小电源并网35kV城市配电网保护及安全自动装置配置

小电源并网35kV城市配电网保护及安全自动装置配置城市35kV配电网继电保护及安全自动装置配置1.城市35kV配电网的结构和运行方式对继电保护及安全自动装置的影响 (1)综述 (1)电网运行方式与继电保护 (2)与继电保护有关的几种典型电网结构 (3)终端线 (4)联络线 (4)T接线 (4)整定计算中计算方式的应用 (4)2.如何解决电网继电保护可靠性与选择性的矛盾6可靠性 (6)选择性 (7)快速性 (8)灵敏性 (9)3.小电源并网对电力系统的影响 (10)短路容量的增大及限制措施 (11)短路容量增大的分析 (11)限制短路容量的措施 (12)结论 (14)联络线的保护配置方案 (14)35kV联络线的保护配置 (14)方案1：配置电流保护 (15)方案2：配置距离保护 (15)方案3：配置纵联差动保护 (15)结论 (16)自动装置的配置 (16)主网220kV线路重合闸 (17)联络线低频低压解列装置 (18)联络线重合闸 (19)结论 (19)4.35kV线路继电保护及安全自动装置实用配置方案及通用整定规则 (20)实用保护配置 (20)终端线 (20)联络线 (21)通用整定规则 (24)终端线原则 (24)联络线原则 (24)城市35kV配电网继电保护及安全自动装置配置1.城市35kV配电网的结构和运行方式对继电保护及安全自动装置的影响综述在中性点不接地系统中，当系统发生单相接地故障时，系统仍可在故障状态下继续运行一段时间，有供电连续性高的优点。

因此，在九五规划中，威海市城市电网中取消了110kV电压等级，220kV变电站采用了220/35/10kV电压等级，以35kV配电网作为城市电网主供网架。

经过十几年的发展，形成了以三座城市220kV变电站为中心，支撑起二十几座互相关联、错综复杂的35kV城市配电网。

近几年来，为节能降耗，改善环境，威海市大力发展了城市集中供热，市区三座小型热电联产电厂相继并网，容量不断增大。

地方小电源通过多条并网线路，并入220kV主网变电站的中压侧35kV侧，对220kV变电站中压侧的短路容量带来较大的影响，电源联络线的继电保护配置问题也越来越突出。

在这个复杂的网络中，最常见的不正常的运行状态是过负荷。

此外，由于系统中出现功率短缺而引起的频率降低、发电机突然甩负荷引起的过电压以及电力系统振荡等均属不正常运行状态。

系统中发生故障或出现不正常运行状态时，可破坏系统的稳定运行，以致造成停电或少供电，甚至毁坏设备。

长期流过电力设备的负荷电流超过其额定值，使载流设备和绝缘材料的温度升高，从而加速绝缘老化或使设备遭受损坏，直至发展成故障。

由于35kV系统为中性点不接地系统，当故障发生时，会在瞬间波及到整个电力系统，特别是系统中异点、异相同时发生单相接地故障的情况也时有发生，因此必须迅速而有选择地切除故障设备，缩小事故的范围和影响。

