重庆110kV环网保护和重合闸的整定研究

符晓波

湖北工业大学，湖北武汉 430068

符晓波

湖北工业大学，湖北武汉 430068

随着重庆110kV电力网络系统的规模逐渐增大，常规继电保护装置对电网的选择性、灵敏性、快速性和可靠性的要求已无法满足。本文分析了重庆110kV简单的环网操作和多级串供的环网操作，提出了110kV环网保护和重合闸整定建议，以及提出能正确判别故障类型时和无法判别故障类型时重合闸时刻的整定配置方案，从而达到了提高系统稳定性的目的。

110kV环网保护；重合闸；整定

0 引言

重庆110kV电力网络建成以后，110kV电力网络的保护就显得非常重要，110kV系统通常采用的方式为环网布置、开环运行。但随着电网结构不断的完善，用户对不间断供电要求的不断提高，这样电网调度操作过程中存在着大量合环操作，所以环网保护和重合闸投退操作、电磁环网存在时间的缩短就有非常重要的意义。为了提高网络的可靠性，应该选择合适的保护方式，这样可以保证电力系统主保护信号等各种信息传输的可靠性，保证电力系统的安全稳定运行。

1 重庆电网简单和多级串供环网操作

1.1 简单环网操作

简单环网示意图如图1所示。

图1 简单环网示意图

图2 多级串供的地区环网示意图

不带小电源的简单环网，除5DL作为热备用，其他均合位运行。重合闸退出和受电侧保护对应4DI 和5DI，其余重合闸和开关保护均投入。操作可分为两种，一种是当负荷在C变以合环倒方式后移至B变时，保持环网内所有开关的保护和重合闸不投入，投入送电侧保护和重合闸在操作完后，再受将电侧保护和重合闸退出；另一种是当负荷在C变以合环倒方式后移至B变后，投入环网内所有开关的保护和重合闸，解环后投入送电侧保护和重合闸，再将受电侧保护和重合闸退出。

1.2 多级串供环网操作

多级串供环网示意图如图2所示。不带小电源的多级串供环网中，除6DL作为热备用，其他均合位运行。重合闸退出和受电侧保护对应4DL、6DL和7DL，其余重合闸和开关保护均投入。当合环供电后，C变负荷将转移到2XL上，如果1XL作为A变备用时，需要对D变进行合环操作，同时需要对C变和A变变操作开关投退保护和重合闸。操作可分为两种，一种是先在D变合上6DL后，然后在A变断开3DL，并将其退出保护并且重合闸，最后将C变和D变投入保护并且重合闸；另一种是先后分别在到C变和D变投入4DL和6DL保护和重合闸，再合上6DL，然后在A变将3DL断开，并将其退出保护和重合闸。

2 对重庆110kV环网保护和重合闸整定的建议

简单和多级串供环网，环网内各开关保护在合环前均应正常的投入，重合闸投入采用系统侧或者采用电源侧，停用受电侧；解环后重合闸投退采用送电侧重合闸投入和受电侧重合闸退出。按照此方法可对重合闸投退操作进行简化，需要注意的是在解环后对重合闸状态的核实。由于合环时，如零序II段保护等环网内各开关保护灵敏段，会收到分支系数影响而下降，因此为了保证合环时保护动作可靠及时，重合闸保护整定时需对环网内各开关保护灵敏段的灵敏度进行核对。

3 重合闸时刻的整定配置方案

3.1 重合闸的时间整定考虑的因素

面对线路上瞬时或永久性的各种故障，为了保证系统的稳定运行，应及时采取相应的处理措施。合理的措施是首先快速切除故障，在快速切除故障后再采取其他措施。下面是考虑在切除故障后的重合闸时间整定问题。1）故障点断电去游离时间、断路器及操作机构恢复原状准再次动作的时间，应小于单侧电源线路的三相重合闸时间；2）双侧电源线路的三相重合闸时间考虑的因素包括单侧电源线路重合闸和线路两侧保护装置切除故障采用不同的时间；3）分支线路重合闸整定的时间考虑因素包括对侧和分支侧断路器发生跳闸后发生的情况；4）重合闸动作时间应增长，以保证重合闸动作的成功率。

3.2 判别故障类型时重合闸时刻的整定

一般在电网系统结构规划初期应考虑到采用快速重合闸实现实际系统稳定的情况比较少，以保证电网结构的合理性。重合闸的时间需要基于系统的可靠性，根据系统的实际运行情况，虽然目前可判别瞬时与永久故障，但重合闸的时间需要固定，因为重合闸的时间随系统运行方式改变而变化是不利的。如果可以判别瞬时与永久故障，那幺整定两个重合闸时间是可以根据故障的性质决定。有时存在永久性故障时与瞬时故障重合的情况。对于瞬时性故障重合闸时间是可以固定的，通过考虑系统稳定性的运行方式和故障形式，以及保证最小合闸时间小于整定的最佳重合闸时间，可以将于瞬时性故障重合闸时间固定。

所以系统稳定性影响最大的运行方式（线路上传输功率最大的方式）和故障形式是决定重合闸最佳时间计算的重要因素，同时需要考虑到在有严重扰动的情况下，最佳重合闸时间能够减少或避免其它控制措施，保证能够发挥作用。如果发生的故障为瞬时性故障，则一般最佳重合闸时间是在扰动结束后系统回摆过程中的。所以瞬时性故障的最佳重合闸时间应大于0.5s，因为系统回摆过程的时间一般要大于0.5s。这样保证整定的最佳重合闸时间在发生瞬时性故障时，不会因为断路器充电时间不够而导致合闸失败。

3.3 无法判别故障类型时重合闸时刻的整定

一般情况下，通常无法区分瞬时与永久故障时，最大送电方式下发生永久性故障的最佳重合时间为最佳重合闸时间。这样可以保证系统的稳定性，减小重合闸操作对系统稳定性影响，保证不会由于重合时间的不准确造成大的系统振荡。这样基于永久性故障的最佳重合时间是基于最坏的情况考虑，充分保证了系统的稳定性。虽然面对永久性故障时一般不采用重合措施，但是永久性故障的最佳重合闸时间的研究是十分有必要的，因为通常情况下很难判别瞬时故障还是永久故障。

4 结论

通过研究重庆110kV环网保护和重合闸的整定，考虑环网保护和重合闸时间的整定，对重合闸投退操作进行简化，节省时间的同时保证了重合闸的成功，从而提高系统的稳定性。

[1]葛耀中.在单相自动重合闸过程中判别瞬时故障与永久故障的方法[J].西安交通大学学报，2009，18(2)：36-38．

[2]王梅义，吴竞昌，蒙定中.大电网系统技术[M].北京：中国电力出版社，2010：72-73．

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1674-6708（2012）59-0042-02