110kV環(huán)網(wǎng)運行繼電保護(hù)整定存在的問題及優(yōu)化措施研究

摘要：為滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，電網(wǎng)規(guī)模逐漸增大，電壓等級不斷升高，以提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性為目的，雖然引進(jìn)了更多新型設(shè)備與技術(shù)，并在一定程度上取得了效果，但是從總體上來看還存在問題。110kV以上繼電保護(hù)對維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行具有重要意義，針對此方面工作，就需要對其繼電保護(hù)整定中存在的問題進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的措施爭取不斷提高電網(wǎng)運行效果。文章對110kV環(huán)網(wǎng)運行繼電保護(hù)整定所存在問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：110kV；環(huán)網(wǎng)運行；繼電保護(hù)整定；電網(wǎng)規(guī)模；電壓等級 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM713 文章編號：1009-2374（2015）05-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0353

110kV是電網(wǎng)的重要組成部分，在地區(qū)應(yīng)用上一般都是選擇用環(huán)網(wǎng)設(shè)計、開環(huán)運行的方式，普遍存在多級串供現(xiàn)象。如果環(huán)網(wǎng)配置110kV環(huán)網(wǎng)線路開環(huán)運行，并不能完全滿足電網(wǎng)運行可靠性與穩(wěn)定性的要求。這樣為了能夠更好地實現(xiàn)電網(wǎng)可靠運行，同時又不會形成220kV/110kV電磁環(huán)網(wǎng)，可以將220kV變電站110kV環(huán)網(wǎng)線路與不同母線相連接。但是就110kV繼電保護(hù)整定處理現(xiàn)狀來看，并不能滿足110kV環(huán)網(wǎng)運行網(wǎng)絡(luò)需求，因此需要對繼電保護(hù)整定計算做進(jìn)一步的研究分析。

1 繼電保護(hù)整定計算簡析

繼電保護(hù)整定計算具有很強的整體性，要求整定計算人員熟練掌握各種繼電保護(hù)原理以及基本操作，可以應(yīng)對各種存在的問題。在進(jìn)行繼電保護(hù)整定計算時，需要對電力系統(tǒng)中應(yīng)用的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行整定計算來獲得相應(yīng)的整定值，保證在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，各繼電保護(hù)裝置能夠及時對故障部位進(jìn)行切除，其中整定計算的準(zhǔn)確性決定了繼電保護(hù)裝置能否及時做出反應(yīng)。在對110kV環(huán)網(wǎng)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計算時，雖然有一定的規(guī)則可循，但是在實際應(yīng)用上還存在兩個問題，即忽視了對各細(xì)節(jié)部位的原則制定，并且原則性規(guī)定使用范圍已經(jīng)被確定，并不能完全滿足電網(wǎng)運行全面情況。因此，在對110kV環(huán)網(wǎng)繼電保護(hù)整定計算時，除了要結(jié)合電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)、運行要求一級保證裝置幾個方面因素，還應(yīng)提高計算原則的合理性。例如輸電線路末端出現(xiàn)故障時，可以利用最大三相短路電流值來進(jìn)行整定計算；如果電路末端出現(xiàn)故障，利用敏感度來進(jìn)行計算。從整體來看，繼電保護(hù)整定計算是一項復(fù)雜的工作，應(yīng)與計算原則相聯(lián)系，在明確繼電保護(hù)運行的原理基礎(chǔ)上，解決整定計算中所存的問題，提高110kV環(huán)網(wǎng)運行穩(wěn)定性。

2 110kV環(huán)網(wǎng)繼電保護(hù)整定計算所存問題

2.1 斷相口開路電壓計算

在對110kV環(huán)網(wǎng)繼電保護(hù)整定計算時，主要計算線路中電力系統(tǒng)非全相運行引起電力系統(tǒng)震蕩時的電流量與電氣量，應(yīng)用的計算原則為正序斷相靠口電壓計算。計算中普遍存在利用疊加原理計算電網(wǎng)斷相口開路電壓的情況，其中為減少對暫態(tài)穩(wěn)定性的計算次數(shù)，可以設(shè)定系統(tǒng)中紅非全相震蕩線路等效發(fā)電機在相位角與電勢上相等，利用公式來計算電壓。此種計算方法雖然可以有效減少計算量，但是忽略了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對開路電壓造成的影響，計算結(jié)果存在一定的誤差。

對于此類問題，可以選擇用雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)法與網(wǎng)絡(luò)等值法進(jìn)行解決：第一，雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)法，將重點放在電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對繼電保護(hù)整定計算影響的分析上，將系統(tǒng)震蕩發(fā)電機分為兩個震蕩群，期中將等效電勢端口以及斷相口作為端口。第二，網(wǎng)絡(luò)等值法，即將全非相電路兩側(cè)結(jié)點作為結(jié)點，在對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作時，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為無源雙端口網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上結(jié)合補償原理來計算求解無源雙端口網(wǎng)絡(luò)阻抗參數(shù)，其中可以對線路兩側(cè)互阻抗參數(shù)與自由阻抗參數(shù)進(jìn)行疊加原理計算，最后完成非全相震蕩斷相口開路電壓的

