110kV环网运行继电保护整定存在的问题及对策孙波--中国期刊网

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110kV环网运行继电保护整定存在的问题及对策孙波

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2020年第3期作者：孙波

[导读] 摘要：110kV是电网的重要组成部分，在地区应用上一般都是选择用环网设计、开环运行的方式，普遍存在多级串供现象。

        国网山西省电力公司大同供电公司山西省大同市 037008
        摘要：110kV是电网的重要组成部分，在地区应用上一般都是选择用环网设计、开环运行的方式，普遍存在多级串供现象。如果环网配置110kV环网线路开环运行，并不能完全满足电网运行可靠性与稳定性的要求。这样为了能够更好地实现电网可靠运行，同时又不会形成220kV/110kV电磁环网，可以将220kV变电站110kV环网线路与不同母线相连接。但是就110kV继电保护整定处理现状来看，并不能满足110kV环网运行网络需求，因此需要对继电保护整定计算做进一步的研究分析。
        关键词：110kV电网；环网运行；继电保护；问题；措施
        引言：
        在电力系统出现故障时，其继电保护设备会及时切断对应的设备，从而最大限度确保电力系统能够处于安全、稳定的运行状态之中。电力系统继电保护设备的可靠运行与继电保护设备的有关领域有着密切的关系，例如，配套设计、安装研制、运行维护以及整定计算等等，而其中整定计算非常重要，能够科学合理的实施保护，并精准地开展整定计算流程，从而保障相关设备能够处于稳定运行状态之中。
        1继电保护整定计算简析
        继电保护整定计算具有很强的整体性，要求整定计算人员熟练掌握各种继电保护原理以及基本操作，可以应对各种存在的问题。在进行继电保护整定计算时，需要对电力系统中应用的继电保护装置进行整定计算来获得相应的整定值，保证在电力系统发生故障时，各继电保护装置能够及时对故障部位进行切除，其中整定计算的准确性决定了继电保护装置能否及时做出反应。在对110kV环网继电保护进行整定计算时，虽然有一定的规则可循，但是在实际应用上还存在两个问题，即忽视了对各细节部位的原则制定，并且原则性规定使用范围已经被确定，并不能完全满足电网运行全面情况。因此，在对110kV环网继电保护整定计算时，除了要结合电网运行结构、运行要求一级保证装置几个方面因素，还应提高计算原则的合理性。例如输电线路末端出现故障时，可以利用最大三相短路电流值来进行整定计算；如果电路末端出现故障，利用敏感度来进行计算。从整体来看，继电保护整定计算是一项复杂的工作，应与计算原则相联系，在明确继电保护运行的原理基础上，解决整定计算中所存的问题，提高110kV环网运行稳定性。
        2继电保护核心技术与实行计划
        2.1运行方式处理
        系统运行方式就是每个有关联元件的运行状态的总和，比如元件接地、停运、运行等。实施故障和整定计算的基础是系统运行方式，这也是系统管理中的最为核心的部分。因为地区电网之间相对的运行方式各不相同，包括开环运行和环网运行两种方式。
        2.2环网运行处理
        电力系统运行方式也许是单个运行，同时也可能是多个运行，为了方便管理和使用，程序可以管理相关运行方式，即系统运行模式，应用者可以创建多种运行方式，同时各个系统都需要指定元件的运行状态和各个厂站的运行模式。新建系统运行模式可以直接继承原有的运行模式，但是元件的运行状态是要与被继承系统内部的元件运行相统一的。在整定计算的过程当中，建立于系统运行模式的基础之上，需要调整一部分的厂站和元件状态，以便获取整定大小运行模式，建立在大小运行模式的根本之上，可以根据切换厂站方式或者是元件轮断的方式，进而得到整定运行模式。
        3 110kV电网故障分析
        现阶段我国大部分地区都是用的是110kV电网线路。从其结构来看，包括同一个电源以及不同电源同杆并排架设下的各种单线、双线以及长线，由此可见，110kV电网线路是非常复杂的，无论是电网故障分析，还是系统继电保护整定环合理设置，难度都比较大。基于此，学术界对其复杂的故障计算过程，提出了“故障修正导纳矩阵”的概念，直观来讲就是将故障环境之中所造成的互联网结构进行更改，然后再以矩阵进行表示。对于故障情况存在着一定区别时，只需要将其中的一些元素进行更改，并经过程序实施统一化处理。

