地区电源涉网保护及自动装置的配置及建议

宋　静，林　榕，秦梁栋

（1.国网河北省电力公司石家庄供电分公司，石家庄 050051；2.国网河北省电力公司经济技术研究院，石家庄 050021；3.国网河北省电力公司，石家庄 050021）

地区电源涉网保护及自动装置的配置及建议

宋静1，林榕2，秦梁栋3

（1.国网河北省电力公司石家庄供电分公司，石家庄 050051；2.国网河北省电力公司经济技术研究院，石家庄 050021；3.国网河北省电力公司，石家庄 050021）

结合“地区电源涉网保护及自动装置设计”相关标准要求，分析地区电源的接入方式，介绍涉网保护及安全自动装置的配置方案，提出地区电源接入系统的设计建议，为工程设计单位对标准的理解和应用提供参考。

地区电源；涉网保护；配置；设计

近年来，河北省南部电网涌现出了一大批余热、余气、尾气发电和资源综合利用机组，主要集中在钢铁冶金、石油化工、建材水泥等高耗能行业中，这些电厂在并网前均需按照有关程序通过电网公司审核，以确保技术措施到位。一般来说，设计部门主要按照《大型水、火电厂接入系统设计内容深度规定》和《电厂接入系统前期工作管理办法》等文件来指导接入系统的设计工作。上述文件主要是按照大型电源来制订，同运行管理结合不够紧密，同时地区电源运行中的一些经验教训需及时考虑。

因此，通过对河北南部电网电源接入系统工作的研究，阐述了涉网保护及自动装置配置的主要原则，总结经验，发现和解决问题，见微知著，未雨绸缪。

1　地区电源接入方式

《国家电网公司关于印发电源接入电网前期工作管理意见（试行）的通知》（国家电网发展〔2015〕309号）中要求，电厂项目的业主单位或控股方应在项目可行性研究阶段商电网公司后，应及时委托有资质的咨询机构开展电厂接入系统设计工作。

由于地区电源不同的接入方式对保护配置及技术要求有较大影响，结合现有标准和相关资料，经过充分调研，将地区电源接入电网的接线形式归纳为10（6）～110 k V电压等级专线接入、T接接入2种典型接线（见表1）。以下的地区电源指经10（6）～110 k V电压等级接入电网，或者经10（6）k V及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量超过6 MW的电厂。

表1　接入变电站与接入电压等级方案

2　涉网保护及安全自动装置方案

地区电源的并网，将使该供电区域的电源结构发生变化。如果相关电气设备继电保护装置的配置不能适应这种变化，就极有可能造成不正确动作，以致于扩大事故，甚至造成设备损坏。对于涉网继电保护和自动装置有4个基本要求，即可靠性、选择性、灵敏性和速动性，并力求简单。当确定其配置方案时，综合考虑以下几个方面：系统接线构成特点和运行方式、系统中故障出现的概率和可能造成的后果、系统的发展规划和经济技术合理性。

2.1变电站运行方式

目前，河北省南部电网220 k V及上主网网架结构已基本完善，110 k V及以下电网作为配电网已全部解环运行。正常方式下，110 k V及以下电网已无合环运行的必要和可能。110 k V变电站典型主接线为高压侧内桥（或扩大内桥）、中低压侧单母分段。一般来说，对有2条及以上进线的110 k V变电站，主要有“一分到底”或“一主一备”2种基本运行方式。

当110 k V变电站中、低压侧并有小电厂时，考虑主变压器分列运行。

2.2线路保护

由于地区电源的接入，原单侧辐射型供电方式变为双侧电源弱联系方式，由于其自身的正负序阻抗特征、谐波特征、短路电流等特征的不同，导致线路故障时的故障特征不同，影响到常规线路保护的适应性，地区电源并网后，110 k V终端站的主变压器中性点接地方式、主变压器后备保护、联络线保护等都要作相应改造和调整，以提高系统供电可靠性.确保电网及地区电源的安全稳定运行。

2.2.1首次定义直接并网线和间接并网线

直接并网线是指与并网工程相关的，连接地区电源（或其接入的用户变电站）与公司所属变电站的110 k V及以下电压等级线路。间接并网线是指除直接并网线外，因并网工程形成双侧电源供电的110 k V及以下各电压等级线路。其中，直接并网线和间接并网线靠近电厂的一侧统称为电厂侧，对侧统称为系统侧。

2.2.2保护配置

a.地区电源直接经110 k V电压等级并网时，110 k V直接并网线及间接并网线两侧，应配置光纤纵联差动保护为主保护，距离保护、零序保护为后备保护的成套线路保护装置。保护动作时，作用于并网线断路器或启动远跳。

b.地区电源经35 k V及以下电压等级并网时，35 k V、10（6）k V直接并网线，及其同电压等级的间接并网线，两侧应配置光纤纵联差动保护为主保护；35 k V及以下、且电压等级高于直接并网线的间接并网线，两侧宜配置光纤纵联差动保护为主保护。

c.并网线路为T接线路时，线路各侧应配置一套三端光纤纵联差动保护，系统侧及电厂侧保护正常投入，保护动作时直接作用于本断路器；负荷侧保护只投入保护功能，不作用于跳闸。

d.机组经线路接入其用户站时，线路宜配置光纤纵联差动保护为主保护。

2.3安全自动装置

2.3.1自动重合闸

直接并网线及间接并网线的系统侧断路器重合闸投检无压方式，电厂侧断路器重合闸投检同期方式。并网线路为T接线路时，负荷侧断路器重合闸不投。全电缆线路断路器重合闸不投。

