專利名稱：一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電網(wǎng)輸電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能夠提高局部電網(wǎng)輸電 能力的方法。
背景技術(shù)：
目前，電力系統(tǒng)中110kV線路的保護(hù)配置和整定原則是按照原電力部 頒發(fā)的DL/400《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》和DL/T584《3-110kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運行整定規(guī)程》的要求執(zhí)行的。
《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中明確指出110kV線路宜采用 遠(yuǎn)后備方式。
《3-110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運行整定規(guī)程》中要求3-110kV電網(wǎng)繼電 保護(hù)一般采用遠(yuǎn)后備原則，即在臨近故障點的斷路器處裝設(shè)的繼電保護(hù)或 該斷路器本身拒動時，能由電源側(cè)上一級斷路器處安裝的繼電保護(hù)動作切 除故障；為保證繼電保護(hù)裝置的選擇性，對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的 保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件，其靈敏系數(shù)及動作時間在一般情 況下應(yīng)相互配合；電力設(shè)備電源側(cè)的繼電保護(hù)整定值應(yīng)對本設(shè)備故障有規(guī) 定的靈敏系數(shù)，同時應(yīng)力爭繼電保護(hù)最末一段整定值對相鄰設(shè)備故障有規(guī) 定的靈敏系數(shù)。
根據(jù)上述規(guī)定，110kV線路距離保護(hù)III段整定值除按要求與相鄰距離 保護(hù)進(jìn)行階梯式配合外，還要作相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，且要躲過本線路最大負(fù)荷電流。
當(dāng)相鄰輸電線路的長度相差不多、且電流的助增或汲出不大時， 110kV線路保護(hù)整定值的配合基本不存在問題；但當(dāng)相鄰輸電線路的長度
相差較大、短線路的距離ni保護(hù)做長線路故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)時，其整定值
往往躲不過本線路的最大負(fù)荷電流。
長期以來，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性， 一些電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計不盡合理，導(dǎo)
致許多110KV線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏性不能滿足要求。目前，解決這個問
題通常有兩種方案:一是相關(guān)保護(hù)按滿足繼電保護(hù)遠(yuǎn)后備靈敏度的要求考
慮，限制輸電線路的送電能力；二是由單位總工程師批準(zhǔn)，放棄線路的遠(yuǎn)
后備保護(hù)功能，以保證電網(wǎng)的輸電能力。
若考慮采用限制電網(wǎng)的輸電能力以滿足線路保護(hù)的靈敏性，這就造成 某些局部電網(wǎng)在用電高峰期送電受阻，導(dǎo)致電網(wǎng)限電，給工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以 及人民生活帶來一定的不便，也影響了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；另外，由于 保護(hù)靈敏性影響限制局部電網(wǎng)輸送能力，使電網(wǎng)投資不能充分發(fā)揮作用， 造成很大浪費。
若考慮放棄線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能，當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時，如果本 線路保護(hù)或斷路器拒動時，將會擴(kuò)大電網(wǎng)事故范圍，甚至可能引起燒毀整 座變電站以及電源進(jìn)線的事故發(fā)生，這類事故在電網(wǎng)中曾多次發(fā)生過。由 于該方案給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了極大的隱患，目前， 一般不采用該 方案解決局部電網(wǎng)輸電能力受限問題。
因此，為了使保護(hù)裝置在系統(tǒng)最大負(fù)荷時具備遠(yuǎn)后備保護(hù)功能，確 保相鄰線故障能夠可靠切除，縮小事故范圍，在繼電保護(hù)整定計算中，均 優(yōu)先考慮滿足保護(hù)的靈敏性要求。在這種情況下，必須限制短線路的輸送
5功率以滿足保護(hù)的靈敏性要求，由此導(dǎo)致了局部電網(wǎng)的輸電能力受阻。例 如在陜西省商洛地區(qū)張村一丹鳳、丹鳳一商南的局部電網(wǎng)中，存在較嚴(yán)重 的這類問題。該局部電網(wǎng)的供電方式如下330kV張村變經(jīng)張丹I 、 II供
iiokv丹鳳變，丹鳳變經(jīng)丹南i、 n線供iiokv商南變，商南變經(jīng)南湘線
供110kV湘河變，湘河變經(jīng)湘淅線供110kV荊關(guān)變。這是典型的長短線路
供電、保護(hù)配合困難的線路，在保護(hù)整定計算中，為了保證后備保護(hù)的靈 敏度，需要限制線路的最大傳輸電流，嚴(yán)重制約了張丹i 、 n線和丹南i 、 n線的供電能力，使得一次設(shè)備的帶負(fù)荷能力不能充分發(fā)揮。特別是張丹 南電網(wǎng)負(fù)荷主要集中在線路末端，大負(fù)荷時不得不限制張丹南電網(wǎng)末端的
