末端电网继电保护常见问题探析

熊浩

【摘要】随着各级部门对电网二次设备要求地不断提高，对继电保护工作各流程精细化要求的不断提升，继电保护工作者面临的压力随之增大。因此，研究末端电网继电保护常见问题，对继电保护专业来说具有重要意义。

【关键词】继电保护；常见问题；模型设计

1.继电保护一般性配置

10kV线路配置为阶段式一段瞬时速断与三段定时限过流；主变主保护为瓦斯保护、速断或差动保护。容量低于6300kVA为电流速断，单主变10000kVA、双主变并列6300kVA或2000kVA以上速断灵敏度不够配置差动保护，后备保护为过电流保护与过负荷保护；电容器保护为过压与失压、速断与过流、不平衡保护（根据接线方式而定）。无母线保护与零序电流保护。

2.继电保护工作点分析

等值电路模型建立困难，由于农网配电线路分支较多及线路架设、改造后资料统计等原因，继电保护工作者在收集线路线型（架空、电缆）及长度花费大量时间整理；继电保护工作是随电网运行方式变化而变化的，在电源点短路容量及综合阻抗发生变化、城网负荷转移、农网夏季迎峰、春节迎峰等变化时，会重新进行保护整定计算及试验。

3.县级电网典型问题分析

（1）负荷高峰继电保护整定计算要点

根据实际工作经验，最大负荷电流的确定有五点：线路载流量、线路所带配变总容量、调度自动化采集相对规律性的最大负荷电流、线路末端灵敏度、电流互感器一次额定值。可供选择的有三种方案：1、以调度自动化系统中线路春节最大负荷电流来考虑，配合供电所提供具备"季节、地域"特点的负荷预测，这种是最稳定的，动作正确率也最高，也不用频繁更改定值，降低继电保护试验班的工作强度，但是对调度自动化数据准确性与继电保护整定专责的工作经验要求较高，负荷预测稍有不准就会造成保护动作。2、以线路载流量来计算。根据上述表格数据分析，在线路较长时，线路短路电流降低，灵敏度下降，显然，载流量计算的定值是不能满足灵敏度要求的，简言之，线路的一次设备是不能脱离电力系统潮流来考虑的，如果实际允许，可以在分支线路较长线路配以熔断器以提高线路灵敏度。3、以电流互感器一次额定值的1.5～2倍来计算。能有效地保证负荷高峰期间继电保护动作的正确性，当然不足之处与第二种同理，且牺牲了部分选择性，因速断保护不能保护线路全长，定时限过流保护作为电流速断的后备保护，必须具有保护线路全长的作用，而根据变比来计算，在离主干线较远点发生短路时，继电保护自动装置不能动作，另外，灵敏度也没达到要求。为了弥补上述不足，此方案只能短时运行，负荷高峰后须尽快调整过来。

（2）定时限过电流保护如何整定？

問题描述：末端10kV线路保护一般配置速断保护和定时限过电流保护，定时限过电流保护按线路最大负荷电流来整定。不少继电保护专业人员在实际整定计算过程中将第三段定时限过电流保护应按线路载流量来整定，这样的好处在于避免在负荷高峰波动时频繁调整定值。

（图1）

分析：速断保护不能保护线路全长，定时限过电流保护作为主保护速断保护的后备保护，必须起着保护线路全长的作用。如果按照线路载流量来整定，试想，一条相当长的线型为LGJ-185的导线，载流量为515A，线路末端短路电流趋近于零，如果仍按515 A的载流量来计算，势必很长的一段末端线路都是无保护运行的。

总结：过电流保护的条件为保护线路全长，在线路不太长的情况下，可以按载流量或配变容量来估算，若是要把过电流定值整定到比较准确，仍需按最大负荷电流计算，并保证一定灵敏度。当然，如果按最大负荷电流来整定，那么对设备参数提出的要求较高。

