双回线并列运行方式的利弊探讨
《宁夏电力｝２００９年增刊
双回线并列运行方式的利弊探讨
张红霞。闫琴，何勇毅．马龙（宁夏吴忠供电局，
宁夏吴忠市７５１１００）
摘要：
３３０ｋＶ及２２０ｋＶ变电站的１１０
ｋＶ出线发生故障时，自身的保护拒动或断路器拒动，受并列
双回线运行方式及定值整定值的影响。就有可能导致为其供电的３３０ｋＶ或２２０ｋＶ主变误跳，从而扩大停电范围。造成大面积停电。本文通过详细的计算分析，提出双回线应分列运行，如单回线无法满
足运行要求。可采取其它方法及利用定值整定的方法避免此情况的发生。
关键词：双回线；并列运行；整定计算；
中图分类号：ＴＭ７２６
变压器
文献标志码：Ｂ
文章编号：１６７２—３６４３（２００９）ｚｋ枷２２—０４
１引言
１００
近年来，随着社会经济的快速发展，要求供电企业提供更加安全、稳定、可靠的电力。为提高电网的输送能力，双回线越来越多地用于电网的各电压等级中。为保证对用户供电的可靠性，很多电网的双回线优先考虑并列运行方式。
一般３３０ｋＶ及２２０ｋＶ变电站的１１０ｋＶ母
Ａ变电站
２２０
ｋＶ母线
Ⅲ口
Ａ变电站
１１０
线一路一ｌ一线一路一２—线一路一３—
线路４
Ｂ变电站
１１０
ｍ口ｍＢ
Ⅲ一
ｋＶ母线１１５Ｉ
ｋｖ母线
１１６
线为双母线，其配出线较多，一般并列运行双回线分别由不同母线供电。如果其中ｌ条１１０ｋＶ线路发生故障，自身的保护装置拒动或断路器拒动，受双回线并列运行方式及整定值的影响，就有
可能导致为其供电的３３０ｋＶ或２２０ｋＶ主变误
．１主验１０ｌ
王工
Ｉ母Ⅱ母
Ｕ
１００
图１某２２０ｋＶ变电站一次接线
跳，从而扩大了停电范围，造成大面积停电事故。２台主变保护配置相同，１１０ｋＶ侧后备保护为复
合电压方向过电流保护、零序方向保护、不带方向的零
２某２２０ｋＶ交电站主交保护配置及定值整定
２．１主变保护配置及定值
序保护、间隙过流保护及间隙过压保护，方向均为由变
压器指向１１０ｋＶ侧母线，具体定值见表ｌ。２．２主变１１０ｋＶ侧后备保护整定原则
２２０ｋＶ及以上变压器的１１０ｋＶ侧后备保护。主要
如图ｌ所示，某２２０ｋＶ变电站有２台主变，容量分
别为１８０ＭＶＡ和２４０ＭＶＡ。正常运行方式为。ｌ、您主变２２０ｋＶ及１１０ｋＶ侧并列运行，３５ｋＶ侧分列运行
作为本侧引线、本侧母线和本侧出线的后备保护，方向
由变压器指向１１０ｋＶ侧母线。
（未画）。。ｌ主变高、中压侧中性点经间隙接地，．２主变高、中压侧中性点直接接地。
反映相间短路故障的复压方向过流保护，过电流定值按躲变压器额定负荷整定，低电压定值按躲母线
收稿日期：２００９－０９－０８
作者简介ｉ张红霞（１９７２－），女。高级工程师，从事供电技术管理工作。
・２２・
《宁夏电力｝２００９年增千Ⅱ
双回线并列运行方式的利弊探讨
正常运行最低电压整定，负序电压定值按躲正常运行最大不平衡电压整定。
反映接地故障的零序方向保护，与被保护母线配出线的零序方向第一段或第二段配合整定，并保证对被保护母线故障有足够灵敏度，灵敏系数大于１．５。
不带方向的零序电流在保证对被保护母线故障有足够灵敏度的前提下，与被保护母线配出线的零序末端配合。
中性点经放电间隙接地的变压器，放电间隙零序电流保护的起动电流应保证间隙击穿时有足够灵敏度，一般整定为不大于１００Ａ（一次值），保护动作后带
０．３
１００
Ｉ母Ⅱ母
图２线路１故障电流示意图
ｓ加．５ｓ跳开变压器各侧断路器。放电
Ｖ
向电流值，则不带方向的零序过流保护动作，先跳开１０２开关，后跳２主变三侧开关，造成该变电站３５Ⅱ母失压，扩大了停电范围。
以线路ｌ的５ｋｍ处发生单相接地故障，最大故障
电流９５８８Ａ，最小故障电流５４６５／ｋ，起动－２主变１１０ｋＶ
ｋＶ