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但是，在对断线状况进行处理时，修正导纳矩阵难度就很大。基于此，为了能够让求解过程与计算机特征相吻合，在深入研究之后，提出了很多与计算机条件相吻合的110kV电网故障计算方法。
        4 110kV电网继电保护整定计算分析
        4.1关于线路主保护的整定计算分析
        在110kV电网继电保护过程中，例如，对分相电流差进行保护时，通常来讲，分相电流差的最低一级最高值需要经过一次相电流，同時还需要将电流折算成二次值，并充分考虑对电阻的各种影响，这样能够提升110kV电网继电保护的灵活性。从线路末端的性质来看，具有一定的灵敏度，倘若实现这个过程，建议采用纵联序停信元件。对于线路主保护的整定计算中，一般需要将480A进行折算，得出对应的二次值之后，再进行整定计算；同时，基于“任一故障均可被视为一类互联网结构的更高”，因此，要以灵敏度计算为标准，从而获得最合适的取值。然而在保护纵联负序信元件的过程中，通常要折算720A，之后再完成整定计算，且末端灵敏度应该高于2。
        在线路保护整定计算的实际开展过程中，倘若要达到240A的取值要求，一般是将240A折成二次值，随后才开展继电保护计算。反之，未满足240A这个条件合适，便可以直接通过整定取值的方式对继电实施保护。以纵联保护为例，可以充分发挥定值的灵敏性实施整定计算。灵敏值与线路长度有着密切的关系，线路越短，灵敏度越高。倘若线路≥0.1m时，应该选择2.5倍的信值电抗线路；与此同时，必须有效控制停信范围。在计算电阻时，在保护区之中最大阻抗值要小于最符合阻抗值才可以。
        4.2关于接地距离保护的整定计算分析
        关于接地距离保护的整定计算，具体从这些方面入手：第一，接地距离保护Ⅰ段：在对侧母线接地故障进行整定时，则应当按照可靠躲过本线路，其可靠系数取值为0.7，动作时间为0.0秒。第二，接地距离保护Ⅱ段：如果相邻的线有纵差保护，并与相邻纵差保护进行配合，但是不与相邻线接地距离Ⅰ、Ⅱ段进行配合，则按照本线末端所发生的金属故障有没有足够的灵敏度对阻抗定值进行整定；基于相关规程的规定，动作时限应当按照“接地保护的第二段动作时间应比断路器拒动时的全部故障切除时间大0.25-0.3s”，因此，1.0S就是接地距离保护Ⅱ段的动作时间。第三，按地距离保护Ⅲ段：整定依据是按照躲过本线路最大负荷下的最小阻抗值，同时还需要与相邻线按地距离保护Ⅰ、Ⅱ段或者Ⅲ段保护配合。倘若灵敏度要求达不到，则根据灵敏度开展整定计算。倘若时限有死循环的情况，需要对应的设置解列点，且要最大限度避免变电站失压。
        4.3关于元件保护的整定计算分析
        需要对110kV电网主变支路、线路断路器的失灵情况进行整定计算的情况主要是电气小方式运行状况之下。母线一旦超出“n-1”段线路的范围时，在整定计算的过程中，主变低压侧以及被保护线路末端最小值的两个将作为取值。倘若最小单相电流出现了问题，整定计算所检测出来的灵敏度通常会≥1.3。在实际操作的过程中，要尽量避免复杂的计算方式，例如，当时机工作过程中出现故障时，建议将110A折成二次值，然后进行整定计算。
        5结束语
        110kV继电保护整定是保证电网系统稳定性运行的主要措施，在进行整定计算时，需要以继电保护整定原则为依据。但是在实际应用过程中存在各种问题，这就需要对计算原则中不合理的地方进行优化完善，并针对存在的问题进行分析，采取有效的措施进行管理，争取不断提高环网运行的有效性。
        参考文献：
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        [2]曾静.110kV智能变电站继电保护配置研究[J].华东科技：学术版，2019（4）：249.
        [3]侯骏．济南电网220kV系统继电保护不配合问题及优化方案研究[D]．山东大学，2017