深圳电网继电保护整定方案的优化

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摘 要： 介绍深圳电网原有整定方案及其确定背景，列举日益突显的弊端，提出优化方案及其优点，对优化方案进行风险分析，并制定对应的控制措施。

关键词： 整定方案；供电可靠性；误动

0 引言

二十几年前，深圳电网的网架薄弱，电网建设速度慢，负荷攀升速度较快，220kV主变、110kV线路、110kV主变满载、过载问题严重；电网结构不合理，整定配合困难，如110kV多级串供，失配情况严重；长短线路保护配合困难；一次、二次设备质量差，缺陷多等等，基于这种背景确定了如下整定方案。

随着基建项目和技改项目的持续化推进，特别是2010年深圳电网基建项目投产容量超10000MVA，网架结构已足够强大，设备质量稳步提升，特别是10KV及以上的二次设备已全部微机化，且为当前的主流产品。基于二十几年前的网架和设备状况确定保护整定方案已暴露出种种弊端，整定方案的优化势在必行。

1 原整定方案的简介和弊端

1.1 原整定方案的简介

深圳电网110kV站的标准配置为三台主变，其中#1主变和#3主变变低单分支，#2主变变低双分支，三台主变变低通过10kV分段开关521和532连接，可以实现主变并列运行和变低负荷转供电。

基于二十几年前的网架结构和设备状况确定保护整定方案，原因如下：

网架结构薄弱，为给用户尽可能地多供电，110kV主变并列运行成主要运行方式。110kV主变并列运行期间，110kV主变变低母线或10kV线路故障，短路电流较大，因开关质量差，为保证设备安全，10kV分段设置了“0”秒速断，起到快速隔离的作用，即10kV分段速断保护整定不参与10kV线路和110kV主变后备保护的配合。

10kV线路速段保护与主变变低速段保护在定值和时限上实现完全配合，10kV线路过流保护与10kV分段过流保护在定值和时限上完全配合，10kV分段过流保护与主变变低过流保护在定值上不配合，时限配合，即不完全配合。

当时深圳电网的二次设备还未进入微机时代，保护的可靠性比较低，为此主变变低和变高过流保护均整定了相同的定值、时限和跳闸对象，实现双重化，提高保护装置的可靠性。

1.2 原保护整定方案的弊端

弊端一：#1主变计划停电，10KV 1M负荷需要通过合分段521开关实现转供电，因10kV线路速断（0.2秒）与10kV分段521速断保护的（0秒）失配，运行人员要将10kV分段521的速断保护出口压板退出，这增加了操作任务，存在一定风险。

弊端二：部分站扩建#3主变后，10kV调荷工作滞后，常出现白天负荷高峰期，#1、#2主变负荷过载，#3主变负荷相对较轻，为了给用户多供电，调度员需将10kV 2BM的负荷转#3主变供，#1主变和#2主变并列运行，即合532开关，断502B开关，合521开关。操作结束后，调度员需通知巡维中心站运行人员到该站退10kV分段532的速断保护压板，运行人员到现场需要一定的时间，在这段时间内，如果10kV 2AM的任何一条线路发生线路故障，10kV分段532的“0秒”速断保护将先于10kV线路速断保护动作而跳532开关，导致10kV 2BM整段失压，造成事故扩大，供电可靠性大大降低。

晚上，负荷低谷期，调度员将恢复原有方式，将再次通知运行人员到现场投入分段521速断压板，频繁投退压板，工作量大，存在一定风险，不利于电网安全稳定运行。

弊端三：10kV线路保护安装在高压室，高压室未装设空调，室内温度和湿度高，保护和开关的运行工况很差，极有可能因10kV线路故障时，站内开关未及时跳开，造成110kV主变变低速断保护动作跳变低开关，严重影响供电可靠性。据统计，2011年1～5月，深圳电网共发生10kV系统跳闸740起，其中越级跳闸事件5起，占比0.67%。其中1起是110kV主变变低开关与10kV线路开关均跳开事件，占越级跳闸的20%，这说明10kV线路开关跳开时间较长，10kV线路0.3秒的时间级差比较短。

10kV系统越级跳闸，将造成整段母线的10kV负荷损失，对供电可靠性影响较大。

弊端四：主变变低和变高过流保护的定值、时限和跳闸对象相同，功能重复，二次回路复杂，维护量增大。

2 整定方案的优化

2.1 整定方案优化背景

近十年，基建项目大规模投产，特别是2010年投产容量超10000MVA，网架结构足够强大，结构日趋合理，使过载或满载的线路和主变数量大幅度下降。二次技改项目持续推进，10KV及以上的二次设备已全部微机化，且为当前的主流产品。基于目前的网架结构和设备质量，整定方案的优化是可行的。

