220kV电网继电保护不配合问题及改善措施探讨论文_周楚翔

(广东电网有限责任公司韶关供电局 广东韶关 512000)

摘要:本文将以继电保护整定原理为基础,结合广东韶关电网的网架结构以及负荷分布的特点,再从目前电网的发展需要出发,分析220kV电网继电保护不配合的问题,提出相应的改善措施、方案。

关键词:220kV电网,继电保护不配合,改善措施

1引言

作为电力系统中的重要组成成分,继电保护装置为电力系统能够安全稳定地运行提供了极其重要的作用,尤其是在如今超高压、大容量的电力系统中,对继电保护的要求就更高了。韶关电网担负着韶关市几个区、县(市)的供电任务,同时,电网的安全稳定运行具有相当重要的政治意义。

如今, 220kV电网的继电保护配置,采用的是一种主保护,附加后备保护的模式。用纵联保护来做线路保护的主保护,而后备保护则是以三段式的零序保护和距离保护,其中,主保护的保护的对象是元件的本身,而后备保护的内容是多段式保护动作定值、动作时限、动作区域,从而组成整个电网区域的保护。因为近几年来,随着地方经济的发展,一再地扩大电网规模,同时,改扩建电网的工程频繁,所以,会给整个电网的继电保护整定带来许多问题。

2 广东220kV电网继电保护运行情况

2.1 220kV线路保护的运行情况

到目前为止,广东拥有的182条220kV电网线路中,其继电保护大都是国产微机保护,只有少量的是集成保护或者整流型“四统一”保护。

220kV线路的纵联保护运行统计数据如图2-1所示:

图2-1纵联保护运行统计数据

纵联保护是线路的主保护,它能迅速地截断全线的大部分故障,确保电网能够安全、稳定地运行。由图2-1可以看出, 1996年的纵联保护的正确动作率比较低, 而1995年以及1997年的纵联保护运行情况就比较好。在三年内,纵联保护的38次不正确动作中,微机保护不占到16次,而集成保护也占到了8次,“四统一”整流型保护甚至达到了14次。

微机保护的性能可靠、原理先进、运行维护方便, 因此,从1994年以来,广东省的220kV电网广泛地采用了微机保护作为220kv电网继电保护的主要保护之一。然而,微机保护仍旧存在许多问题,比如说,引起纵联保护误动、拒动的主要原因就是通道不畅,还有引起纵联保护的不正确动作的原因是PT多点接地,除此之外,还有元件的质量问题。

广东省的182条220kV线路中有24条采用了线路集成高频保护,1995年保护正确动作率甚至达到了100%。1995年到1997年三年内, 220kV集成保护不正确动作达到了8次,其中的原因是接反零序电流方向的极性,加上零序功率方向的3U0接反了在n端的接线,共同引起了保护区外的故障反向误动。其次,进口集成保护的原理存在很大的缺陷, 当LZ96保护在后面的出口经弧阻短路时,反向闭锁元件不能作出相应的反应,致使保护区外的故障无法发送闭锁信号。再次,则是元器件质量本身的问题,损坏了方向判别元件。最后,则是外围的设备收发讯机电源遭到破坏,使得保护区外故障无法发送闭锁信号,引起正向侧保护误动。

作为继电线路接地故障的后备保护,零序保护的保护正确动作率逐年上升,如图2-2所示。

图2-2 220kv零序保护动作统计表

3 220kV电网继电保护不配合问题

220kV电网的大部分网架已经采用了双重环网的结构,基本上能够满足N-1的要求,但是220kV系统还是存在电磁环网;由于大部分的220kV电网的负荷密集,220kV变电站之间的距离比较短,以至于220kV网架结构多被设置为多层环网、短线、密集型结构,使得220kv电网的继电保护的整定配合方案十分复杂,并且220kV线路保护装置的后备保护段可能无法逐级配合,导致故障线路相邻的一级或者几级线路会全部跳闸,甚至故障点周围的几个220kV变电站会全部停掉。因此,220kV电网继电后备保护的不配合会大大降低电网的安全运行。

