淺析110kV電網(wǎng)故障與繼電保護整定計算

唐可偉

【摘要】在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，其繼電保護設備會及時切斷對應的設備，從而最大限度確保電力系統(tǒng)能夠處于安全、穩(wěn)定的運行狀態(tài)之中。電力系統(tǒng)繼電保護設備的可靠運行與繼電保護設備的有關領域有著密切的關系，例如，配套設計、安裝研制、運行維護以及整定計算等等，而其中整定計算非常重要，能夠科學合理的實施保護，并精準地開展整定計算流程，從而保障相關設備能夠處于穩(wěn)定運行狀態(tài)之中，因此，有著非常重要的現(xiàn)實意義。本文以110kV電網(wǎng)為研究對象，對其電網(wǎng)故障以及繼電保護整定計算進行探討。

【關鍵詞】110kV電網(wǎng)；故障；繼電保護；整定計算

1、110kV電網(wǎng)故障分析

現(xiàn)階段我國大部分地區(qū)都是用的是110kV電網(wǎng)線路。從其結(jié)構(gòu)來看，包括同一個電源以及不同電源同桿并排架設下的各種單線、雙線以及長線，由此可見，110kV電網(wǎng)線路是非常復雜的，無論是電網(wǎng)故障分析，還是系統(tǒng)繼電保護整定環(huán)合理設置，難度都比較大?；诖耍瑢W術界對其復雜的故障計算過程，提出了“故障修正導納矩陣”的概念，直觀來講就是將故障環(huán)境之中所造成的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行更改，然后再以矩陣進行表示。對于故障情況存在著一定區(qū)別時，只需要將其中的一些元素進行更改，并經(jīng)過程序?qū)嵤┙y(tǒng)一化處理。但是，在對斷線狀況進行處理時，修正導納矩陣難度就很大?；诖?，為了能夠讓求解過程與計算機特征相吻合，在深入研究之后，提出了很多與計算機條件相吻合的110kV電網(wǎng)故障計算方法，而“任一故障均可被視為一類互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的更高”是各種故障計算方法的核心，本文將著重分析繼電保護整定計算。

2、110kV電網(wǎng)繼電保護整定計算分析

2.1關于線路主保護的整定計算分析

在110kV電網(wǎng)繼電保護過程中，例如，對分相電流差進行保護時，通常來講，分相電流差的最低一級最高值需要經(jīng)過一次相電流，同時還需要將電流折算成二次值，并充分考慮對電阻的各種影響，這樣能夠提升110kV電網(wǎng)繼電保護的靈活性。從線路末端的性質(zhì)來看，具有一定的靈敏度，倘若實現(xiàn)這個過程，建議采用縱聯(lián)序停信元件。對于線路主保護的整定計算中，一般需要將480A進行折算，得出對應的二次值之后，再進行整定計算；同時，基于“任一故障均可被視為一類互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的更高”，因此，要以靈敏度計算為標準，從而獲得最合適的取值。然而在保護縱聯(lián)負序信元件的過程中，通常要折算720A，之后再完成整定計算，且末端靈敏度應該高于2。

在線路保護整定計算的實際開展過程中，倘若要達到240A的取值要求，一般是將240A折成二次值，隨后才開展繼電保護計算。反之，未滿足240A這個條件合適，便可以直接通過整定取值的方式對繼電實施保護。以縱聯(lián)保護為例，可以充分發(fā)揮定值的靈敏性實施整定計算。靈敏值與線路長度有著密切的關系，線路越短，靈敏度越高。倘若線路≥0.1m時，應該選擇2.5倍的信值電抗線路；與此同時，必須有效控制停信范圍。在計算電阻時，在保護區(qū)之中最大阻抗值要小于最符合阻抗值才可以。

2.2關于接地距離保護的整定計算分析

關于接地距離保護的整定計算，具體從這些方面入手：第一，接地距離保護Ⅰ段：在對側(cè)母線接地故障進行整定時，則應當按照可靠躲過本線路，其可靠系數(shù)取值為0.7，動作時間為0.0秒。第二，接地距離保護Ⅱ段：如果相鄰的線有縱差保護，并與相鄰縱差保護進行配合，但是不與相鄰線接地距離Ⅰ、Ⅱ段進行配合，則按照本線末端所發(fā)生的金屬故障有沒有足夠的靈敏度對阻抗定值進行整定；基于相關規(guī)程的規(guī)定，動作時限應當按照“接地保護的第二段動作時間應比斷路器拒動時的全部故障切除時間大0.25-0.3s”，因此，1.0S就是接地距離保護Ⅱ段的動作時間。第三，按地距離保護Ⅲ段：整定依據(jù)是按照躲過本線路最大負荷下的最小阻抗值，同時還需要與相鄰線按地距離保護Ⅰ、Ⅱ段或者Ⅲ段保護配合。倘若靈敏度要求達不到，則根據(jù)靈敏度開展整定計算。倘若時限有死循環(huán)的情況，需要對應的設置解列點，且要最大限度避免變電站失壓。

2.3關于元件保護的整定計算分析

需要對110kV電網(wǎng)主變支路、線路斷路器的失靈情況進行整定計算的情況主要是電氣小方式運行狀況之下。母線一旦超出“n-1”段線路的范圍時，在整定計算的過程中，主變低壓側(cè)以及被保護線路末端最小值的兩個將作為取值。倘若最小單相電流出現(xiàn)了問題，整定計算所檢測出來的靈敏度通常會≥1.3。在實際操作的過程中，要盡量避免復雜的計算方式，例如，當時機工作過程中出現(xiàn)故障時，建議將110A折成二次值，然后進行整定計算。

結(jié)語：

綜上所述，110kV電網(wǎng)故障與繼電保護整定計算，需要緊緊圍繞實際情況以及具體要求，對供電網(wǎng)絡進行整改，最大限度減少線路之中的串供線路，并對應的設置線路保護裝置，提升繼電保護的有效性，從而確保110kV電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

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[2]王慧芳，陳夢驍，沈紹斐，何奔騰.繼電保護整定計算電源運行方式優(yōu)化選擇方法[J].浙江大學學報（工學版），2018，52（09）：1753-1761.

作者簡介：

郭俊健，攀枝花攀鋼集團設計研究院有限公司，四川攀枝花。