间隙的零序电压（额定值为３００Ｖ）一般整定为１５０
和０．５ｓ，动作后跳开变压器各侧断路器。
２．３
１１０
ｋＶ母线及线路参数、保护配置
ｋＡ。ｌ１０ｋＶ出线
Ａ变电站的１１０ｋＶ母线阻抗及线路阻抗见表２，基准容量取１１３０ＭＶＡ’基准电压取１２１
的导线型号均为ＬＧＪ．３００陀０。线路２、线路３为同杆双回线，并列运行供１１０ｋＶＢ变电站，长度为４．０ｋｒａ。
表２
Ａ变电站母线阻抗及线路阻抗
侧零序方向保护，以１．５８跳开１１３０Ａ母联开关，１．８跳开１０２开关。
８
接地变．２主变跳开１００Ａ及１０２开关后，该变电站２２０ｋＶ及１１０ｋＶ侧均失去接地点，使得１１０ｋｖ母线及所有出线变为不接地系统。此时如果单相接地故障仍然存在，非故障相的电容电流可经过线路２、线路３．１１主变流入故障相；接地相的电压为零，非接地相电压比正常相电压升高、／丁倍，造成１１０
ｋＶ
Ａ变电站
正序阻抗（标幺值）零序阻抗（标幺值）大方式小方式大方式小方式
Ｉ母电压互
感器开口三角电压升高，。ｌ主变间隙保护动作；在间隙未击穿时。间隙电压动作；间隙击穿时有间隙零序动作，均延时０．５８跳开’ｌ主变三侧开关，造成Ａ变电站
３存在问题分析
３．１线路ｌ发生单相接地故障
如图２所示，线路ｌ发生单相接地故障，线路ｌ保护装置或１１１开关拒动，零序电流起动接地变２主变
ｌｌｏ
中、低压侧失压。
由以上分析可以看出，线路１发生接地故障，其自身保护拒动或开关拒动，只需断开１００Ａ母联开关及接地变
１１０
ｋｖ侧开关，就可以将故障点完全隔离，不影响另—段
母线的正常供电。但由于受并列双回线的的影响，不接地变间隙保护动作，跳开不接地变压器三侧开关，造成ｌｌＯｋｖ母线及所有出线失压，扩大了停电范围。３．２线路ｌ发生三相短路故障
线路ｌ的５ｋｍ处发生三相短路，Ａ变电站１ｌＯ
・２３・
ｋＶ
ｋＶ零序（方向）保护；如果线路ｌ的故障点较近，零
序电流大于１１０ｋＶ侧零序方向电流值，则零序方向电流保护动作先跳母联１００Ａ开关，后跳１０２开关；如果线路ｌ的故障点较远，零序电流小于１１０ｋｖ侧零序方
《宁夏电力｝２００９年增刊
母线残压大方式为３２Ｖ、小方式为１５Ｖ、电流大方式为１０１９３Ａ、小方式为４８１
１
双回线并列运行方式的利弊探讨
１００Ａ
Ａ，母线残Ａ变电站
压值及电流值均达到Ａ变电站主变１１０ｋＶ复压方向过流定值。如果１１１保护装置拒动或开关拒动，则２台主变１１０ｋＶ侧复压方向过流保护同时动作，以３．６ｓ跳开１００Ａ母联开关。
１００
ｋ毽愈１０２’
乞主变土型
Ａ变电站１１０ｋＶ母线
ｑ
坐线路１
变电站
１—１２线路２
１１三线路３
Ａ开关断开后，因．２主变与１１１开关
主
接在同一母线，直接给故障点提供故障电流；而。ｌ主变则经１０１开关、线路３、线路２、线路１为故障点提供故障电流。此时母联开关１００Ａ虽然断开，但并列运行的线路２、线路３间接起了母联的作用，只是１１０值不同。
如图３所示阻抗，计算可得Ａ变电站的１００Ａ母联开关断开后，１１０电流（见表３）。
ｋＶ
ｋＶ
嘴习
■～
强¨
●—争
１０１
１—１４线路４
Ｉ母Ⅱ母
图４线路４故障示意图
Ｉ、Ⅱ母的残压
护拒动或开关拒动，只需断开１００Ａ母联开关及１０２开关，就可以将故障点完全隔离，不影响１１０ｋＶⅡ母的正常供电。但由于受并列双回线的影响，就有可能使Ａ变电站‘ｌ、乞主变的１１０ｋＶ复压过流保护动作，同时跳开１００Ａ、１０１、１０２开关，虽然将故障点完全隔离，但
Ｉ、Ⅱ母残压及流过２台主变的
＿融—际掌斗罢
ｌｌ强ＶＩ母
金
造成了１１０ｋＶ母线及所有出线的失压。
３．３线路４发生单相接地故障
如图４所示，线路４发生单相接地故障，线路４保护拒动或１１４开关拒动，接地变乞主变１１０ｋＶ零序（方向）过流保护动作，以１．５８跳开１００Ａ母联开关、
