一种防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法与流程

本发明涉及一种防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法，属含有分布式电源110千伏及以下电网安全运行管理技术领域。

背景技术：

随着含有分布式电源110千伏及以下电网的迅速发展，35千伏电压等级容量的需求在不断增大，一条线路串供多个35千伏变电站的情况十分普遍，由10千伏故障越级到35千伏跳闸的情况越来越多，使得越级到110千伏变电站跳闸的风险也越来越大。一旦越级发生110千伏变电站跳闸，就会导致与110千伏变电站的35千伏出线串供的所有35千伏变电站全部失压，造成大量负荷与电量损失，甚至引发七级电网断电事故，严重影响110千伏及以下电网可靠供电及整个电网的安全运行。引发上述越级跳闸的主要原因是，含有分布式电源110千伏及以下电网的保护跳闸级差时间设置不合理或电流定值设置不合理，当下线某一级线路出现故障时就易连锁反应引发越级跳闸；且上述越级跳闸涵盖电力设备、分布式电源站及各区域人员技术管理欠缺诸多因素，点多面广，很难通过局部的单一调控来避免越级跳闸发生。因此，研究设计一种特别适合地级市县110千伏及以下电网有序管控和实施，程序科学，操作方便，切实可行，行之有效，极大降低110千伏及以下电网越级跳闸风险率，有效提高110千伏及以下电网供电可靠性的防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种特别适合地级市县110千伏及以下电网有序管控，程序科学，操作方便，切实可行，行之有效，极大降低110千伏及以下电网越级跳闸风险率，使电网越级跳闸风险率从原来的12%降低到现在的7%，有效提高110千伏及以下电网供电可靠性的防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法；以解决现有含分布式电源110千伏及以下电网因点多面广，开关级联个数多、分支多和供电半径短，沿线短路电流“间隔”小，导致保护装置整定和配合困难，无法通过局部、单一调控防止越级跳闸事故发生的问题。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、全面调研和掌握辖区内供电半径较短或分段数较多的含有分布式电源110千伏及以下电网，制定含有分布式电源110千伏及以下电网线路的电流速断保护闭锁策略；

步骤二、电流速断保护闭锁策略的实施原则是——保证辖区各区段的各级开关有序可靠快速跳闸，即设计：离故障位置最近的开关先跳闸，同时发送闭锁信息闭锁该区段的上一级开关；若离故障位置最近的开关拒绝跳闸，则通过延时解锁闭锁，使离故障位置最近的上一级开关跳闸，如此，依次进行；闭锁信息通过光纤通信上传给上一级开关；将各级高压配电装置的跳闸回路串联下一级高压配电装置的短路闭锁常闭接点；

步骤三、将终端变电站出线侧、变压器低压侧和用户支线故障几率高的分支开关全部采用断路器，将主干馈线电缆化和绝缘化率高、故障几率低的开关全部采用负荷开关；

步骤四、根据故障电流特性整定断路器或负荷开关两级或多级动作时限级差，对110千伏变压器的多个35千伏和10千伏母线侧线路实施电流速断保护闭锁，即：将电流速断保护闭锁的时间级差设为0.6s，35千伏速断限制值时间设为0.3s，10千伏速断保护级差设为0.1s～0.2s；

步骤五、主干馈线开关，除中间级任一路进线开关采用断路器外，其余全部采用负荷开关；用户断路器或分支断路器保护动作延时时间设定为0s；变电站出线断路器的保护动作延时时间δt设为200ms~250ms；变压器低压侧开关保护动作延时时间设置为500ms或300ms；

步骤六、确定含有分布式电源110千伏及以下电网两级或多级保护动作时限级差配合原则；以含有三个分布式电源的三级动作时限级差为例：三级动作时限级差设计为：变电站出线开关、含有分布式电源的中间级环网柜任意一路进线开关和含有分布式电源的中间级环网柜的出线开关采用断路器构成三级级差保护，其余开关采用负荷开关，降低开关配置成本；含有分布式电源的b1～b12中间级环网柜的出线断路器的动作时间设置为0秒；含有分布式电源a4中间级环网柜的任意一路进线断路器的动作时间设置为δt秒；变电站出线断路器的动作时间设置为2δt，δt设为200ms~250ms。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

该防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法，通过制定和实施分布式电源110千伏及以下电网线路的电流速断保护闭锁策略的六个步骤，实现对含有分布式电源110千伏及以下电网的有序管控，将终端变电站出线侧、变压器低压侧和用户支线故障几率高的分支开关全部采用断路器，将主干馈线电缆化和绝缘化率高、故障几率低的开关全部采用负荷开关；根据故障电流特性整定断路器或负荷开关两级或多级动作时限级差，将电流速断保护闭锁的时间级差设为0.6s，35千伏速断限制值时间设为0.3s，10千伏速断保护级差设为0.1s～0.2s；程序科学，操作方便，实用性强，行之有效，极大降低110千伏及以下电网越级跳闸风险率，使电网越级跳闸风险率从原来的12%降低到现在的7%，有效提高110千伏及以下电网的供电可靠性，特别适合地级市县110千伏及以下电网有序管控操作。完善解决了现有含分布式电源110千伏及以下电网因点多面广，开关级联个数多、分支多和供电半径短，使沿线短路电流“间隔”小，导致保护装置整定和配合困难，无法通过局部、单一调控防止越级跳闸事故发生的问题。

附图说明

图1为一种防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法的电流速断保护闭锁策略的工作流程示意图；

图2为一种防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法的110千伏变压器的多个35千伏和10千伏母线侧线路采用电流速断保护闭锁策略的工作原理示意图；

