220 kV高压线路定值计算

杨 静

（广东电网公司河源供电公司，广东 河源517000）

随着自动化技术的发展，在电力系统的正常运行、故障当时以及故障产生后的恢复过程中，许多控制操作高度自动化。为了保证电力系统正常运行的经济性和电能质量，自动化技术与装备主要进行电能质量的连续自动调节，运行速度相对延迟调节，其稳定性高。在满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性的基础上，本文对220 kV线路继电保护进行配置，确定继电保护的运行方式，电网继电保护整定方案，通过计算给出保护的定值，并分析设计方案存在的问题，提出相应对策。

1 影响流过保护的零序电流大小的因素

1．1 电流大小与接地故障的类型有关

1．2 零序电流大小不仅与零序阻抗有关，而且与正、负序阻抗有关

往往容易犯的一个概念上的错误是认为流过保护的零序电流的大小只与零序阻抗有关而与正、负序阻抗无关。需要指出，流过短路点的零序电流的大小，也是与正、负、零序阻抗有关的。因此在整定保护定值与校验灵敏度时，既要考虑零序阻抗的关系也要考虑机组开的多少。因为发电机虽然接在小接地电流系统中，它的零序阻抗并不出现在复合序网图中，但是由于它的正、负序阻抗是出现在复合序网图中的，因此发电机开的多少也会影响流过保护的零序电流的大小。对端系统发电机组（包括发电机、变压器）开的越多，综合正序、综合负序阻抗越小，短路点的零序电流越大，似乎流过保护的零序电流也会越大。但是情况复杂的对端机组开得越多还会影响零序电流的分配系数，使零序电流分配系数减少，从而流过保护的零序电流又可能会减少。所以流过保护的零序电流大小应综合考虑这些因素的影响。

1．3 零序电流大小与保护背后系统和对端系统中性点接地的变压器多少密切相关

零序电流分配系数与保护背后系统的零序阻抗Z0∑和对端系统的零序阻抗ZR0都有关。如果保护背后系统中性点接地的变压器越多，Z0∑越小，零序电流分配系数越大。如果保护对端系统中性点变压器越少，ZR0越大，零序电流分配系数也越大。这两种情况都会使流过保护的零序电流增大。所以零序电流的大小与中性点接地的变压器的多少有很大的关系。

1．4 零序电流大小与短路点远近的关系

短路点越近，零序电流分配系数越大，流过保护的零序电流也越大。反之，短路点越远流过保护的零序电流值越小。

1．5 在双回线路或环网中计算零序电流时要注意的一些问题

在双回线路或环网中，计算零序电流的分配系数时要考虑另一回路或环网中的其他线路的分流作用，计算短路电流和分支系数时还要考虑双回线路或环网中别的线路的线间互感造成的影响，尤其是同杆并架的线路或环网中相邻线路有部分架在同一杆架上的情况。

所以零序电流保护虽然原理简单，但由于影响零序电流大小的因素很多，所以它的整定计算比较复杂。

2 220 kV高压输电线路纵联保护基本原理及纵联保护通道的应用

2．1 220 kV高压输电线路闭锁式纵联方向保护

如果输电线路每一端都装有两个方向元件：一个是正方向元件，其保护方向为正方向，反方向短路时不动作。另一个为反方向元件，其保护方向是反方向元件，其保护方向是反方向，正方向短路时不动作。对于故障线路其特征为两端的正方向元件均动作，两端的反方向元件均动作，这在非故障相线路中是不存在的。而非故障线路的特征是两端中的一端（近故障端）正方向不动作，而反方向可能动作。闭锁式纵联方向保护的原理就是通过比较输电线路上短路的四个方向元件的动作行为，来判断220 kV高压输电线路上是否出现故障而发出的跳闸命令，这种核心元件被称为纵联方向保护。

高压输电线路闭锁式纵联方向保护方向元件的特性：（1）有明确的方向性，纵联方向保护是综合比较两端方向元件的动作行为的保护，如果没有正确的方向性，保护就不能正确动作。（2）正方向元件要确保本线路全长范围内的短路都能够可靠动作，只有这样才能满足故障线路的特征，本线路发生短路才能够正确跳闸。（3）在保护实现的时候，反方向元件应比正方向元件动作得更快、更灵敏，必须遵从反方向元件闭锁保护优先的原则。

2．2 220 kV高压输电线路闭锁式纵联距离保护

故障线路和非故障线路两端均安装方向性的阻抗继电器来代替纵联方向保护中的方向元件，当线路发生故障，由于短路在正方向，只要短路点在保护范围内两端的阻抗继电器都能动作。而对于非故障线路来说，近短路点的一端判别为反方向，因此阻抗继电器不动作。远离故障点的一端判为正方向，如果在保护范围内阻抗继电器动作，反之不动作。通过上述分析可知，比较两端阻抗继电器的动作行为也可以判断究竟是否区内故障。由于这种保护的核心元件是阻抗继电器，所以这种纵联保护称之为纵联距离保护。阻抗继电器的性能要求：具有良好的方向性；确保区内故障两端的阻抗继电器可靠动作，该继电器在本线路全长范围内故障时都有足够的灵敏度。

2．3 220 kV高压输电线路纵联保护整定计算

纵联保护具有绝对的选择性，不需要与相邻线路的保护配合，原理比较简单，整定计算也相对简单。其主要考虑起动元件、方向元件、测量元件、收发信元件、差动元件等对220 kV线路故障有足够的灵敏度。

光纤差动线路纵联保护公式按可靠躲过最大负荷时不平衡电流和最大稳态电容器电流整定，两侧应按一次电流相同整定

（1）差动电流高定值（无延时）。

a．按躲过最大负荷电流时不平衡电流整定；

b．按躲电容电流整定，取一次整定电流值不大于600 A。

（2）差动电流低定值（短延时）：取一次值不大于480 A。

（3）零序差动电流：按保证高阻接地故障有灵敏度系数整定，取一次值不大于480 A。

（4）为保护设备和人身安全，TA断线可不闭锁差动保护。若具有分相闭锁功能，TA断线时可考虑闭锁断线相差动保护。

2．4 纵联零序整定

按过最大负荷时不平衡电流整定值取一次值不大于480 A，尽可能实现高阻接地故障能可靠接地。

3 结束语

河源地区电网作为现代大型电力系统的负荷侧，在保证电力供应、提供供电可靠性方面有着至关重要的作用。为了进一步提高河源地区电网整定人员的技术水平和业务能力，本文对该电网进行保护设计，但是由于继电保护原理的不断发展，由感应、电磁式逐渐发展到集成、微机式、由单一的元件发展到复合量多元件，因而保护的配置和整定计算也会有所不同。本设计依据电网结构、电压等级、运行等方面，从保护的四性出发选择了较为合理的保护配置方案，同时考虑了系统振荡、自动重合闸、非全相运行等因素。

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