以确保电力系统非故障部分继续安全运行，避免事故扩大。

电网运行方式与继电保护电网运行方式与继电保护关系密不可分。

就全局而论，继电保护应当为电力系统的安全稳定运行服务，因而必须服从电力系统安全稳定的要求。

现在，可以认为，继电保护及相关技术已经发展到可以充分地实现保护电网的任务。

但是另一方面，长期的国内外运行经验和大事故教训充分说明，一个结构合理的电网，是电网安全稳定运行最重要的物质基础。

所谓结构合理的电网，在220kＶ电压及以上的各级，是适当地分散了外接远方电源，加强了受端系统和系统间联络线构成的大电网。

复杂的是网络密集的、线路距离较短的、集中了大量电源与负荷的受端系统。

对于110kＶ及以下电压电网，无论如何，应当尽可能以辐射状网络方式运行，地区电源也应当以辐射线路接入联络变电站。

电网实行环网或双回线布置，开环或线路变压器组方式运行，这是结构合理的电网应当遵循的基本原则。

辐射状接入远方电源与辐射状配出负荷，可以从根本上简化继电保护的配置和整定，同样也十分有利于全电网的安全稳定运行。

电网结构清晰简单，继电保护的配置与整定也简单，继电保护装置本身愈简单，整定愈方便，愈有利于继电保护的正确动作，因而也有利于电网的可靠运行。

从这个意义上来说，电网运行方式与继电保护是相辅相成的关系，而非相互制约。

与继电保护有关的几种典型电网结构在实际工作中，我们体会到，整定规程所规定的是整定计算中必须考虑的基本原则，而不是所有原则；每条整定规则都有一定的应用条件，比如相邻线路/变压器的保护配置情况，电网的结构和运行方式等。

这些应用条件影响着具体某条整定原则是否采用，采用时如何应用；同时每条整定规则中都有一些系数，比如可靠系数、灵敏系数等，这些系数的确定也与应用条件相关。

终端线由于整定原则的应用与电网结构有关，最明显的属线变组情况。

辐射状配出负荷，结构清晰，继电保护的配置与整定也简单。

继电保护整定计算按终端线原则。

联络线城市配电网具有网络密集、线路短、电源与负荷集中的特点，最常见的就是联络线了。

各级串供线路间的保护配合就尤为重要。

与相邻线路保护进行配合整定时，比如II段先与相邻I段配合，然后对得到的定值进行灵敏度校验，若灵敏度不满足要求，就与II段进行配合。

继电保护整定计算按联络线原则。

T接线对于T接线的电网结构，要进行认真分析。

除了特殊电网结构的T接线要兼顾联络线以外，一般都可等同于终端线。

继电保护整定计算按终端线原则。

整定计算中计算方式的应用把整定计算中实际采用的电网方式称为计算方式，它包括电网的运行方式及设备检修设置。

运行方式又分为供电方式和系统方式，其中供电方式是指电网的供电情况，比如35kV的变电站可以由不同的220kV站供电，每一种供电情况可以定义为一种供电方式；系统方式是指厂站的大、小方式，主要包括等值电源的大/小运行方式、变压器等设备停运情况。