（3）保护连跳问题如何避免？

问题描述：对于末端电网来讲，最难点，是保证主变高压侧和馈线出口继电保护定值上的选择性，由于继电保护参数收集上的问题，可能计算出的定值在上下级上会发生动作重合区，使上下级保护区重叠，导致继电保护连跳的发生。

分析：假定在继电保护参数不够准确的情况下，对于末端线路的速断保护，可以适当的降低继电保护定值以提高灵敏性，靠后备保护保证动作的准确性。对于主变的高压侧保护，可给把无时限的速断保护改成时限很短的限时速断保护，或者增设限时速断保护，再提高速断保护动作值，以保证选择性，即配全三段式过流保护，然后总体综合配置作为主保护的差动保护（差动保护能较灵敏地反应主变故障，是较大容量主变的主保护），以保证动作准确性。

总结：对于继电保护参数不够准确的电网来讲，上述方法可以起到较好补充效果。当然，如果能准确划分继电保护动作区域，使上下级之间不发生保护区重叠，继电保护选择性得以满足，可不需增设第二段保护。

（4）串供较多的变电站不带方向的输电线路保护如何配置？

问题描述：对于串供较多的变电站，继电保护配置上存在两点问题：一是时间阶梯不能确定（上级电网时限已有限额要求），二是既可作为进线电源又可作出线电源的同一点保护，既可能带一座、两座或者更多变电站的情况，保护配置较为复杂。

分析：串供变电站的运行方式变化较复杂，继电保护定值调整也会随之增加。在继电保护装置未满足要求或者继电保护试验装置不满足方向性的情况下，可按该继电保护装置最大运行方式（即承担最多变电站）来整定计算，按最小运行方式（即承担最少变电站）来进行灵敏度校验。通过该变电站或其他变电站自身保护来补充输电线路继电保护选择性的不足。

（5）自动重合闸

设备可靠性与供电可靠性的比较，是自动重合闸投与不投的关键砝码，输电线路多为瞬时性故障，自动重合闸成功率可达80%以上，所以10kV线路可投入重合闸前加速的三相一次重合闸。投入重合闸有四点问题，1.断路器遮断容量不足，造成断路器抗二次冲击的绝缘强度降低；2.对线路的二次伤害引起故障扩大；3.因电容器电压不能突变造成残压与重合电压叠加而增大合闸涌流；4.高压电机在立停立起时受到的启动电流冲击。解决这四个问题方法，1.统计断路器投切次数，定期做好试验；2.整定自动重合闸速动性；3.增设时间继电器让电容器延时放电；4、高压电机增设失压保护；自动重合闸对提高供电可靠性、经济效益是显而易见的，但对设备的伤害与增大检修人员维护量也不可忽视。小电流接地选线 目前，通过母线零序电压和相电压能判断是否接地及接地相，接地线的判断仍采用试拉排除法判断，如果10kV出线较多或涉及到重要电力客户，这将增加调度员工作量与降低电网供电可靠性。由于故障量与正常量的对比性较小，小电流接地选线的灵敏性是研发选线装置的瓶颈问题。

4.35kV变电站继电保护典型模型设计

因35kV变电站模型基本一致，可通过对继电保护工作原理及计算要求的熟悉，以实际的各类参数为基础，建立符合继电保护工作标准要求的应用程序，使整定计算工作得到最大限度简化。

继电保护整定计算表格的应用，大大降低了整定计算工作的工作量，每一点的短路容量及短路电流一目了然，便于继电保护整定计算人员进行短路点分析，能辅助不需要懂太多电力系统分析、潮流计算、继电保护整定计算的工作者较快速地掌握计算保护整定计算原理，快速适应继电保护岗位，对于"标准化"县级35kV电网来说，具有"典型性"软件的推广意义。

5 结语

综上所述，由于县级电网处在电网的最末端，人员力量配备不足，且继电保护对人员专业水平要求非常高，所以要满足作为"电网第一道防线"的继电保护工作的专业水平要求，继电保护专业性强，工作人员应严谨、细致，具备丰富的理论与实践经验，同时应不断掌握新知识，新技术，新设备，以适应继电保护的不断发展。