农村电网继电保护整定计算原则浅析

农村电网继电保护整定计算原则浅析

韦俊仲

广西水利电业集团有限公司广西南宁530023

摘要：本文结合广西水利电业集团有限公司所辖范围内农村电网结构、继电保护配置情况等方面，探讨农网继电保护整定计算原则的一些问题。

关键词：农网；继电保护；整定计算原则

1引言

随着农村经济的不断发展，对农村电网安全性、可靠性的要求不断提高。广西水利电业集团（以下简称“集团”）经过对辖区范围内农网的建设与改造，使电网结构进一步合理优化，电力设备得到更新换代，其自动化水平大大提高了。而农村用电负荷的不断增长，农网网架结构变得日趋复杂，为了保证农网安全、可靠稳定运行，继电保护装置必不可少，对电网继电保护整定计算更是不可忽视的。准确的整定计算结果是继电保护装置正常动作的必要条件，所以说正确的整定计算原则在农网继保整定计算过程中显得尤为重要。

2集团农网继保现状

广西水利电业集团负责管理广西40家县供电企业，分布在广西内四周，大多是山区，虽然经过多次农网建设和改造，但许多农网架构还存在着问题，并且很多县小水电较为丰富，使得电网运行方式变化多，这对农网的整定计算增加了很多难度。具体表现在：

（1）集团各县供电企业农村地区变电站电压等级一般为35kV，主接线为单母线或单母线分段，变压器中性点不接地，电压比为35/10kV。

（2）小水电丰富，而且多为径流式水电站，造成电网系统运行方式变化大。

（3）电网中T接线路较多，供电线路串接级数多，供电半径大。

（4）由于农村经济的快速发展，负荷增长很快，设计线路线径等往往以不能满足现实的要求，使得线路易老化，设备故障多。

（5）配变多，容量不够，励磁涌流大。

（6）农网完善工程仍在继续，部分地区农网设备老旧，可靠性和稳定性低，故障率高。

（7）主要保护配置：变压器保护主保护配置速断、差动保护和瓦斯保护，主变后备保护配置过电流保护；线路保护主要是三段或者二段电流、电压保护，也有采用电流、电压联锁保护，较少距离保护。

（8）农村电网改造工程的实施，环形网、双回路网架不断增加，现有保护配置（非方向元件）难以适应运行方式的要求。

3计算原则存在问题及解决方法

集团农网继电保护整定基本原则是应当满足可靠性、选择性、灵敏性及速动性四项基本要求。如果由于电网运行方式、装置性能等原因，不能兼顾选择性、灵敏性和速动性的要求，则应在整定时，按照如下原则合理取舍：

（1）地区电网服从主系统电网；

（2）下一级电网服从上一级电网；

（3）局部问题自行消化；

（4）尽可能照顾地区电网和下一级电网的需要；

（5）保证重要用户供电。

3.1继电保护的可靠性

（1）运行方式变化多，使得保护整定计算变得复杂，可靠性低。最大运行方式和最小运行方式的确定应按规程及实际情况相结合，使得运行方式与保护配置相匹配。

（2）负荷增长快，过负荷严重，可靠性降低。整定计算时由于提供负荷不准确，或对负荷预测不准确，使定值结果有较大偏差，尤其在特殊运行方式下，由过负荷导致保护动作。解决方法是要做好动态跟踪，负荷有较大变动时应立即重新进行整定计算。

（3）由于农网部分地区供电半径过大，变压器容量小数量多，在空载投入变压器或者外部故障切除后恢复供电等情况下，可能产生很大的励磁涌流，定值整定过小会因躲不过励磁涌流导致误动作，给差动保护的实现带来困难，解决办法是可以在速断保护整定加一短延时或者空载投运、送电时退出速断保护。

（4）线路重合闸、备自投等未投入，可靠性降低。尽可能的小水电专线上网、提升断路器等设备的可靠性，使重合闸、备自投等自动装置能够投入。

3.2继电保护的选择性

（1）为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两个元件，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。

（2）集团农网系统运行方式变化大、小水电站接入电网多、保护配置简单以及网架的不完善等现状造成农网继保选择性差，也给整定计算增加了很大的难度。正确确定最大、最小运行方式是首要因素，保护配置应多采用电流电压联锁保护或者采用不受运行方式影响距离保护，要继续完善农网的网络架构，处理好T接线路的整定计算以及分支系数的确立。

（3）农网因串供级数多，一方面，对于串联供电线路，如果按逐级配合的原则将会过分延长电源侧保护的动作时间；另一方面，线路过长，有可能会在线路末端出现0s保护动作时间，造成失配。处理方法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。

（4）由于负荷变动大以及小水电并网等原因导致运行方式变化很大。接入供电变压器的终端线路，无论是一台或多台变压器并列运行（包括多处T接供电变压器或供电线路）如果线路侧的速动段保护按躲开变压器低压侧母线故障整定时，则有可能造成线路末端灵敏度不足。

3.3继电保护的灵敏性

（1）电力设备电源侧的继电保护整定值应对本设备故障有规定的灵敏系数，同时应力争继电保护最末一段整定值对相邻设备故障有规定的灵敏系数。

（2）农网负荷上升很快，最大负荷电流变大，而线路线径达不到要求，供电半径大，这会使过流保护为了躲开最大负荷电流，动作电流相应增大，起动元件灵敏系数会变小，造成灵敏度不足。可以采用距离保护来解决这个问题。

（3）农村电网运行方式变化大，会直接影响了保护配置为电流、电压保护的灵敏性，不管是变压器还是线路保护，一般都比较难以保证灵敏度。此时，最好改为电流、电压联锁保护或者距离保护。

（4）农村电网改造工程的实施，环形网、双回路网架有可能会不断增加，现有保护配置（非方向元件）难以适应运行方式的要求。在无法配合下可以采用带方向的继电器，并尽量选择好解列点进行整定计算。

3.4继电保护的速动性

（1）农网为了满足上级网提出的整定时间要求，但是有时为保证主网安全和重要用户供电，或者因为串供线路过长，使时间上失去配合，所以应在电网中适当的地方设置不配合点。

（2）对于农网线路，线路保护动作时间的整定应以保护电力设备的安全和满足规程要求的选择性为主要依据，不必要求过分的快速性。

（3）按照要求，手动合闸或重合闸重合于故障线路，应有速动保护快速切除故障。但是在农网中，由于配电线路长，配电变压器多，所以经常出现开关拒动（合）的情况，尤其是由于瞬间过流故障跳闸以后，开关难以合得上去，给人造成“永久性”故障的假象，为了在时间上躲开励磁涌流，需要在整定时间上加一短延时，使励磁涌流衰减。

4结论与建议

由于集团农村电网运行方式变化大、电网架构的不完善以及保护配置简单落后，使得整定计算原则在某些方面不能满足“四性”的要求，总的来说，加大农网改造力度，完善优化电网架构、提高装备水平以及升级换代保护装置是解决以上问题的最终途径，表现在以下几点：

（1）农村电网继电保护整定原则一般情况下应首先坚持在满足保护灵敏度，其次考虑保护选择性，然后才是处理好可靠性问题。

（2）应继续加大农村电网的改造工程，优化电网架构，改善一次设备的可靠性。

（3）收集正确的计算数据，每年定期制定继电保护整定方案，并当负荷有较大变动时，应重新进行整定计算，修改整定方案。

参考文献：

[1]GB/T14285—2006.继电保护和安全自动化技术规程[S].

[2]贺家李.电力系统继电保护原理[M].第一版.北京：中国电力出版社，2010.300.