110 k V线路微机保护定值整定的规范化

刘高会 ，刘 敏 ，王朝霞 ，李 静 ，刘建军 ，吴艳军

（1.铜川供电局，陕西 铜川 727031；2.西安供电局，陕西 西安 710032；3.安康供电局，陕西 安康 725000）

0 引言

随着电网的快速发展，继电保护新技术、新设备的不断应用，微机型继电保护装置在我国电力系统中得到了越来越多的应用，极大地促进了继电保护运行管理水平的提高。同时因为不同厂家的保护装置定值项目的不统一、不规范对继电保护整定计算工作带来了较大困难，为规范继电保护整定计算工作，提高整定计算人员的工作效率，有必要对110 kV线路的保护整定计算工作进行规范化，确保整定计算工作依据最新的整定计算规程、最新的反措要求，并对定值中的每一项定值进行整定计算原则的说明，做到每一项定值的整定符合整定计算规程的要求及保护装置说明书的要求，达到整定计算工作不出现误整定的目的，确保电网的安全稳定运行。

1 线路保护及辅助装置的标准化设计

随着越来越多的微机保护装置入网运行，保护装置功能配置多有差异，不同厂家保护装置定值项目的不统一及保护定值定义的不同，对继电保护整定计算工作带来了很大的困难，国家电网公司企业标准Q／GDW 161－2007《线路保护及辅助装置标准化设计规范》，针对如上问题进行了明确规定，对保护功能的配置与保护定值项目均做了要求，使110kV线路保护的保护功能配置与定值项目的设置有了明确的参照，因近年来110 kV输电线路主要配置以纵联电流差动保护为主保护的保护装置，因此对线路纵联电流差动保护及相关的后备保护的规范化进行探讨。

线路纵联电流差动保护主要配置：纵联电流差动主保护；相间和接地距离保护；零序电流保护；重合闸［1－2］。

对纵联电流差动保护的要求。两侧起动元件和本侧差动元件同时动作才允许差动保护出口。线路两侧的纵联电流差动保护装置均应设置本侧独立的电流起动元件，差动电流不能作为装置的起动元件。同时线路两侧纵联电流差动保护装置应互相传输可供用户整定的通道识别码。相间和接地距离及零序电流保护主要依据文献［2］的要求进行配置。文献［1］对220 kV及以上电压等级线路保护的定值项目进行了规范，要求110 kV线路保护参照执行，未作详细要求，需要进行110 kV线路保护定值项目的规范化制定，明确定值项目及每一项定值的定义及计算方法，对保护压板的投退、控制字的正反逻辑也应进行统一，保护的设计及产品的生产环节达到统一。

2 保护定值整定的规范化

2.1 起动元件

起动元件的灵敏度要高于测量元件的灵敏度，对不同的保护类型，对起动元件的灵敏度要求是不同的。按照文献［3］中对相间距离保护起动元件的要求，应保证在本线路末端和保护动作区末端非对称故障时有足够的灵敏度，并保证在本线路末端发生三相短路时能可靠动作，单独的零序或负序电流分量起动元件在本线路末端金属性单相和两相接地故障时，灵敏系数大于4，单独的零序或负序电流分量起动元件在距离 Ⅲ段动作区末端金属性单相和两相接地故障时，灵敏系数大于2。目前微机保护的定值中需要整定的有电流突变量起动值、零序起动电流和负序起动电流等。电流突变量起动值按躲过正常负荷电流波动最大值整定，对于负荷变化剧烈的线路（如电气化铁路、轧钢、炼铝等），可以适当提高定值以免保护装置频繁起动；零序起动电流按躲过最大零序不平衡电流整定；负序起动电流按躲过最大负序不平衡电流整定。一般起动值均可整定为0.2 In，In为保护电流互感器（TA）一次侧额定电流，线路两侧配置纵联电流差动保护装置时，两侧的起动值一次值应取一致。