《电力安全事故应急处置和调查处理条例》已于2011年9月1日起施行，这反映出社会各界对大面积停电和供电可靠性关注度。因此，整定方案的优化是必须，而且是迫切的。

2.2 整定方案优化

目前，深圳电网架结构已足够强大，日趋合理，一、二次设备质量优良，基于这一背景进行了整定方案的优化，方案。

Fig.2 Optimization scheme of the diagrams

10kV线路整定：速断2200A，时间0.3S；过流720A，时间0.9S。

10kV分段整定：速断2Ie，时间0.6S；过流1.34Ie，时间0.9S。

10kV低压侧后备保护整定：速断2.2Ie，时间0.9S，跳变低，闭锁备自投，不经复压闭锁；过流1.47Ie，一时限0.9S跳分段，二时限1.2S跳变低，三时限1.5S跳两侧，各时限均闭锁备自投，经复压闭锁。

110kV变压器高压侧后备保护整定：过流1.47Ie，1.5S跳两侧，经复压闭锁。

10kV分段参与10kV线路和110kV主变后备保护的配合，使10kV线路、10kV分段和110kV主变保护实现逐级配合。

2.3 优化方案的优点

因10kV线路、10kV分段和110kV主变保护逐级配合，在计划或非计划转供电时，不需要退10kV分段的速断保护，降低了运行风险，提高了供电可靠性，为变电站运行人员和调度员实实在在地减负。

10kV线路速断与110kV主变变低速断保护时间级差为0.6秒，较原有的整定方案增加了0.3秒。优化方案实施以来，未出现因10kV线路开关跳闸时间较长，使主变变低开关越级跳闸的事件，提高了供电可靠性。

微机保护可靠性高，科学合理地简化变高后备保护的整定，简化了二次回路、减少继保人员的维护工作量。

3 优化方案的风险分析及应对措施

3.1 优化方案的风险分析

广东省电力调度中心下发了广电调继[2007]22号文，明确了对220kV变压器110kV侧后备保护定值的时间要求：“220kV变压器110kV侧能作用于110kV线路的、可以反应接地故障和相间故障的后备保护应分别配置两段，第一段动作延时不大于1.2秒，第二段动作延时不大于2.7秒，动作出口要求能有效隔离110kV电网故障”。即220kV主变变中后备保护（过流、零序和阻抗）跳母联1012开关时间必须为0.9秒，跳变中开关时间为1.2秒。

在优化方案中，110kV主变的变低过流保护跳10KV分段和变低开关的时间为0.9秒和1.2秒，因此要求220kV变压器110kV侧过流和距离保护的保护范围必须可靠躲对侧110kV主变变低故障，还必须考虑110kV主变变低并列运行的情况，否则将造成事故扩大。

3.2 控制措施

深圳电网220kV主变变中都配置了阻抗保护，110kV线路也配置了阻抗保护，相同原理保护的配合比较容易实现，主要依靠变中阻抗保护实现220kV站110kV母线及110kV出线的后备保护，220kV主变变中过流保护宜退出。

如果220kV主变变中过流保护投入，整定应以防误动为主。以深圳电网典型的220kV站（180MVA主变）和110kV站（63MVA主变）为例进行短路电流计算分析。

对有三台或四台变压器的220kV变电站按2台运行计算，数据如表2，变中过流保护建议取2200A。

对只有两台变压器的220kV变电站按1台运行计算，数据如表3，变中过流保护建议取3600A。

以上过流保护建议值，必须结合阻抗保护，综合考虑躲过对侧变压器变低故障和保证本线路末端有足够的灵敏度两方面的因素。

4 结束语

随着网架结构的不断强大，日趋合理，设备质量不断提高，以及社会各界对大面积停电和供电可靠性关注度提高，我们对深圳电网的整定方案进行了优化，分析了风险、制定了控制措施。该优化方案已应用于深圳电网中，切实地提高了供电可靠性，对继电保护整定行业具有参考价值意义和借鉴价值。

参考文献：

[1]DL/T 5591994.220～500 kV电网继电保护装置运行整定规程[S].

[2]DL/T 5841995.3～110 kV电网继电保护装置运行整定规程[S].

作者简介：

王碧（1980-），男，山西人，本科，工程师，从事电网调度工作；李洪卫（1974-），男，天津人，硕士，高级工程师，从事继电保护整定和继电保护运行管理工作。