淺析110kV電網(wǎng)故障與繼電保護(hù)整定計(jì)算

文/唐可偉 攀枝花攀鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川攀枝花 617023

1、110kV電網(wǎng)故障分析

現(xiàn)階段我國(guó)大部分地區(qū)都是用的是110kV電網(wǎng)線路。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，包括同一個(gè)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(zhǎng)線，由此可見(jiàn)，110kV電網(wǎng)線路是非常復(fù)雜的，無(wú)論是電網(wǎng)故障分析，還是系統(tǒng)繼電保護(hù)整定環(huán)合理設(shè)置，難度都比較大?；诖耍瑢W(xué)術(shù)界對(duì)其復(fù)雜的故障計(jì)算過(guò)程，提出了“故障修正導(dǎo)納矩陣”的概念，直觀來(lái)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(duì)于故障情況存在著一定區(qū)別時(shí)，只需要將其中的一些元素進(jìn)行更改，并經(jīng)過(guò)程序?qū)嵤┙y(tǒng)一化處理。但是，在對(duì)斷線狀況進(jìn)行處理時(shí)，修正導(dǎo)納矩陣難度就很大?；诖?，為了能夠讓求解過(guò)程與計(jì)算機(jī)特征相吻合，在深入研究之后，提出了很多與計(jì)算機(jī)條件相吻合的110kV電網(wǎng)故障計(jì)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(jì)算方法的核心，本文將著重分析繼電保護(hù)整定計(jì)算。

2、110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算分析

2.1 關(guān)于線路主保護(hù)的整定計(jì)算分析

在110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)過(guò)程中，例如，對(duì)分相電流差進(jìn)行保護(hù)時(shí)，通常來(lái)講，分相電流差的最低一級(jí)最高值需要經(jīng)過(guò)一次相電流，同時(shí)還需要將電流折算成二次值，并充分考慮對(duì)電阻的各種影響，這樣能夠提升110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)的靈活性。從線路末端的性質(zhì)來(lái)看，具有一定的靈敏度，倘若實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程，建議采用縱聯(lián)序停信元件。對(duì)于線路主保護(hù)的整定計(jì)算中，一般需要將480A進(jìn)行折算，得出對(duì)應(yīng)的二次值之后，再進(jìn)行整定計(jì)算；同時(shí)，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(jì)算為標(biāo)準(zhǔn)，從而獲得最合適的取值。然而在保護(hù)縱聯(lián)負(fù)序信元件的過(guò)程中，通常要折算720A，之后再完成整定計(jì)算，且末端靈敏度應(yīng)該高于2。

在線路保護(hù)整定計(jì)算的實(shí)際開(kāi)展過(guò)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(kāi)展繼電保護(hù)計(jì)算。反之，未滿足240A這個(gè)條件合適，便可以直接通過(guò)整定取值的方式對(duì)繼電實(shí)施保護(hù)。以縱聯(lián)保護(hù)為例，可以充分發(fā)揮定值的靈敏性實(shí)施整定計(jì)算。靈敏值與線路長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)該選擇2.5倍的信值電抗線路；與此同時(shí)，必須有效控制停信范圍。在計(jì)算電阻時(shí)，在保護(hù)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(hù)的整定計(jì)算分析

關(guān)于接地距離保護(hù)的整定計(jì)算，具體從這些方面入手：第一，接地距離保護(hù)Ⅰ段：在對(duì)側(cè)母線接地故障進(jìn)行整定時(shí)，則應(yīng)當(dāng)按照可靠躲過(guò)本線路，其可靠系數(shù)取值為0.7，動(dòng)作時(shí)間為0.0秒。第二，接地距離保護(hù)Ⅱ段：如果相鄰的線有縱差保護(hù)，并與相鄰縱差保護(hù)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(méi)有足夠的靈敏度對(duì)阻抗定值進(jìn)行整定；基于相關(guān)規(guī)程的規(guī)定，動(dòng)作時(shí)限應(yīng)當(dāng)按照“接地保護(hù)的第二段動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比斷路器拒動(dòng)時(shí)的全部故障切除時(shí)間大0.25-0.3s”，因此，1.0S就是接地距離保護(hù)Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)間。第三，按地距離保護(hù)Ⅲ段：整定依據(jù)是按照躲過(guò)本線路最大負(fù)荷下的最小阻抗值，同時(shí)還需要與相鄰線按地距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ段或者Ⅲ段保護(hù)配合。倘若靈敏度要求達(dá)不到，則根據(jù)靈敏度開(kāi)展整定計(jì)算。倘若時(shí)限有死循環(huán)的情況，需要對(duì)應(yīng)的設(shè)置解列點(diǎn)，且要最大限度避免變電站失壓。

2.3 關(guān)于元件保護(hù)的整定計(jì)算分析

需要對(duì)110kV電網(wǎng)主變支路、線路斷路器的失靈情況進(jìn)行整定計(jì)算的情況主要是電氣小方式運(yùn)行狀況之下。母線一旦超出“n-1”段線路的范圍時(shí)，在整定計(jì)算的過(guò)程中，主變低壓側(cè)以及被保護(hù)線路末端最小值的兩個(gè)將作為取值。倘若最小單相電流出現(xiàn)了問(wèn)題，整定計(jì)算所檢測(cè)出來(lái)的靈敏度通常會(huì)≥1.3。在實(shí)際操作的過(guò)程中，要盡量避免復(fù)雜的計(jì)算方式，例如，當(dāng)時(shí)機(jī)工作過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，建議將110A折成二次值，然后進(jìn)行整定計(jì)算。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，110kV電網(wǎng)故障與繼電保護(hù)整定計(jì)算，需要緊緊圍繞實(shí)際情況以及具體要求，對(duì)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(duì)應(yīng)的設(shè)置線路保護(hù)裝置，提升繼電保護(hù)的有效性，從而確保110kV電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。