負(fù)荷，2005年該局部地區(qū)最大限制負(fù)荷僅達(dá)到2萬KW。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供 一種在維持現(xiàn)有保護(hù)裝置及其整定值基本不變的情況下能夠提高局部電 網(wǎng)輸電能力的方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案在于這種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法是 維持現(xiàn)有保護(hù)裝置及其整定值不變，主要是在變電站B的電源進(jìn)線開關(guān)處 加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置和/或在變電站B不滿足靈敏度要求的出
線上加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置，并根據(jù)整定原則進(jìn)行整定計算。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)解決方案在于
1、改變了原有的保護(hù)配置原則，在變電站B的電源進(jìn)線開關(guān)處加裝 低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置，其動作后跳開變電站B電源進(jìn)線的開關(guān)，作 為變電站B出線的遠(yuǎn)后備保護(hù)。2、在變電站B不滿足靈敏度要求的出線上加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù) 裝置，其動作后跳開變電站B電源進(jìn)線的開關(guān)，作為本線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。
3 、在變電站B電源進(jìn)線開關(guān)處加裝的低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置的方 向指向變電站B的母線，裝置動作電流按躲過電源出線一次設(shè)備允許的最 大電流及下鄰線路變電站B所有出線末端故障有靈敏度整定；低電壓元件 動作值按躲過變電站B母線正常運行所允許的最低電壓及變電站B所有出 線末端故障有靈敏度整定，變電站A電源出線的保護(hù)裝置可以按一次設(shè)備 允許的最大負(fù)荷電流整定。
4、 在遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度不夠的線路的本側(cè)加裝低壓閉鎖方向過流保 護(hù)裝置的方向指向本線路，裝置動作電流按本線路一次設(shè)備允許最大電流 及本線路末端故障有靈敏度整定，低電壓元件動作值按躲過本線路正常運 行允許的最低電壓及線路末端故障有靈敏度整定；變電站A電源出線的 保護(hù)裝置可以按一次設(shè)備允許的最大負(fù)荷電流整定，達(dá)到提高線路輸電能 力的目的。
5、 低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置動作先跳保護(hù)安裝處母聯(lián)或分段斷路 器DL，再有選擇性地跳電源進(jìn)線斷路器DL1或DL2，同時閉鎖線路重合閘 裝置，還可以增加過負(fù)荷報警功能。
6、 低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置動作后先跳本線路斷路器DL3或DL4 一次，再跳該保護(hù)安裝處母線母聯(lián)或分段斷路器DL，最后有選擇性地跳 開電源進(jìn)線斷路器DL1或DL2，同時閉鎖線路重合閘裝置。
針對現(xiàn)有技術(shù)，陜西省電力公司在商洛地區(qū)張村一丹鳳、丹鳳一商南 的局部電網(wǎng)中試運行了本發(fā)明所述的方法，即在丹鳳變丹張I、 II線各加 裝一套復(fù)壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置1，保護(hù)方向指向丹鳳變110kV母線，
7該保護(hù)裝置將作為丹南i、 n線的遠(yuǎn)后備保護(hù)，開放張丹i、 n線輸送負(fù)
荷達(dá)到線路的允許值600A及515A;在商南變南湘線加裝一套低壓閉鎖方
向過流保護(hù)裝置l，保護(hù)方向指向南湘線路，該保護(hù)裝置將作為南湘線的
遠(yuǎn)后備保護(hù)，開放丹南I、 II線輸送負(fù)荷達(dá)到線徑的允許值600A。該項 目于2006年12月投入試運行，項目實施后商洛局部電網(wǎng)提高輸電能力的 情況見下表
商洛局部電網(wǎng)提高輸電能力情況
電流/提高負(fù)荷張丹I 線張丹II 線丹南I 線丹南II 線南湘 線湘淅 線
方案實施前允許值(A)480430400400500450
方案實施后允許值(A)600515600600600600
方案實施后提高的輸送功 率(萬kW)21. 43. 23. 21.62.4
該項目試運行后，使商洛電網(wǎng)商、丹、南局部地區(qū)所有相關(guān)110kV
線路的輸電能力均達(dá)到了一次設(shè)備最大允許輸電能力，解決了由于遠(yuǎn)后備 保護(hù)靈敏性長期影響限制該地區(qū)電網(wǎng)送電能力問題，收到了良好的效果。
統(tǒng)計結(jié)果表明目前，在陜西電網(wǎng)UOkV系統(tǒng)中，因受保護(hù)靈敏性
影響限制線路輸送能力的線路約有180余條，若實施上述方法，可使陜西 110kV電網(wǎng)的輸電能力提高約180萬kW。
實踐證明，本發(fā)明所述的方法由本申請人首次提出，真正能夠?qū)崿F(xiàn) 提高一次設(shè)備的最大允許輸電能力，解決了本技術(shù)領(lǐng)域長期未能解決的技 術(shù)問題，相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進(jìn)步，非常適 合在電力系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，并且能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。


