隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，許多大型廠礦企業(yè)開始擁有自備電源，這些電源發(fā)電除自用外，有時還通過10kV或35kV饋線向主電網(wǎng)系統(tǒng)倒送電能，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和繼電保護配置、整定帶來了諸多問題，特別是直接在110kV變電站低壓側(cè)并網(wǎng)的方式對系統(tǒng)的影響更大。為了保證主電網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性，本文對企業(yè)自備電源在變電站低壓側(cè)并網(wǎng)接線方式下運行存在的問題進行了分析，并優(yōu)化了企業(yè)自備電源并網(wǎng)后變電站內(nèi)繼電保護配置方案。

1 企業(yè)自備電源并網(wǎng)的方式

圖1所示為一所110kV變電站的一次系統(tǒng)接線圖，其正常運行方式為110kV供電源一主一備，兩臺主變并列運行，35kV母線分列運行，10kV母線并列運行，斷路器的位置狀態(tài)1QF、2QF、3QF、4QF在合位，11QF在合位，12QF在分位。

本文所分析的企業(yè)自備電源并網(wǎng)方式是通過110kV終端變電站的低壓側(cè)（35kV）進行并網(wǎng)，且選擇在35kV母線上接入。

圖1 自備電源并網(wǎng)的典型接線

2 企業(yè)自備電源并網(wǎng)需考慮的問題

2.1 對供電可靠性的影響

目前，為提高用戶的供電可靠性，一般變電站的供電線路都配有自動重合閘或備用電源線路，企業(yè)自備電源的接入勢必影響重合閘的正確重合或備用電源自投的正確動作。在企業(yè)自備電源保護配置時必須考慮與其他保護或自動裝置的配合，以避免影響供電的可靠性。

2.2 對變電站內(nèi)主變的影響

在中性點直接接地系統(tǒng)中，為了使整個電網(wǎng)的零序阻抗在各種運行方式下保持不變，并保證整個電力系統(tǒng)的接地短路電流水平，必須限制變電站變壓器中性點接地的數(shù)量和容量。

而企業(yè)自備電源一般接入的為終端變電站，根據(jù)系統(tǒng)的運行方式及零序阻抗網(wǎng)絡(luò)圖的要求，需考慮終端變電站的主變?yōu)橹行渣c不接地或經(jīng)放電間隙接地的運行方式。企業(yè)自備電源的接入必須考慮與變電站內(nèi)主變保護的配合問題，以防止系統(tǒng)產(chǎn)生的過電壓對不接地運行或經(jīng)放電間隙運行的變壓器產(chǎn)生危害。

3 企業(yè)自備電源接入主電網(wǎng)系統(tǒng)的保護配置分析

3.1 并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線保護配置分析

并網(wǎng)變電站與企業(yè)自備電源之間的聯(lián)絡(luò)線，即圖1中的線路（8QF－9QF）一般很短，作為新線路，為能夠?qū)崿F(xiàn)保護配合及系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，線路（8QF－9QF）一般在施工同時敷設(shè)通信線路， 因此斷路器8QF、9QF可以配置光纖電流差動保護，快速無延時的切除線路5QF－6QF上的故障，同時以兩段(方向)過流保護作為后備。重合閘一般停用。

由于企業(yè)自備電源所在的系統(tǒng)變電站，正常多由主電網(wǎng)系統(tǒng)供給一部分負荷，以滿足地區(qū)功率的平衡，故在聯(lián)絡(luò)中斷后，將使地區(qū)系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額。

在有功功率缺乏時，表現(xiàn)為頻率下降；當無功功率缺乏時，將造成電壓下降。因此，在變電站側(cè)斷路器8QF處裝設(shè)低頻率、低電壓解列裝置。低頻解列：一般整定48～48．5 Hz，帶0．3～1s的時限；低壓解列：一般整定(65～75)％Ue，動作時間與電壓動作范圍內(nèi)故障時的快速保護相配合，一般取1～2s。

