整定方案研究

摘 要

探讨了继电保护整定方案的制定方法，并对定值校核进行了分析。

【关键词】继电保护 整定 电力系统

继电保护整定是指按照相关规程规定赋予各继电保护装置以保护动作的设定值。对于电力系统的继电保护来说，涉及两种类型的保护：一种是与相邻保护没有配合关系的保护，例如差动保护；另一种是与相邻上、下级保护关系极为密切的保护，称为阶段式保护，例如零序电流保护、相间距离保护、接地距离保护等。前一种保护仅与具体的保护装置有关，因为不需要考虑与其他保护的配合关系，定值计算相对简单；后一种保护范围与电力系统的运行方式有关，随着运行方式改变定值必须调整，这样才能在可靠保护（迅速隔离故障）和不影响供电可靠性（不使故障停电范围扩大）之间取得平衡。由于电力系统规模不断扩大，电网结构也不断发展，电力系统运行方式变得愈加复杂，所以定值计算也变得很复杂。继电保护整定方案的制定涉及设计、施工、调度、运行、检修等多部门和专业，整定不准确或误整定都会影响电网安全运行，因此本文对电力系统继电保护整定方案进行了探讨。

1 继电保护方案的制定

1.1 制定依据

按照《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T 14285-2006）、《3kV～110kV电网继电保护装置运行整定规程》（DLT 584-2007）和《220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程》（DLT 559-2007），继电保护必须满足“四性”（即选择性、灵敏性、速动性和可靠性）要求，“四性”不能兼顾时可进行合理取舍，例如局部电网服从大电网、下级电网服从上级电网、局部电网内的问题自行解决、尽量照顾局部电网或下级电网、保护设备安全及保证重要用户供电等。

1.2 资料收集

整定计算的基础是一、二次设备的相关参数、设计图纸及其厂家技术说明书等，由于种种原因出现资料不全、不准确现象就会导致整定出错，因此必须重视整定资料的收集整理。资料收集产生问题的原因包括：

（1）资料未经现场核实，如一次设备参数与现场不符。

（2）重要资料不全或图纸更新不及时，如未提供电流互感器饱和倍数或配网单线图有变化未及时更新。

（3）资料报送延误，如报送变电站参数而未及时报送电源侧线路参数等。对于这些问题可通过规范资料报送流程和加强相关人员的培训加以解决。

1.3 定值计算

按前述相关规程“四性”要求，输电线路保护通常配置为主保护、后备保护和综合重合闸，目前基本上都采用微机成套保护装置，通过双重化甚至多重化配置实现设备上的后备保护功能。对于微机保护来说，需要特别关注短路电流计算及其运行方式选择、主后备保护的定值计算。短路电流计算是整定计算的基础，如果短路电流计算不准确，那么整定计算结果就不正确，而短路电流计算又是由电力系统运行方式以及变压器接地方式所决定的。在选择变压器接地方式时应使零序等值网络保持稳定状态，而电力系统运行方式通常按最大运行、最小运行方式进行选择，需要注意的是两种运行方式必须包含检修与故障重叠出现的状态，可以不考虑两个短路故障同时出现以及其他很少见的运行状态，但需要考虑短路类型、电流分配系数以及发电机、变压器、线路的运行变化限度等内容。一般来说，应按最大运行方式计算保护动作值，按最小运行方式校验保护的灵敏度。另外，在采用序分量法简化计算短路电流时，三相系统应该严格对称，否则应采用相分量法进行计算。在进行线路主保护整定计算时，220kV及以上电压等级的线路应采用纵联保护方式，通过瞬时切除全线范围的故障保护，来满足系统稳定和重要用户母线电压稳定的要求。进行后备保护整定计算时，对于220kV及以上电压等级的线路可进行一些简化，例如退出零序Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ段（采用两段保护方式时只退出零序Ⅱ段），电流和时间可按最大值整定，而方向控制字、投退控制字分别按方向指向、退出进行整定，同时为了确保保护接地的可靠性，保留零序Ⅳ段电流（动作不启动）。距离保护在相同计算条件下可以统一计算，例如接地距离Ⅰ段与相间距离Ⅰ段可以统一计算，接地距离Ⅱ段与相间距离Ⅱ段也可以统一计算，但采用接地距离Ⅲ段配合公式计算相间距离Ⅲ段时应考虑接地距离Ⅲ段的负荷阻抗及接地距离Ⅲ段与变压器保护配合等问题。

2 继电保护定值校核

2.1 定值校核的必要性

由于继电保护整定值是通过离线状态最大运行方式算出的，再以最小运行方式进行灵敏度校核，这种定值方法虽然可满足大多数运行情况，但存在明显不足，原因在于最大运行方式计算的定值一般不会是最佳整定值，最小运行方式发生最不利故障时保护性能会很差，拒动或误动都可能发生，实际上存在着严重的事故隐患。通过定值校核可发现这些问题，从而及时调整和改进，以消除安全隐患。

2.2 定值校核方法

由于线路保护中的阶段保护存在配合关系，而且整定比较复杂，所以定值校核也主要针对这种保护。微机保护的广泛应用，为定值校核创造了良好的条件，不仅可离线校核，也可在线校核。离线模式主要用于继电保护部门整定计算的定值校验，在线模式可供调度人员制定运行方案和处理紧急故障时作为参考依据。定值校核的规则也以有关整定的相关规程为基础，并考虑线路保护特性以及保护的选择性、灵敏性等要求而制定。一般距离故障点最近的电源侧断路器必须迅速断开，如果继电保护或断路器拒动，则由电源侧上一级断路器切断故障。保护选择性校核，保护Ⅰ段主要校核保护范围是否超出线路，后备保护要校核与下一级的配合关系。灵敏度校核要求区间故障能可靠动作。只有经过校核以后，定值单才可用于执行和存档。

3 结语

整定方案事关继电保护动作的正确性，进而影响电力系统运行的安全性和稳定性，因此在制定整定方案时应从保护的关键点和难点出发，深入研究和考察相关因素，消除疑点和疏漏，从而不断提高继电保护的可靠性。

参考文献

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作者单位

国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 内蒙古自治区通辽市 028000