2.3.2故障解列装置

当110 k V负荷站直接或间接接入地区电源后，可在该站的110 k V母线装设故障解列装置，以减少在间接并网线均配置保护的投资，同时解决因地区电源提供的短路电流小，保护整定和配合困难的问题。

对于直接并网线，电厂侧或机组应配置故障解列装置，具备低频、低压、高频、过压、失步解列功能。装置动作时跳开机组。

110 k V负荷站直接或间接接入地区电源后，应在该站的110 k V母线装设故障解列装置，具备低频、低压、零序过压、母线过压、高频解列功能，装置动作时跳开并网线断路器或启动远跳。

2.3.3备用电源自动投入装置

备用电源自动投入装置（简称“备自投装置”）跳开工作电源断路器时，联跳经失压母线并网的并网断路器或启动远跳。需要说明的是，在中、低压母线有地区电源并网的110 k V变电站，若地区电源并不能可靠解列，可能出现地区电源带10（6）k V及以上电网孤网运行的情况，此时区域内周波、电压都不稳定，而备自投装置动作条件一旦满足而动作，将造成地区电源与系统非同期并列，可直接造成机组损坏事故［3］。

2.3.4远方跳闸装置

当地区电源并网所经变电站带有高危或重要负荷时，应配置远方跳闸装置（简称“远跳装置”），在系统故障、异常时解列地区电源。

需要说明的是，地区电源所经变电站，一般当电厂从110 k V直接并网时，指并网所经的110 k V变电站；电厂从35 k V及以下并网时，指并网所经的35 k V变电站。

当地区电源自身负荷可靠性要求较高时，可配置远跳装置，在系统故障、异常时解列机组。

2.3.5 故障录波器

地区电源直接或间接接入的110 k V变电站应配置故障录波器。地区电源（或其接入的用户变电站）应配置故障录波器。

3　地区电源接入系统的设计建议

目前地区电源接入系统设计多由乙级资质的设计单位承担，业主单位或控股方难以针对系统设计提出要求，甚至认为接入系统的要求过高，难以接受。要解决上述问题，必须对系统侧的现状有深入的了解，加强设计培训，并遵守系统侧的设计原则。

3.1加强标准宣贯与培训

由于电源接入系统设计单位相对较多，部分是小的咨询设计公司，对电网情况不熟悉，设计过程中缺少现场调研，直接影响设计方案的质量，设计深度普遍不满足要求。部分设计单位存在设计外包，对外包单位管理不严格，设计质量相对较差，造成方案反复修改。

开展对地区电源涉网保护及自动装置的标准化与规范化的培训工作，提高地区电源接入电网的协调性，减少地区电源接入电网与变电站建设不同步的现象，提高地区电源接入电网的管理效率和综合效益。

3.2开展专题研究

开展地区电源接入电网影响专题研究工作，从制度和原则上规范地区电源并网的条件及运行要求，正确处理地区电源上网与电网安全、经济运行的关系，以保证并网电源的安全运行和重要负荷的可靠供电［2］。

4　结束语

地区电源接入电网后，对涉网保护和安全自动装置配置都提出了新的要求，以上结合河北省南部电网实际情况，提出了相应的解决方案，有效地解决了地区电源接入电网后的线路保护及重合闸、变压器保护、自动装置等配置上存在的问题，满足了电网实际运行的需要。

［1］ GB/T 14285-2006，继电保护和安全自动装置技术规程［S］.

［2］ 杨晓利，郭建彬.小火电并网有关问题的分析与措施［J］，河北电力技术，2005，24（3）：22-23，30.

［3］ 杨晓利，郭建彬.备用电源自投装置非预期动作情况分析［J］，电力自动化设备，2006，26（1）：96-98.

［4］ DL/T 584-2007，3～110 k V电网继电保护装置运行整定规程［S］.

本文责任编辑：齐胜涛

Scheme and Research of Grid-related Protection and Automation Equipment in Area Power Supply

Song Jing1，Lin Rong2，Qin Liangdong3
（1.State Grid Hebei Electric Power Corporation Shijiazhuang Electric Supply Branch，Shijiazhuang 050071，China；2.State Grid Hebei Electric Power Corporation Economic Research Institute，Shijiazhuang 050021，China；3.State Grid Hebei Electric Power Corporation，Shijiazhuang 050021，China）

In order to support the protection operation，maintenance，management，and scientific guide the future of power system development，the electric power corporation of HeBei provincial publish the enterprise standards of the area power supply interconnected grid-related protection and automatic equipment design.In this paper，the important terms of enterprise standards have been introduced as the reference to help the design units to understand and apply.

area power supply；grid-related protection；scheme；design

TM732

B

1001-9898（2016）02-0013-03

2015-11-01

宋 静（1980-），女，工程师，主要从事电力系统继电保护专业工作。