１．８
图３表３＋４
１１０
Ａ变电站１００Ａ开关跳开后阻抗
ｋＶＩ、Ⅱ母残压及流过２台主变的电流
１１０ｋＶ
６跳开１０２开关。此时Ａ变电站’ｌ主变及１１０
ｋＶ
Ｉ母及所有１１０ｋＶ配出线均为不接地系统，如果故障点仍然存在，则’ｌ主变零序电压升高，１１０ｋＶ侧间隙电流或电压保护动作，以０．５ｓ跳开’ｌ主变三侧开关。
３．４线路４发生三相短路故障
１１０ｋＶ
流过１０１开流过１０２开
““Ｉ母残压（Ｖ）Ⅱ母残压（Ｖ）关电流（Ａ）关电流（Ａ）
线路４发生三相短路故障，线路４保护拒动或１１４开关拒动，２台主变１１０ｋＶ侧复压方向过流保护同时
由计算结果可以看出，・ｌ、乞主变１１０ｋＶ复压方向过流保护在跳开１００Ａ母联开关后，没有返回，仍在起动状态，所以２主变以３．９８跳开１０２开关。
流过・ｌ主变的故障电流由距离拒动元件最近的保护来切除，由图２可以看出，最近的保护为Ｂ变电站的１１５开关保护（由电流方向确定）。如果故障点在１１５开关距离保护Ⅱ段范围内，且距离Ⅱ段时间小于０．３ｓ，那么在。ｌ主变１１０ｋｖ复压方向过流动作之前，１１５开关距离保护动作跳开１１５开关，此时将故障点完全隔离；如果距离Ⅱ段时间等于０．３ｓ，’则１１５开关距离Ⅱ段与。ｌ主变１１０ｋｖ复压过流有可能同时动作；如果故障点在１１５开关距离保护Ⅱ段外（距离Ⅲ段时间～般大于
１．５
动作，以３．６ｓ跳开１００Ａ母联开关。
１００Ａ开关断开后，因・１主变与１１４开关接在同一母线，直接给故障点提供故障电流；而乞主变则经１０２开关、线路２、线路３、线路４为故障点提供故障电流。此时母联开关１００Ａ开关虽然断开，但并列运行的线路２、线路３起了母联的作用，只是Ｉ、Ⅱ母的残压值
不同。
—碧—匕｝Ｅ睚
影∥
ｓ），此时只能有・ｌ主变１１０ｋＶ复压过流动作，３．９
８
跳开１０１开关，此时才将故障点完全隔离。
由以上分析可以看出，线路ｌ发生故障，其自身保
・２４・
图５Ａ变电站１００Ａ开关豌开后阻抗
如图５所示阻抗，计算可得Ａ变电站的１００Ａ母
《宁夏电力）２００９年增刊
联开关断开后，１１０电流见表４。
表４
１１０ｋＶＩ、Ⅱ母残压及流过２台主变的电流１１０ｋＶ
１１０ｋＶ
双回线并列运行方式的利弊探讨
中、低压侧母线必须分列。安装１１０ｋＶ母联备自投及线路过载联切装置，根据双回线承载能力设置线路过载联切方案。在１条线路断开后，备自投动作合１００母联开关，同时线路过载联切装置动作切除部分负荷，而另ｌ条线路供全部或部分负荷。负荷侧变电站中、低压侧也可以安装母联备自投装置，以提高供电可靠性。
（３）一般对并列运行双回线负荷侧定值的整定没
ｋＶ
Ｉ、Ⅱ母残压及流过两台主变的
七十川Ｈ
流过１０１开流过１０２开
Ｉ母残压（Ｖ）ＩＩ母残压（Ｖ）关电流（Ａ）关电流（Ａ）
由计算结果可以看出，’Ｉ、１２主变１１０ｋＶ复压方向过流保护在跳开１００Ａ开关后。没有返回，仍在起动状态，。ｌ主变以３．９ｓ跳开１０１开关。
如果故障点在Ｂ变电站１１６开关距离保护Ⅱ段范围内，且距离Ⅱ段时间小于０．３８，在乞主变１１０ｋＶ复压方向过流动作之前，１１６开关距离Ⅱ段动作跳开１
１６
有太多要求，但根据以上问题分析可以看出，１１５开关：１１６开关的距离Ⅱ段定值在保证对线末有足够灵敏度的前提下，还可以适当延长保护范围，而动作时间必须小于电源侧主变１１０ｋＶ复压方向过流保护跳母联与跳本侧时间差，即如果电源侧主变１１０ｋｖ复压方向过流保护跳母联与跳本侧时间级差为ｏ．３８，则双回线负荷侧开关距离Ⅱ段时间必须小于０．３ｓ，可以整定为
０．１５
开关，此时可以将故障点完全隔离；如果距离Ⅱ段时间等于０．３８，则１１６开关距离Ⅱ段与２主变１１０ｋＶ复压过流有可能同时动作：如果故障点在１１６开关距离保护Ⅱ段外（距离Ⅲ段时间一般大于１．５ｓ），此时只能