計算。

2.2 電力系統(tǒng)運行最不利情況

想要快速有效地確定電力系統(tǒng)運行存在的不利情況，只通過對系統(tǒng)的觀察檢測并不能完成，因此需要通過對繼電保護(hù)整定計算來確定最不利的運行方式。一般情況下在電網(wǎng)中出現(xiàn)最不利運行時，很容易出現(xiàn)同一線路多次斷開的情況，這樣就會在很大程度上對整定計算造成影響。對于此類情況，第一，可以在整定計算時，設(shè)定電力系統(tǒng)中任意一條線路為斷開狀態(tài)，并且線路斷開必定會對系統(tǒng)運行造成影響，使得相鄰線路出現(xiàn)短路電流變化，最終影響整定計算結(jié)果，這樣在對繼電保護(hù)進(jìn)行整定計算時，就可以以某一區(qū)域整定值影響情況來確定存在問題的具體位置。第二，為了有效避免統(tǒng)一線路存在重復(fù)斷開的情況，在計算時可以不按照繼電保護(hù)的次序來進(jìn)行，而是利用開端線路循環(huán)情況來確定計算次序，提高整定計算的效果。

3 110kV環(huán)網(wǎng)線路保護(hù)整定計算原則優(yōu)化

3.1 出線保護(hù)整定計算原則優(yōu)化

電網(wǎng)系統(tǒng)110kV環(huán)網(wǎng)線路接地故障整定計算，大部分是將接地距離保護(hù)作為主要保護(hù)，零序段保護(hù)作為高阻接地后備保護(hù)，結(jié)合此在對110kV環(huán)網(wǎng)外線末故障相應(yīng)保護(hù)或者斷路器拒動導(dǎo)致的母線短路器跳開后，環(huán)網(wǎng)線路對側(cè)相間以及接地距離段對相鄰線路靈敏度可以滿足系統(tǒng)運行需求。其中為了能夠滿足系統(tǒng)運行對靈敏度的需求，對于220kV主變110kV測復(fù)壓閉鎖方向過流以及零序方向過流保護(hù)第2時限與第1時限配合級差變?yōu)?個，并對220kV主變110kV、220kV側(cè)后備保護(hù)動作時限進(jìn)行調(diào)整。通過對整定計算原則的優(yōu)化，可以利用保護(hù)相繼動作來提高220kV變電站110kV環(huán)網(wǎng)線路的靈敏度，避免了220kV變電站非110kV環(huán)網(wǎng)線路故障相應(yīng)保護(hù)或者斷路器拒動導(dǎo)致220kV主變110kV側(cè)相應(yīng)方向保護(hù)第1時限動作跳開110kV母聯(lián)斷路器，達(dá)到利用110kV環(huán)網(wǎng)線路對側(cè)相應(yīng)動作隔離故障的目的，將停電故障的影響范圍降到最小。

3.2 測距離保護(hù)整定計算原則優(yōu)化

3.2.1 線路相間距離保護(hù)整定。如果220kV變電站存在2臺以上主變壓器，110kV環(huán)網(wǎng)線路對側(cè)相間距離Ⅱ段按照2臺主變運行，110kV環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行并且母聯(lián)斷路器斷開運行，相鄰線路末端金屬性相間故障存在1.2靈敏度整定，這樣在整定計算時，就需要將110kV環(huán)網(wǎng)線路與不同母線進(jìn)行連接。如果相間距離保護(hù)整定配合與靈敏度存在矛盾，應(yīng)該保證靈敏度滿足系統(tǒng)運行要求。對于相鄰單供線路，應(yīng)以相鄰線路相間距離I段伸入線末主變內(nèi)部整定；對于相鄰串供線路，并且配置縱連保護(hù)的，應(yīng)利用縱聯(lián)保護(hù)來輔助整定，其中110kV環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路必須要配置縱連保護(hù)，對于沒有采取縱連保護(hù)措施的線路不得合環(huán)運行。

3.2.2 線路接地距離保護(hù)整定。如果220kV變電站存在2臺以上主變時，則接地距離Ⅱ段采取2臺主變運行、110kV母聯(lián)斷路器、110kV環(huán)網(wǎng)合環(huán)的方式存在1.2靈敏度整定，并且要將110kV環(huán)網(wǎng)線路與不同母線連接。在接地距離保護(hù)整定配合與靈敏度原則發(fā)生矛盾時，應(yīng)保證保護(hù)裝置的靈敏度。

4 結(jié)語

110kV繼電保護(hù)整定是保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性運行的主要措施，在進(jìn)行整定計算時，需要以繼電保護(hù)整定原則為依據(jù)。但是在實際應(yīng)用過程中存在各種問題，這就需要對計算原則中不合理的地方進(jìn)行優(yōu)化完善，并針對存在的問題進(jìn)行分析，采取有效的措施進(jìn)行管理，爭取不斷提高環(huán)網(wǎng)運行的有效性。

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作者簡介：林超（1978-），男，山東萊陽人，山東省萊陽市供電公司變電檢修班技師，研究方向：繼電保護(hù)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）