圖l是本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明另一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例1:對變電站B所有電源進(jìn)線開關(guān)，加裝低壓閉鎖方向過流 保護(hù)裝置1，按照新制定的整定原則整定繼電保護(hù)定值以提高輸電能力。 圖1是本發(fā)明所述方法的接線情況及該方法的保護(hù)裝置安裝地點示
意圖。假設(shè)系統(tǒng)中，變電站A—變電站B為短線路，變電站B—變電站C 為長線路。在一次電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不變的情況下，電源端變電站A出線上運行的 線路保護(hù)裝置可繼續(xù)使用，在負(fù)荷端變電站B的所有電源進(jìn)線開關(guān) DL1，DL2上，加裝一套低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置l。該低壓閉鎖方向過 流保護(hù)裝置1動作先跳保護(hù)安裝處母聯(lián)或分段開關(guān)DL，再有選擇性地跳 電源進(jìn)線開關(guān)DL1或DL2，同時閉鎖線路重合閘裝置，以此來作為下鄰線 路如變電站B所有出線的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時可以增加過負(fù)荷報警功能。此 時變電站A電源出線的保護(hù)裝置可以按一次設(shè)備允許的最大負(fù)荷電流整 定，達(dá)到提高線路輸電能力的目的。
低壓閉鎖方向過電流保護(hù)裝置1的保護(hù)方向指向被保護(hù)線路(即變 電站B的母線)，裝置動作電流按躲過電源出線一次設(shè)備允許的最大電流 及下鄰線路(即變電站B所有出線)末端故障有靈敏度整定，低電壓元件 動作值按躲過被保護(hù)線路正常運行所允許的最低電壓及下鄰線路末端故 障有靈敏度整定。
電源進(jìn)線斷路器(DL1、 DL2)加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置1的電流元件整定計算原則
a、 按躲過本線路一次設(shè)備允許的最大負(fù)荷電流(If,)計算 IDZ= (Kk/Kf) * Ifmax
IDZ-動作電流
Kk——可靠系數(shù)(取1. 2——1. 5)
Kf——繼電器返回系數(shù)(取0.85——0.95)
b、 按相鄰線末端故障規(guī)定的遠(yuǎn)后備靈敏度(KLm》1.2)計算 IDZ=Imin/KLm
Imin——相鄰線末端故障流過保護(hù)裝置的最小故障電流 電源進(jìn)線斷路器DL1加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置1的低壓閉鎖 元件整定計算原則
a、 按躲過電網(wǎng)正常運行中保護(hù)安裝處允許出現(xiàn)的最低電壓計算 UDZ = Umin / Kk
UDZ——動作電壓
Umin——保護(hù)安裝處允許出現(xiàn)的最低電壓 Kk——可靠系數(shù)(取1.2-1. 3)
b、 按相鄰線末端故障有規(guī)程規(guī)定的遠(yuǎn)后備靈敏度(KLm^l.2)計算 UDZ = Ucy氺KLm
UDZ——動作電壓 Ucy——保護(hù)安裝處殘壓
實施例2:在變電站所有遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度不滿足要求的線路本側(cè)加 裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置l，同樣按照新制定的整定原則合理整定繼電保護(hù)定值以提高輸電能力。
圖2中示出了本發(fā)明所述方法的接線情況及該方法的保護(hù)裝置安裝 地點。
在一次電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不變的情況下，變電站B負(fù)荷出線現(xiàn)運行的線路保護(hù) 裝置可繼續(xù)使用，在線路本側(cè)加裝一套低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置l。該
低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置1動作后先跳本線路斷路器DL3或DL4—次，再 跳該保護(hù)安裝處母線母聯(lián)或分段斷路器DL，最后有選擇性(針對有多條電 源進(jìn)線的情況)地跳開電源進(jìn)線斷路器DL1或DL2，同時閉鎖線路重合閘裝 置，以此來作為該線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時可以增加過負(fù)荷報警功能。此 時變電站A電源出線的保護(hù)裝置可以按一次設(shè)備允許的最大負(fù)荷電流整 定，達(dá)到提高線路輸電能力的目的。
低壓閉鎖方向過電流保護(hù)裝置1的保護(hù)方向指向本線路，裝置動作電 流按本線路一次設(shè)備允許最大電流及本線路末端故障有靈敏度整定，低電 壓元件動作值按躲過本線路正常運行允許的最低電壓及線路末端故障有 靈敏度整定。
變電站B負(fù)荷出線側(cè)加裝一套低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置1的電流 元件整定計算原則
a、按躲過本線路一次設(shè)備允許的最大負(fù)荷電流(If,)計算 IDZ= (Kk/Kf) * If隱 IDZ-動作電流
Kk——可靠系數(shù)(取1. 2——1. 5)
Kf——繼電器返回系數(shù)(取0.85——0.95)b、按本線末端故障有規(guī)程規(guī)定的遠(yuǎn)后備靈敏度(KLm》1.2)計算 IDZ=Imin/KLm
Imin——本線末端故障流過保護(hù)裝置的最小故障電流 變電站B負(fù)荷出線側(cè)加裝一套低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置1的低壓 閉鎖元件整定計算原則
