110kV电网故障分析与继电保护整定计算

杨德印

摘 要：随着我国经济水平的不断提高，無论是日常生活还是社会生产，都离不开电力资源的支持与帮助。在我国的快速发展中，电力系统的稳定性与安全性是至关重要的。实际表明，继电保护装置故障不仅大幅度限制了人们的生活，还严重影响着生产工作。因此，如何处理好电力系统继电保护装置问题，也是目前电力系统发展中最亟待解决的问题。本文以110kV电网为研究对象，对其电网故障以及继电保护整定计算进行探讨。

关键词：110kV电网;故障;继电保护;整定计算

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。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，而“任一故障均可被视为一类互联网结构的更高”是各种故障计算方法的核心，本文将着重分析继电保护整定计算。

一、110kV电网故障分析

（一）外力破坏

110kV配电线路具有极广的覆盖面，在建设与运行阶段，很容易因外力因素的影响而受到破坏，而从总体上来看，这些外力破坏原因又可以具体分为三种。首先，是城市建设破坏，随着社会经济的发展，配电网络建设的同时城市建设也正不断推进，无论是市政道路施工还是建筑工程施工，其规模都是比较大的，一旦在施工中出现失误或是未能对配电线路加以注意，施工机械与材料就很可能会对线路、塔杆造成破坏。除大型施工外，城市居民生活以及各种活动也都会给配电线路带来威胁，如高空坠物、礼炮、彩带缠绕、展示牌触碰等等。其次是交通事故，配电网络要想在城乡区域实现全范围覆盖，就不可避免的需要跨越公路、铁路等交通线路，一旦这些区域的配电线路周围发生交通事故，自然也就会对配电线路造成破坏，如重型卡车因高度超限而挂断线路、车辆撞倒塔杆等等。最后，是盗窃行为，配电网络中的线路与配电设备都具有一定的经济价值，因而很多不法分子会为了蝇头小利而偷窃配电线路与设备，此类事件虽然近年来相对较少，但所造成的危害却是非常严重地。

（二）自然灾害

自然灾害是指因气候、动植物等自然界因素所造成的破坏，常见的有雷击事故、暴雨、大风、动物破坏等等。其中雷击事故是指雷雨天气下配电线路或塔杆因周围缺少高达建筑物或树木而遭到雷击，从而造成配电线路或设备的损毁，这类事故是自然灾害破坏中最为常见的一种。而在暴雨天气下，雨水的冲刷不仅容易导致塔杆倾斜或倒塌，同时由于水具有导电的属性，因此也很可能造成金属配电设备间的短路。大风天气容易刮起各种杂物，一旦撞倒配电线路就很可能对其造成破坏，另外当风力过大时，也可能会使周围树木或广告牌等其他物体倒塌，并压在配电线路上。另外，由于配电线路有很大一部分位于野外，因而也可能会遭到一些动物的破坏，如猫、蛇等动物在配电变压器上导致相间短路，以及鼠、蚁等巢穴导致塔杆松动并倒塌等等。

（三）管理疏忽

从目前来看，配电线路在使用阶段的故障是很难避免的，但通过运维管理工作，则能够将这类故障的发生概率大大降低，然而由于很多区域的配电线路运行管理工作经常会出现疏漏或失误，因而配电线路故障问题仍然是比较常见的。例如配电线路在使用过程中必然会造成磨损，当线路磨损或老化过于严重时，就必须要及时进行更换，以免引发短路等故障，但如果运维管理人员在巡检工作中不认真，未能及时发现老化、磨损严重地线路并进行更换，配电线路的性能自然就会产生较为严重地缺陷，最终导致故障的发生。

二、110kV电网继电保护整定计算分析

（一）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，同时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。

（二）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接地距离保护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。

（三）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。

三、结束语

综上所述，110kV电网故障与继电保护整定计算，需要紧紧围绕实际情况以及具体要求，对供电网络进行整改，最大限度减少线路之中的串供线路，并对应的设置线路保护装置，提升继电保护的有效性，从而确保110kV电网能够稳定运转。

参考文献：

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