2.2 电流差动元件

纵联电流差动保护的差动元件，部分保护装置设置了相电流差动保护的动作高值和低值，部分保护装置只设置了相电流差动保护的动作值，有的保护装置还设置了零序差动定值。对TA断线后的电流差动保护，有些保护装置设置了 TA断线后的电流差动保护，可选择在 TA断线后保护装置是否闭锁差动保护，目前的110 kV线路保护在 TA断线时建议不闭锁差动保护。分相电流差动保护定值按照躲过线路的稳态电容电流整定［4］，差电流高定值按不小于4倍的线路电容电流整定，一般而言应按不小于0.2倍额定电流整定，差电流低定值按不小于1.5倍的电容电流整定，一般应不小于0.1倍额定电流整定，根据最小运行方式下区内故障短路电流校验其灵敏度。输电线路每百公里的正序电容电流实测值如表1所示，110 kV输电线路的电容电流更小一些。差电流高定值一般可以整定为 0.4 In，差电流低定值一般可以整定为0.3 In，不分高低定值的差电流定值可以整定为0.4 In。TA断线时的差动保护的动作值按躲过LH断线时电流整定，或躲过线路最大负荷电流整定，可取为1.3 In。零序差动动作电流按照线路经高阻接地时零序差动继电器可以动作整定，取值不大于300A。In为线路电流差动保护的TA一次值较小侧的一次值，线路上的接地故障通常可由分相电流差动保护正确反映，而零序电流差动保护仅作为经大电阻接地故障的后备保护，故可带时限跳闸，动作时限整定为0.2 s。电流差动元件两侧应按一次电流相同整定。

表1 输电线路每百公里的正序电容电流实测值

2.3 TV断线时的过电流保护和失灵起动电流

保护装置在电压互感器（TV）断线时应闭锁可能误动作的保护，对110 kV线路保护来说，如果没有配置纵联电流差动保护或纵联距离（方向）保护，在TV断线时因为距离保护、零序电流保护的退出，此时线路处于无保护状态，TV断线时的过电流保护应在此时自动投入，正常运行时退出。对两段式的TV断线时的过电流保护，I段按照躲过线路末段三相短路故障整定或躲过线路末段变压器其他侧母线三相短路故障整定，取1.3 Ikmax，Ikmax为线路末端三相短路最大故障电流或线末变压器其他侧母线三相故障最大短路电流，快速切除本线路严重故障，动作时间整定为0.1～0.2 s。在线路配置纵联电流差动保护时，TV断线时的过电流保护I段宜退出运行，防止保护误动。II段按照保证本线路末端故障本保护有足够灵敏度整定，并尽可能躲过线路最大负荷电流，灵敏度按照距离保护的要求进行整定，TV断线过流II段时间按相间距离、接地距离最末段的最长动作时限整定，做为线路在PT断线时的后备保护。

近年来投运的母线保护，只要求线路保护提供起动失灵保护的跳闸接点，来起动母线保护装置中的断路器失灵保护，因此只有部分保护装置有失灵起动电流定值。失灵起动电流定值按照线路末段故障灵敏度大于1.3整定，并尽可能躲过线路的最大负荷电流，动作时限整定为 0 s。

2.4 重合闸

重合闸动作时间按对侧有无电源分别整定，若对侧无电源，可整定为不小于1 s；若对侧有电源，整定时间应大于线路对侧有灵敏度段保护的最长动作时间加上2个保护级差。为提高线路重合闸成功率，可考虑适当延长重合闸动作时间。重合闸的检同期合闸角一般整定为30°左右。 重合闸检无压定值整定为20～30 V。目前的微机保护均有闭锁重合闸功能，如TV断线闭锁重合闸、Ⅲ段及以上闭锁重合闸、多相故障闭锁重合闸等，当电力设备或输电线路能够短时间内承受故障时的短路电流，不会引起热稳定问题时［5］，应投入重合闸。

双侧电源线路的重合闸需进行检定方式的设置，大电源侧检无压（具备检同期功能），小电源侧检同期或检线路有压母线无压的重合闸方式，地区电源侧也可选用解列重合闸方式，检线路无压侧总是先重合，小电源侧满足同期条件后才合上。在重合闸方式选择中，“检线无压母有压”方式可用在双侧电源线路要求先重合一侧，“检母无压线有压”方式可用在负荷侧，“检线无压母无压”方式是检查线路、母线均无电压才能重合，可用于负荷侧先重合的情况。微机保护的重合闸检定方式可以进行组合设置，以适应不同的运行方式要求。

