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(shè)備會及時切斷對應(yīng)的設(shè)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(shè)備的可靠運行與繼電保護設(shè)備的有關(guān)領(lǐng)域有著密切的關(guān)系，例如，配套設(shè)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(xué)合理的實施保護，并精準(zhǔn)地開展整定計算流程，從而保障相關(guān)設(shè)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(jìn)行探討。

【關(guān)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(shè)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(fù)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(shè)置，難度都比較大。基于此，學(xué)術(shù)界對其復(fù)雜的故障計算過程，提出了“故障修正導(dǎo)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(jìn)行更改，然后再以矩陣進(jìn)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(jìn)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(jìn)行處理時，修正導(dǎo)納矩陣難度就很大。基于此，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(guān)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(jìn)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(jìn)行折算，得出對應(yīng)的二次值之后，再進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，從而獲得最合適的取值。然而在保護縱聯(lián)負(fù)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(yīng)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(dá)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(guān)系，線路越短，靈敏度越高。倘若線路≥0.1m時，應(yīng)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(guān)于接地距離保護的整定計算分析

關(guān)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(jìn)行整定時，則應(yīng)當(dāng)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(jìn)行配合，但是不與相鄰線接地距離Ⅰ、Ⅱ段進(jìn)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(jìn)行整定；基于相關(guān)規(guī)程的規(guī)定，動作時限應(yīng)當(dāng)按照“接地保護的第二段動作時間應(yīng)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(fù)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(dá)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(yīng)的設(shè)置解列點，且要最大限度避免變電站失壓。

2.3關(guān)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(jìn)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(fù)雜的計算方式，例如，當(dāng)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(jìn)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(luò)進(jìn)行整改，最大限度減少線路之中的串供線路，并對應(yīng)的設(shè)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(xiàn)：

[1]張麗娟.繼電保護整定計算方法的探究及改善措施[J].電氣時代，2018（09）：63-64.

[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(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2018，52（09）：1753-1761.

作者簡介：

郭俊健，攀枝花攀鋼集團設(shè)計研究院有限公司，四川攀枝花。