在企業(yè)自備電源并網(wǎng)的變電站，需考慮功率過剩，引起過頻與過壓，也裝設(shè)過頻、過壓解列保護。同時考慮到企業(yè)自備電源系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的失步運行狀態(tài)，也需裝設(shè)振蕩（失步）解列裝置。總之為保證聯(lián)絡(luò)線處電能質(zhì)量嚴重不合格時，切除企業(yè)自備電源對主電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，同時也保障企業(yè)自備電源機組的安全。

3.2 并網(wǎng)變電站主變與企業(yè)自備電源的保護配合

當主系統(tǒng)故障線路小電源側(cè)無保護（2QF處），或雖有保護投入但靈敏度不足而保護不能動作跳開故障線路時，對小電源側(cè)主變中性點不接地的網(wǎng)絡(luò)，將形成中性點不接地系統(tǒng)，如圖1所示，在F1點發(fā)生故障單相接地故障，1QF處保護動作，跳開1QF，而2QF未跳，將造成變電站主變中性點電壓升高，對主變的絕緣構(gòu)成威脅，特別是對半絕緣變壓器威脅更大。

對裝設(shè)零序電壓及中性點間隙零序電流保護的變壓器，應(yīng)第一時限動作切企業(yè)自備電源，防止主變中性點過壓，保護主變的安全；第二時限動作切母聯(lián)，第三時限動作切主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。第一時限動作切企業(yè)自備電源，也將為重合閘或備自投提供正確動作的條件。

另外還要考慮與主變后備保護的配合問題，如在圖1中的F3處發(fā)生故障，開關(guān)10QF發(fā)生拒動，這時，就需要靠主變后備動作切除故障，如果主變后備保護不先切除企業(yè)自備電源，主變后備保護動作切除主變35kV主進開關(guān)5QF，若企業(yè)自備電源側(cè)的后備保護9QF不動作將不能切除故障點，持續(xù)向故障點供故障電流。

所以在主變后備整定計算中，依據(jù)保護的主后備保護配置，主變后備保護第一時限動作切母聯(lián)，第二時限動作切企業(yè)自備電源，第三時限切主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，使保護的配置更加合理、安全。

3.1 并網(wǎng)變電站重合閘或備自投與小電源的保護配合

一般的終端110kV變電站，在負荷側(cè)（如在2QF、12QF處）不裝設(shè)110kV線路保護。若靠重合閘提高供電可靠性的變電站，如在圖1中F1處發(fā)生故障，那么企業(yè)自備電源的并入，將不利于故障點的自動熄弧及終端變電站的同期并網(wǎng)，使重合閘不能滿足動作條件，降低供電的可靠性。

若終端變電站有二條供電線路，一主一備，如圖1所示，正常運行方式下，供電源1供電，供電源2熱備用，靠備自投來提高供電可靠性。如在F1處發(fā)生故障，備自投正確的動作順序為跳開2QF，合上12QF，使變電站迅速恢復供電，而企業(yè)自備電源的并入，在110kV母線上的反充電，使110kV母線上有殘壓，將使備自投不能滿足動作條件，備自投拒動，降低供電的可靠性。

在企業(yè)自備電源容量較小的情況下，當在F1處發(fā)生故障，可以由裝設(shè)在8QF處的解列裝置動作來切除企業(yè)自備電源。但當企業(yè)自備電源容量較大，需在負荷110kV側(cè)裝設(shè)線路保護，當F1處發(fā)生故障時，快速的切除小電源，以使重合閘及備自投裝置能滿足動作條件，快速恢復供電。

4 結(jié)論

總之，并入電網(wǎng)的小電源保護配置、整定管理一定要貫徹執(zhí)行“電網(wǎng)發(fā)生故障時快速切除小電源，保主網(wǎng)安全運行，極早恢復主網(wǎng)供電”的中心原則，主電網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)、企業(yè)自備電源源側(cè)實現(xiàn)二道防線保護。這樣的保護配置在系統(tǒng)發(fā)生故障時能可靠動作切除小電源，主網(wǎng)快速恢復供電，為電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行提供有利條件。

本文編自《電氣技術(shù)》，標題為“企業(yè)自備電源并網(wǎng)后變電站內(nèi)繼電保護相關(guān)問題分析”，作者為陳少偉、李志雷。