设备检修设置是指除供电方式和运行方式中已停运的设备外，再设置一些设备检修的情况。

整定计算中实际采用的计算方式是供电方式、系统方式和设备检修设置的组合。

因为供电方式的选择可以避免对大量不相关的供电方式进行计算，同时计算值的性质决定了采用的系统方式和系统方式组合。

总结整定规则可以发现，需要通过故障分析进行计算的量主要有相电流、分支系数、助增系数以及电流电压保护中的系统等值阻抗。

这些量都要求计算最大/最小值。

由于分支系数和助增系数间只是倒数关系，系统等值阻抗计算与线路出口三相短路时的相电流计算类似，所以只需讨论相电流、分支系数计算时的计算方式。

另外，故障点的位置不仅影响着计算量的大小，也影响着计算方式的选择。

因此，整定计算实际上就是在系统大/小方式下，配合设备的任意点设定任意故障，来进行相电流、分支系数的计算。

2.如何解决电网继电保护可靠性与选择性的矛盾众所周知，对电网继电保护的基本性能要求，包括了可靠性、选择性、快速性和灵敏性四项。

这些要求之间，有的相辅相成，有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。

可靠性可靠性，是要求所配置的继电保护装置只能在事先规定需要它动作的情况下动作，而在其他一切不需要它动作的情况下都不动作。

即需要保护动作时必须动作，不能拒动；不需要保护动作时必须不动作，不能误动。

保证不误动和不拒动，对同一套保护装置说来，是不可调合的矛盾。

从大概念来看，处理矛盾的技巧在于如何根据不同的情况，突出不同的侧面。

例如，在已经相当发达的220kＶ电网中，网络联系相当紧密，是大电源与大负荷的集散中心，在220kＶ电网中配置和整定的继电保护，应当以防止拒绝动作为重点。

因为继电保护系统的拒动，会比个别保护装置的误动作给整个电网带来远为严重的后果。

实际运行中，在误动方面主要存在以下问题：①过负荷问题：由于运行方式提供的负荷不准，或对负荷预测不准，尤其在特殊运行方式下，由过负荷引起保护动作；②方式和保护不协调：方式安排时未考虑保护是否满足配合要求；③需要停用保护或需要说明的注意事项未交代清楚，运行人员误投；④微机保护控制字取错。

在拒动方面，主要是保护软硬压板投错或漏投。

选择性对继电保护的选择性要求，是期望能在电力元件发生故障时，由最靠近故障元件的继电保护装置动作断开故障。

实现选择性的整定原则是，愈靠近故障点的保护装置的动作灵敏度应愈大，动作时间应愈短，两者缺一不可。

实现继电保护选择性的手段，是在已经配置的继电保护装置的基础上，进行合理的整定配合。

这看似简单的整定原则，在复杂网络情况下，由于运行情况多变，实现起来颇不容易，它既为电网运行方式所左右，又受配置的继电保护系统的制约。

由于系统上下级保护不配合，造成扩大停电面积的系统事故时有报道，大面积停电事故均属系统事故，对社会造成很大影响，带来很大的经济损失。

因此，选择性是继电保护四性的灵魂，关键在于解决越级跳闸问题。

在实际工作中，往往有在方式安排上只考虑了正常方式的保护配合问题，而未考虑特殊方式下的保护配合问题造成越级跳闸，或者只考虑了相邻两级相同元件的保护配合问题，而忽视了相邻两级在任何运行方式下的真正配合。

城市电网因多级串供线路级数多，按常规后备保护时间逐级配合，在末级线路会出现过流保护动作时间很短的情况，使用户保护无法配合。

在实际上不可能要求在所有情况下有完全选择性，这就需要根据实际情况灵活处理，在规程允许的情况下合理取舍。

因此，需要按照不同的电网情况与继电保护的配置，对选择性的整定原则作出某些必要的规定，比如：①在保护灵敏度满足的前提下，可适当在某一级退出后备段，以节省时间级差；②上下级线路保护动作的范围重叠，采用重合闸补救的方法。

如果任选一种方法不能满足要求，可采用两种方法相结合。

快速性动作的快速性，对电网继电保护系统说来，是一个特别重要的性能要求，关键不在于一般意义的快速跳闸(可以减轻故障设备的损坏程度)，重要的还在于快速跳闸对提高电网暂态稳定的特殊作用。

跳闸愈快，稳定裕度愈大，其影响远非其他稳定措施所能比拟。

对于极易引起稳定破坏的多相短路如两相短路接地与三相短路故障，跳闸时间的细小差别，有可能成为系统稳定与不稳定的分水岭。

由于保护装置本身动作快速性与动作可靠性间的矛盾，同样存在的另一个客观事实是，略为延长一点动作时间，却往往可以显著地提高保护装置的动作可靠性。

因之，只有在可靠动作的前提下实现的快速动作，才应是在实际运行中可以接受的快速动作；同时，对继电保护系统的速动要求(不是一般意义的快速动作)，只有在确实的系统暂态稳定需要的前提下才是合理的，而非无条件的愈快愈好。

在这一点上，要与运行方式密切配合，取其理论计算结果，积累实际运行经验。

灵敏性灵敏性要求，是出于保护装置可靠动作的需要。

电网运行条件多变，故障也有轻重不同，设计和配置的继电保护的动作性能，除了考虑最为严重的故障之外，还必须计及实际可能发生的较轻但不易与正常情况相区别的故障。