110kV环网运行继电保护整定存在的问题及优化措施研究

摘要：为满足社会经济发展需求，电网规模逐渐增大，电压等级不断升高，以提高电网运行稳定性为目的，虽然引进了更多新型设备与技术，并在一定程度上取得了效果，但是从总体上来看还存在问题。110kV以上继电保护对维持电网稳定运行具有重要意义，针对此方面工作，就需要对其继电保护整定中存在的问题进行分析，采取相应的措施争取不断提高电网运行效果。文章对110kV环网运行继电保护整定所存在问题进行了分析，并提出了相应的优化措施。

关键词：110kV；环网运行；继电保护整定；电网规模；电压等级 文献标识码：A

中图分类号：TM713 文章编号：1009-2374（2015）05-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0353

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。

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 110kV环网继电保护整定计算所存问题

2.1 断相口开路电压计算

在对110kV环网继电保护整定计算时，主要计算线路中电力系统非全相运行引起电力系统震荡时的电流量与电气量，应用的计算原则为正序断相靠口电压计算。计算中普遍存在利用叠加原理计算电网断相口开路电压的情况，其中为减少对暂态稳定性的计算次数，可以设定系统中红非全相震荡线路等效发电机在相位角与电势上相等，利用公式来计算电压。此种计算方法虽然可以有效减少计算量，但是忽略了电网结构对开路电压造成的影响，计算结果存在一定的误差。

对于此类问题，可以选择用双口网络H参数法与网络等值法进行解决：第一，双口网络H参数法，将重点放在电网网络结构对继电保护整定计算影响的分析上，将系统震荡发电机分为两个震荡群，期中将等效电势端口以及断相口作为端口。第二，网络等值法，即将全非相电路两侧结点作为结点，在对系统网络进行操作时，将电力系统网络结构划分为无源双端口网络。在此基础上结合补偿原理来计算求解无源双端口网络阻抗参数，其中可以对线路两侧互阻抗参数与自由阻抗参数进行叠加原理计算，最后完成非全相震荡断相口开路电压的

计算。

2.2 电力系统运行最不利情况

想要快速有效地确定电力系统运行存在的不利情况，只通过对系统的观察检测并不能完成，因此需要通过对继电保护整定计算来确定最不利的运行方式。一般情况下在电网中出现最不利运行时，很容易出现同一线路多次断开的情况，这样就会在很大程度上对整定计算造成影响。对于此类情况，第一，可以在整定计算时，设定电力系统中任意一条线路为断开状态，并且线路断开必定会对系统运行造成影响，使得相邻线路出现短路电流变化，最终影响整定计算结果，这样在对继电保护进行整定计算时，就可以以某一区域整定值影响情况来确定存在问题的具体位置。第二，为了有效避免统一线路存在重复断开的情况，在计算时可以不按照继电保护的次序来进行，而是利用开端线路循环情况来确定计算次序，提高整定计算的效果。

3 110kV环网线路保护整定计算原则优化

3.1 出线保护整定计算原则优化

电网系统110kV环网线路接地故障整定计算，大部分是将接地距离保护作为主要保护，零序段保护作为高阻接地后备保护，结合此在对110kV环网外线末故障相应保护或者断路器拒动导致的母线短路器跳开后，环网线路对侧相间以及接地距离段对相邻线路灵敏度可以满足系统运行需求。其中为了能够满足系统运行对灵敏度的需求，对于220kV主变110kV测复压闭锁方向过流以及零序方向过流保护第2时限与第1时限配合级差变为2个，并对220kV主变110kV、220kV侧后备保护动作时限进行调整。通过对整定计算原则的优化，可以利用保护相继动作来提高220kV变电站110kV环网线路的灵敏度，避免了220kV变电站非110kV环网线路故障相应保护或者断路器拒动导致220kV主变110kV侧相应方向保护第1时限动作跳开110kV母联断路器，达到利用110kV环网线路对侧相应动作隔离故障的目的，将停电故障的影响范围降到最小。

3.2 测距离保护整定计算原则优化

3.2.1 线路相间距离保护整定。如果220kV变电站存在2台以上主变压器，110kV环网线路对侧相间距离Ⅱ段按照2台主变运行，110kV环网合环运行并且母联断路器断开运行，相邻线路末端金属性相间故障存在1.2灵敏度整定，这样在整定计算时，就需要将110kV环网线路与不同母线进行连接。如果相间距离保护整定配合与灵敏度存在矛盾，应该保证灵敏度满足系统运行要求。对于相邻单供线路，应以相邻线路相间距离I段伸入线末主变内部整定；对于相邻串供线路，并且配置纵连保护的，应利用纵联保护来辅助整定，其中110kV环网内线路必须要配置纵连保护，对于没有采取纵连保护措施的线路不得合环运行。

3.2.2 线路接地距离保护整定。如果220kV变电站存在2台以上主变时，则接地距离Ⅱ段采取2台主变运行、110kV母联断路器、110kV环网合环的方式存在1.2灵敏度整定，并且要将110kV环网线路与不同母线连接。在接地距离保护整定配合与灵敏度原则发生矛盾时，应保证保护装置的灵敏度。

4 结语

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

[1] 潘仁军，彭俊勇，唐怡密.110kV环网运行继电保护整定存在的问题及对策[J].湖南电力，2011，（5）.

[2] 莫建平.110kV以上继电保护整定存在的问题及解决对策[J].技术与市场，2012，（5）.

[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，2012.

作者简介：林超（1978-），男，山东莱阳人，山东省莱阳市供电公司变电检修班技师，研究方向：继电保护。

（责任编辑：秦逊玉）