2.5 加速段保护

在自动重合闸过程中，必须保证重合于故障时快速跳闸，这就需要保护的加速功能，110 kV线路的加速保护由零序电流保护的后加速段和距离保护的后加速段实现，零序电流加速段的整定原则是保证本线路末端接地故障有足够灵敏度，灵敏度的要求见整定计算规程的具体条例，可取三段式零序电流保护的II段或四段式零序电流保护的III段定值，即零序电流保护有灵敏度段的保护定值，动作时限整定为0.1 s。距离保护因一般II段为有灵敏度段，因此加速段选择加速II段。

微机保护的不对称故障相继速动功能，是通过判断带负荷的线路发生不对称故障时，对侧跳闸后导致本侧非故障相负荷电流消失的现象，利用该特征加速本侧距离保护动作的一种功能，不对称故障相继速动功能能提高距离保护对线末故障的速动性，但如果线路保护的距离Ⅱ段和下一级线路的距离Ⅱ段保护配合，应退出该功能，防止保护误动作。

双回线相继速动是双回线中的一回线路故障，故障线路的近故障侧保护动作使开关跳闸，相邻线路的距离保护III段或全阻抗特性的阻抗辅助元件动作后返回，此时加速本线路距离保护II段动作。要实现双回线相继速动功能，两套线路保护需要有对应的开入量及开出量端子，从二次回路及保护功能来说，不满足文献［1］中的继电保护装置自身应尽可能减少外部输入量，以降低对相关回路和设备的依赖等得要求。因此建议退出该功能。

2.6 其他辅助项定值

按照文献［1］的要求，纵联电流差动保护两侧起动元件和本侧差动元件同时动作才允许差动保护出口，保护装置中的相应控制字按照该要求进行整定。同时，当110 kV母线配置母线保护时，母线保护动作会起动远跳跳对侧开关，因此线路保护中的远跳动作应受本侧起动元件控制，防止保护误动作，有的保护装置还可以采用距离保护II段进行闭锁。

3 定值整定规范化实施

目前常见的继电保护整定计算软件可以根据用户的图形建模进行短路电流、分支系数及故障相关的其他信息的计算与查看，可以进行各种保护类型（相间距离、接地距离、零序电流）的整定和计算书的输出，但定值单的自动生成功能基本上不完善。陕西省地调的整定计算人员在进行了常见110 kV线路保护的定值整定规范化工作，针对定值单中的每一项定值从整定原则、计算公式、推荐值等三个方面进行了详细说明，并对整定计算软件的功能进行了要求与改进，整定计算人员只需要按照规定的整定原则进行距离保护和零序电流保护的整定，对保护装置的其他辅助定值项目进行定义，对每一项进行计算公式的设置，整定计算软件按照定义的计算公式进行计算，自动生成保护装置的整定计算书，记录每一项定值的计算过程，便于审核。并输出形成excel或word格式的定值单，实现定值通知单的自动生成。这样不仅有利于提高工作效率，也能减少整定计算人员的出错可能性。

4 结语

线路微机保护定值整定的规范化实施需要从保护装置的设计及产品的生产环节进行统一，统一保护功能，统一定值清单及统一每项定值的具体定义。

保护定值的整定虽然按照整定计算规程进行，但灵活性很大，不便于统一管理与核查。针对定值单中的每一项定值从整定原则、计算公式、推荐值等三个方面进行详细说明，有利于定值整定的规范化。

确定定值单中每一项定值的整定原则及计算公式，整定计算软件实现按照公式进行编程，由整定计算人员在备选定值中进行选择，最终实现定值通知单的自动生成，对于提高整定计算人员的工作效率，防止误整定有较大的帮助。

［1］Q／GDW 161－2007线路保护及辅助装置标准化设计规范［S］.

［2］GB／T 14285－2006 继电保护和自动装置技术规程［S］.

［3］GB／T 584－20073～110kV 电网继电保护装置运行整定规程［S］.

［4］GB／T 559－2007220～750kV 电网继电保护装置运行整定规程［S］.

［5］刘高会，刘敏，王朝霞，等.110 kV变压器的热稳定分析与事故防范措施［J］.陕西电力，2011（1）：69－73.

［6］Q／GDW 422－2010 国家电网继电保护整定计算技术规范［S］.