有乞主变１１０ｋＶ复压过流动作３．９ｓ跳开１０２开关，
ｓ。这在一定程度上可以减小停电范围。
５结束语
合理的电网结构及运行方式是电力系统安全稳定运行的基础，继电保护装置能否发挥积极作用，与电网结构、电力设备的布置及运行方式的安排有密切关系，必须把它们作为一个有机整体统筹考虑，全面
安排。
完全将故障点隔离。
４解决方案
通过以上分析可以看出，３３０ｋＶ或２２０ｋＶ变电站
的１１０ｋｖ双母线，其中１条１１０ｋｖ配出线发生故障，
对１１０ｋＶ双母线运行方式，其并列运行的双回线间接的起着母联的作用，使故障点无法及时隔离，造成电源侧保护误动，扩大停电范围。因此，需要合理安排双回线运行方式及定值整定，以满足电网安全、可靠地运行，并采取一定措施保证对用户供电的可靠性。
参考文献：［１］
国家电力调度通信中心．电力系统继电保护规定汇编（第二版）．北京：中国电力出版社，２０００．
［２］王维俭．电气主设备继电保护原理与应用．北京：中国电
力出版社，１９９６．
自身的保护装置拒动或断路器拒动，受并列双回线运行方式及整定值的影响，就有可能导致为其供电的
３３０ｋＶ或２２０
ｋＶ主变误跳，从而扩大了停电范围，造
成大面积停电事故。
为避免以上情况的发生。必须从双回线的运行方式及定值整定方面来解决。
（１）并列运行双回线，在ｌ条线跳闸或停运时，另ｌ条线路能承载全部负荷，可在负荷侧安装进线备自投，双回线１条主供，另ｌ条热备。此时负荷侧变电站ｌｌＯｋｖ母线并列．３５ｋＶ或１０ｋＶ母线可以分列运行，也可以并列运行，不作特殊要求。
（２）并列运行双回线，在ｌ条线跳闸或停运时，另ｌ条线路无法承载全部负荷，则两条线路应该分列运行，负荷侧变电站母联开关在分。同时要求负荷侧变电站（上接第３页）
同处理电网事故提供了一个比较真实的电网仿真环境，并为今后大型电网和特大型电网的仿真模拟摸索出一条可行的技术路线，是电网模拟培训系统发展的一个里程碑。
［３］催家佩，盂庆炎，陈永芳，熊炳耀．电力系统继电保护与
安全自动装置整定计算．北京，中国电力出版社，１９９３．３．［４］
国家电力调度通信中心．电力系统继电保护实用技术问答（第二版）．北京，中国电力出版社，２０００．
—●一－＋—＋—．．—・＋・■。—＿’——．．—・．．——’——■——＋—＋—＋—十—叶一’十’十‘十‘■叶。中。十—＿．。—叶。—十—１‘ｒ１‘。１。—■。—十呻。十。１‘—■———一—■一’１’’’．’１‘。。＋’。＿．——卜’。卜‘
参考文献：
［１］米为民，韦凌霄，钱静，等．基于ＣＩＭＸＭＬ的电网模型合
并方法在北京电力公司调度系统中的应用．电网技术，
２００８，３２（１０）：３３—３７・
［２］吴文传，张伯民，成海彦，等．省、地调广域互联的分布式
ＤＴｓ系统．电力系统自动化。２００８，３２（２２）：６－１１．
・２５・
双回线并列运行方式的利弊探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
张红霞， 闫琴， 何勇毅， 马龙宁夏吴忠供电局,宁夏,吴忠市,751100宁夏电力
NINGXIA ELECTRIC POWER2009(z1)
参考文献(4条)
1. 国家电力调度通信中心 电力系统继电保护规定汇编 20002. 王维俭 电气主设备继电保护原理与应用 1996
3. 催家佩;孟庆炎;陈永芳;熊炳耀 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 19934. 国家电力调度通信中心 电力系统继电保护实用技术问答 2000
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