220kV电网继电的后备保护定值适应性较差。我国的电网结构十分复杂,同时,其运行方式的调整十分频繁。220kV电网应当按照分母线、线路停运、充电等方式进行调整,同时,依照当前的电网后备保护配合方案,对后备保护的定值进行相应的校核与调整。而计算定值需要从资料上报到计算,再到下发通知单,因此,需要相应的时间周期来完成,而每进行一次重新核算都会产生一系列不配合的后备保护定值。严重的话,这会制约到电网方式的调整,甚至会大大降低电网调度部门对电网运行的掌控与支撑能力。

进行整定计算工作的人员的任务量十分巨大。因为现在实行的电网后备保护配合方案遵循十分严格的逐级配合,所以,很难适应电网的变化。有时候一个基建枢纽工程的投产,就会影响到后备保护定值的调整。随着全国电网规模的发展壮大,以至于整个电网及整定原则十分复杂,同时,要整定计算也变得十分困难,具体电网继电的后备保护间的配合,也越来越难实现。不但要保证电网后备保护的灵敏性,还要确保电网后备保护范围不超过周围线路的后备保护范围,因此,必须在两者矛盾间不断地权衡与取舍。

4 220kV电网继电保护不配合改善措施

继电保护是保障电力系统安全、稳定、顺利的运行最关键、最有效的技术手段,因此,增强电力系统运行水平以及避免大面积停电事故的第一步就是提高继电保护的运行水平。综合上述分析,因为工作人员发生误碰线、误接线、误整定等失误动作导致电力系统运行故障,同时,其导致的不正确动作占有相当大的比重,尤其对动作率较低的失灵保护和机组保护影响较大。所以,只有尽量避免人为非技术性因素而导致的不正确动作,才能真正增强继电保护的运行水平,提高正确动作率,从而确保220kV电网能够安全、稳定的运行。以下为解决该问题的几点建议:

第一,必须落实220kV电网继电保护的年度检验工作。由于电力设备中的元件质量问题导致的不正确动作是变压器及线路重合闸中占重较大的因素,因此,继电保护的定期检验工作成为提高保护动作正确率的关键环节。年度的继电保护检验工作,往往能够查出由于元件运行时间长导致老化,从而引起的质量问题。

第二,必须落实更新设备的投产工作,提高基础建设工程的验收效率,从而确保电力设备能够完好地投入使用。基础建设工程质量的优劣,尤其是二次回路中的继电保护能否做到一次性投入,都会直接影响到继电保护的安全、稳定运行以及保护的正确动作率。引起保护不正确动作的因素中,基础建设工程的质量劣质以及误接线等占了特别大的比重。

第三,控制定值更新不及时的情况,加大对继电保护定值的管理力度。继电保护管理的重要环节之一就是继电保护的定值管理。95年时,因定值更改导致的零序保护误动就发生了5次,定值单一旦与现场装置的实际定值不一致,就会造成不正确动作,严重的话,电网事故范围会扩大到更大的范围。因此,控制定值更新不及时的情况,加大继电保护定值的管理力度,是非常必要且关键的。

第四,必须加强参与继电保护的技术人员的技术培训,提高其综合素质。在整个电网工作中,继电保护工作是一项技术要求较高的工作,从1995~1997年三年内的保护动作情况可以看出,因工作人员误接线、误整定、失误操作等行为导致的保护不正确动作,在所有引起保护不正确动作的因素中,占据了极大的比重。所以,重视继电保护的技术人员的技术培训,增强工作人员的整体素质,尽量减少因工作人员的失误引起的不正确动作,有效提高保护正确动作率,成为重中之重的任务。

5 结束语

随着经济的发展,220kV电网也在不断地完善与更新,其中也存在相当大的问题,改善220kV电网继电保护不配合的问题也成为电网工作的重中之重。

参考文献

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[2]侯骏.济南电网220kV系统继电保护不配合问题及优化方案研究

[D].山东大学,2012

[3]汤大海,严国平.单电源 220 kV 多级供电线路继电保护整定策略[J].电力系统保护与控制,2009(10):139-144

论文作者:周楚翔

论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期

论文发表时间:2017/1/18

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