a、 按躲過電網(wǎng)正常運行中保護(hù)安裝處允許出現(xiàn)的最低電壓計算 UDZ= Umin / Kk
UDZ——動作電壓
Umin——保護(hù)安裝處允許出現(xiàn)的最低電壓 Kk——可靠系數(shù)(取1.2-1.3)
b、 按本線末端故障有規(guī)程規(guī)定的遠(yuǎn)后備靈敏度(KLm》1.2)計算 Udz = Ucy氺KLm
UDZ——動作電壓 Ucy——保護(hù)安裝處殘壓
以上兩種方案既可以分別使用也可以組合使用。
權(quán)利要求
1、一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，維持現(xiàn)有保護(hù)裝置及其整定值不變，其特征是在變電站B的電源進(jìn)線開關(guān)處加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)和/或在變電站B不滿足靈敏度要求的出線上加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)，并根據(jù)整定原則進(jìn)行整定計算。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，其特征是 改變了原有的保護(hù)整定原則，在變電站B電源進(jìn)線開關(guān)處加裝的低壓閉鎖 方向過流保護(hù)裝置(1)動作后跳開變電站B電源進(jìn)線的開關(guān)，作為變電 站B出線的遠(yuǎn)后備保護(hù)。
3、 如權(quán)利要求l所述的一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，其特征是 在變電站B不滿足靈敏度要求的出線上加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)，其動作后跳開變電站B電源進(jìn)線的開關(guān)，作為本線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，其特征是 在變電站B電源進(jìn)線開關(guān)處加裝的低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)的方 向指向變電站B的母線，裝置動作電流按躲過電源出線一次設(shè)備允許的最 大電流及下鄰線路變電站B所有出線末端故障有靈敏度整定；低電壓元件 動作值按躲過變電站B母線正常運行所允許的最低電壓及變電站B所有出 線末端故障有靈敏度整定，變電站A電源出線的保護(hù)裝置可以按一次設(shè)備 允許的最大負(fù)荷電流整定。
5、如權(quán)利要求3所述的一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，其特征 是:在遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度不夠的線路的本側(cè)加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝 置(1)的方向指向本線路，裝置動作電流按本線路一次設(shè)備允許最大電流及本線路末端故障有靈敏度整定，低電壓元件動作值按躲過本線路正常運行允許的最低電壓及線路末端故障有靈敏度整定；變電站A電源出線 的保護(hù)裝置可以按一次設(shè)備允許的最大負(fù)荷電流整定，達(dá)到提高線路輸電 能力的目的。
6、 如權(quán)利要求l所述的一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，其特征是低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)動作先跳保護(hù)安裝處母聯(lián)或分段斷路器DL，再有選擇性地跳電源進(jìn)線斷路器DL1或DL2，同時閉鎖線路重合 閘裝置，還可以增加過負(fù)荷報警功能。
7、 如權(quán)利要求l所述的一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，其特征 是低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)動作后先跳本線路斷路器DL3或DL4 一次，再跳該保護(hù)安裝處母線母聯(lián)或分段斷路器DL，最后有選擇性地跳 開電源進(jìn)線斷路器DL 1或DL2，同時閉鎖線路重合閘裝置。
8、如權(quán)利要求l所述的一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，其特征是 可以將權(quán)利要求6和權(quán)利要求7所述的方法組合應(yīng)用。
全文摘要
一種提高局部電網(wǎng)輸電能力的方法，維持現(xiàn)有保護(hù)裝置及其整定值不變，其特征是在變電站B的電源進(jìn)線開關(guān)處加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)和/或在變電站B不滿足靈敏度要求的出線上加裝低壓閉鎖方向過流保護(hù)裝置(1)，并根據(jù)整定原則進(jìn)行整定計算。本發(fā)明所述的方法真正能夠?qū)崿F(xiàn)提高一次設(shè)備的最大允許輸電能力，解決了本技術(shù)領(lǐng)域長期未能解決的技術(shù)問題，相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進(jìn)步，非常適合在電力系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，并且能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號H02H7/26GK101483336SQ20081001726
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者何曉英, 健 劉, 峰 劉, 鑫 劉, 張小慶, 莉 焦, 裘峰源, 謝百煌, 趙海鳴, 波 陳 申請人:陜西電力科學(xué)研究院