110kV電網故障分析和繼電保護整定計算分析

盤昱兵

（廣西電力職業技術學院,南寧 530033）

110kV電網故障分析和繼電保護整定計算分析

盤昱兵

（廣西電力職業技術學院,南寧 530033）

電力系統繼電保護設備在系統出現故障時須切斷相應的設備，從而及時地確保電力系統處于安全而又穩定的運行狀態中。電力體系繼電保護設備的可靠運作關涉到的是繼電保護設備的有關領域，包括安裝研制、配套設計、整定計算以及運行維護等，其中科學合理的保護配置與精準地展開整定計算流程，能夠有效地確保繼電保護設備處于穩定可靠的運行狀態之中，可謂作用非常地顯著且具有十分重要的作用。為了達到電網對于繼電保護所提出的選擇性、穩定性以及快速性等要求，從而確保繼電保護處于最好的配合狀態中，一定要做好電網故障的相關工作及其繼電保護整定計算的必備工作。

110kV電網；故障分析；電保護；計算分析

1 故障分析

電力系統故障研究（計算機計算方法）經歷了連續性發展的流程。學術界討論且總結出電網故障計算的若干最為基礎的方法。其理論前提為對稱分量法，將故障點當做切入點，把故障點非對稱化的三相電壓與電流分解成正、負與零相序等分量，進而把故障點非對稱化的三相電路的演算轉變成對稱性的三個相序等值電路的相關計算。它的核心在于把命名為端子方程故障點的相序電壓與電流的函數式當做互聯網方程的三序互聯網方程聯立加以求解。同時，學術界在對復故障進行計算的過程中，提出了諸如“故障修正導納矩陣”的定義，也就是把故障環境中造成的互聯網結構加以更改，且借助于一矩陣加以表示。至于故障情況存在著區別時，只須更改其中的若干元素之后，再通過程序加以統一化的處理，然而在處理斷線狀況時，修正導納矩陣并不容易。

因此，出于使得求解過程與計算機的特征本身更加地吻合的目的，學者們通過堅持不懈的研究之后，提出了不少與計算機條件相吻合的故障計算的方法。比如，有些方法被視為計算機故障分析法的階段性突，它的核心理念為“任一故障均可被視為一類互聯網結構的更改”。

2 繼電保護整定

國外有關整定計算方法的研究起步較早，于60年代初期，就已經有學者開始了該領域的研究。其中，具有代表性的是根據復雜化環網內方向電流與距離維持的最優配合問題的互聯網圖論計算方法，此計算方法的重心在于如何界定被視作配合計算的起點，同時具備數量最少的基數的保護式集合，也就是最小斷開點集(Minimum Break Point Set，MBPS)，進而界定保護整定的相應秩序。1967年，學者Knable第一次提出了基于互聯網圖論、探求斷開點的相關理論。2年之后，該學者又率先將保護整定演算和有關順序的矢量即RSV(Relative SequenceVector)加以相連，他所采納的是試探法來界定RSV，且針對性地提出RSV序列內的起始點保護即屬于斷開點。據此，它提出了界定環網內保護相對秩序的相應方法，率先把互聯網圖論與保護配合的關聯性加以相連，針對互聯網內所存在著的接線問題而提出了虛擬節點的定義，同時提出了主保護/后備保護(Primary-Back-up，P/B)的定義及其計算方法，從而替線路保護的整定計算方法打下了扎實的基礎。1988年，學者Bapeswara Ra等開展了深入的改善工作，并在前人的基礎上提出了一類能夠減少工作量、提高演算速度的求取并不復雜化的回路矩陣的新型方法，同時采納布爾法分析了最小斷開點集的計算方法。Jenkin等學者提出的是保護“基本后備”(Foundational Dependency)的定義，并據此推導出判斷給定的保護集合能否斷開全部有向回路的定則。1992年，學者王旭蕊等人對簡易回路矩陣的計算方法加以修訂，進一步改進了對應的計算方法。陳允平等學者提出了構建S函數，通過布爾法加以求解，同時在相關的論著中對現存的互聯網圖論計算方法加以總結，提出了搜索簡易回路的計算方法；同時出于化解T接線互聯網內保護相互配合的相關問題，提出了有關虛擬支路和虛擬保護的定義，同時改進了求取臨近保護配合關系的計算方法。

綜上所述，上述方法均要求探尋所有的簡單回路，并在此前提下展開BPS的檢索。因為互聯網簡易回路均屬于基本回路(數量是N)的隨意性組合，相應的組合方式也不一而足。Madani等學者采納的是“不相關樹”的檢索方法來取代簡單回路的檢索，基于互聯網化簡與分割，將對全互聯網最少斷開點的檢索化成數個子網，從而最少地探尋斷開點的檢索對象，進一步地簡化問題。然而，此法并未提出互聯網分割與子網不相關樹搜索的相應計算方法，此類檢索的復雜性也弱化了此計算方法的高效性。

在出現電網故障時，不僅僅提出的要求是應盡量及時地達到保護的目的，同時，在電網結構出現改變時，須通過盡可能少的保護定值加以改動，從而達到新型配合關系的目的。學術界給出基于此類要求作為優化目標對象的整定計算方法。借助于線性規劃法從而達到滿足配合關系的制約性目的，求出與以上目標相吻合的保護定值。

在新型保護持續性研制與電網智能化程度日益提高的背景下，基于電網運作情況的智能化方式來對它的定值的自適應保護目標已經達到。還有學者給出了一類可以基于電網運作狀態同步地調整保護定值，進而確保各個運作環境中的保護定值都可以達到最優化的計算方法。

3 總結

一般來說，繼電保護定值是在離線狀態下，根據化力系統運行的典型方式（如最大和最小運行方式）下整定得到。另外，目前地區電網的實際運行是當繼電保護整定方案設計好之后，系統的各個保護設置在運行過程中維持不變。但由于電力系統的工況瞬息萬變、運行條件復雜，難免出現特巧或極端的運行狀況，這時很有可能出現保護裝置違反＂四性＂要求的情況，如不及時發現和調整，可能會引起保護裝置的不正確動作（如誤動或拒動），從而造成電力系統的連鎖故障。因此，繼電保護定值的校核工作顯得十分必要。

[1]鄭中.繼電保護整定計算工具和方法的進步[J].四川電力技術,2012:No.1

[2]李岱.電力系統繼電保護設計的一般原則[J].云南電力技術,2014:NO.1

[3]許建安.繼電保護整定計算[M].中國水利水電出版社,2015(01).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.140