图3为一种防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法的含有三个分布式电源的三级动作时限级差采用电流速断保护闭锁策略的工作原理示意图。

图中：

k1为设置短路点；

s1、s2为变电站出线断路器；

a1～a3和a5～a8为主干线/馈线负荷开关；

a4为分支断路器；

b1～b12为馈线/用户/分支断路器；

dc1～dc3为分布式电源；

d1为b4与dc2之间设置的短路点。

具体实施方式

下面结合附图对该防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法的实施方式作进一步详细说明（参见图1～3）：

一种防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、全面调研和掌握辖区内供电半径较短或分段数较多的含有分布式电源110千伏及以下电网，制定含有分布式电源110千伏及以下电网线路的电流速断保护闭锁策略（如图1所示）；

步骤二、电流速断保护闭锁策略的实施原则是（如图2所示）——保证辖区各区段的各级开关有序可靠快速跳闸，即设计：离故障位置最近的开关先跳闸，同时发送闭锁信息闭锁该区段的上一级开关；若离故障位置最近的开关拒绝跳闸，则通过延时（延时量见步骤四和步骤五）解锁闭锁，使得离故障位置最近的上一级开关跳闸，如此，依次进行；闭锁信息通过光纤通信上传给上一级开关；（实现此过程的方法是）将各级高压配电装置的跳闸回路串联下一级高压配电装置的短路闭锁常闭接点；

步骤三、将终端变电站出线侧、变压器低压侧和用户支线故障几率高的分支开关全部采用断路器，将主干馈线电缆化和绝缘化率高、故障几率低的开关全部采用负荷开关；

步骤四、根据故障电流特性整定断路器或负荷开关两级或多级动作时限级差，对110千伏变压器的多个35千伏和10千伏母线侧线路实施电流速断保护闭锁，即：将电流速断保护闭锁的时间级差设为0.6s，35千伏速断限制值时间设为0.3s，10千伏速断保护级差设为0.1s～0.2s；

步骤五、主干馈线开关，除中间级任一路进线开关采用断路器外，其余全部采用负荷开关；用户断路器或分支断路器保护动作延时时间设定为0s；变电站出线断路器的保护动作延时时间δt设为200ms~250ms；变压器低压侧开关保护动作延时时间设置为500ms或300ms；

步骤六、确定含有分布式电源110千伏及以下电网两级或多级保护动作时限级差配合原则；以含有三个分布式电源的三级动作时限级差为例（如图3所示）：三级动作时限级差设计为：变电站出线开关、含有分布式电源的中间级环网柜任意一路进线开关和含有分布式电源的中间级环网柜的出线开关采用断路器构成三级级差保护，其余开关采用负荷开关，降低开关配置成本；含有分布式电源的b1～b12中间级环网柜的出线断路器的动作时间设置为0秒；含有分布式电源a4中间级环网柜的任意一路进线断路器的动作时间设置为δt秒；变电站出线断路器的动作时间设置为2δt，δt设为200ms~250ms。

实施例1（以一路10千伏母线或其馈线发生短路故障为例）：

线路电流速断保护闭锁策略的具体实施动作流程（如图1所示），上级110千伏变电站1与下级35千伏变电站1之间采用光纤通信，每个断路器都设置有配套的断路器控制器，用于采集短路电流并上传闭锁信号，控制相应断路器动作。若10千伏母线或其馈线发生短路故障，k1位置短路（如图2所示），处于下一级的10千伏母线或380伏负荷馈线检测不到短路电流，无法向10千伏母线断路器发闭锁信号，10千伏母线断路器检测到短路电流，超过整定值则跳闸，同时向上级35千伏变电站1断路器发闭锁信号，断开35千伏变电站1断路器跳闸回路，闭锁对应断路器，故障排除后经过级差延时，解除35千伏变电站1断路器的闭锁；10千伏母线断路器拒动，则上级35千伏变电站1断路器经过级差延时后解除闭锁，由35千伏变电站1断路器跳闸，从而实现防越级跳闸。（如图2所示），所述n为正整数1、2、3、4…。

实施例2（以含有三个分布式电源为例）：

含有三个分布式电源110千伏及以下电网（如图3所示）；变电站出线开关、含有分布式电源的中间级环网任意一路进线开关、含有分布式电源的中间级环网柜出线开关采用断路器构成三级级差保护，其余开关采用负荷开关，可降低开关配置成本；（如图3所示），b1～b12中间级环网柜（含有分布式电源）出线断路器的动作时间设置为0秒；a4中间级环网柜（含有分布式电源）任意一路进线断路器动作时间设置为δt秒；变电站出线断路器动作时间设置为2δt，δt取200ms~250ms；变压器低压侧开关保护动作延时时间设置为500ms或者是300ms。（如图3所示），若d1（b4与dc2馈线之间）位置发生短路，大于整定值，则断路器b4检测到短路电流跳闸，同时发送信息遥控a3、b5、b6跳闸，并恢复变电站出线断路器s1合闸隔离故障线路。由此，极大降低含有分布式电源110千伏及以下电网因线路故障及管理不善造成的越级跳闸事故。

在实际应用中，根据本发明——防止110千伏及以下电网越级跳闸的方法的六个步骤，操作实施含有分布式电源110千伏及以下电网线路的电流速断保护闭锁策略，调整级差配置和开关配置，实现对110千伏及以下电网的有序管控，将110千伏及以下电网越级跳闸风险率从原来的12%降低至现在的7%，切实保证了110千伏及以下电网的供电可靠性。

以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。