110KV电网故障分析和继电保护整定计算教学分析

盘昱兵

在对110KV电网故障分析和继电保护整定计算教学过程中，要注重把握110KV电网故障分析和继电保护整定计算的关键点，加强对重点内容予以有效讲解，使学生能够对相关内容更好地理解和把握，确保在实际工作中，能够对相关问题做好妥善处理。

本论文概述当下电网的研究现状，对电网故障以及继电保护装置进行了文献资料的整理，发现传统的定值校核方法存在着盲目性与随意性，从而分析电网110kv系统的结构与运作模式，阐述了电网结构环境中系统具体的运作模式与中性点的接地模式选择。在分析故障电网的模型建构时，主要分析了导纳矩阵、与节点阻抗矩阵等内容。分析故障电网系统电流及其分支系数，使教学工作能够对重点内容予以把握，突出教学的实践性。

一、电网发展概况

随着电力系统网络规模的不断扩大，继电保护整定值的计算与保护配合的工作量越来越高，电网中110kv电网继电保护整定计算是一项十分复杂的技术工作，因系统存在出线多、平行线路存在零序互感等特点，随着电网规模的迅速发展，继电保护日常管理工作日益复杂，如系统运行方式的改变、设备检修、新设备的投运等都会引起保护配置和定值的相应改变：同时运行管理人员经常要进行大量的定值查询、系统整定、数据计算等工作，为保证保护正确动作考虑各种运行条件下的故障电流分布，保护配合情况，这些都仅靠人力完成是困难的，容易出现差错和漏洞，影响电力系统的安全运行，而用先进的计算机技术与可靠的软件系统相结合，可使继电保护整定计更加快速准确，并能进行大量的数据分析处理，为系统故障情况下进行事故分析提供依据，故开发整定计算智能软件并将之全面应用于电力系统继电保护整定计算及数据、图形与文档管理己显得尤为迫切和重要。

二、110kV电网故障教学要点分析

1.导纳矩阵

通常而言，若电网中存在着n个数量的单独节点，那么能够列举出n个数量的节点函数式，通过矩阵模式即能够表示如下：

（2-1）

在上述式子内，I所表示的是节点电流的列向量，组成元素为节点注进的电流，同时正方向为流向的节点；U所表示的是节点电压的列向量；Y所表示的是节点的导纳矩阵，其也是对网络中电路参量和连接模式的描述，属于单个n阶稀疏的对称式方阵。

节点导纳矩阵内的第i行的对角元素Yn，也就是节点i的自导纳，其就数值而言是第i节点加上单位电压，至于余下的节点所有接地后，通过节点i流向网络的注进电流。由于它和节点所注进电流所规定的正方向是相吻合的，因此，须与连至节点i的各个支路的导纳之和相等。节点导纳矩阵内的第i行所對应的非对角参量Yij，也就是即节点i和节点j内部的互导纳，其就数值方面等于第i节点与单位电压的数值之和，其他的所有的节点接地之后，通过节点j流入网络的注进电流中。须注意的是，此处节点j所对应的电流现实上通过网络

流出，正好和所规定的正方向反向，因此，恰巧和节点i和节点j内部连接起支路导纳的相关负值。可见，凡是和节点i并未与支路直接连接的节点，它们的互导纳数值等于零。

2.节点阻抗矩阵

将上述式子（2-1）等号不同端乘以Y-1，即能够推出如下的函数式

（2-2）

其中，上述式子中的z命名为节点阻抗矩阵，其和节点导纳矩阵二者互为逆矩阵，同时相同阶保持对称性。

节点阻抗矩阵内的第i行的对角因素Zij，也就是节点i的自阻抗，其在数值方面与第i节点所注进的单位电流相等，而全部其余节点所注进的电流均为零时，节点i所对应的电压。因而，Z也能够视为基于节点i出发然后过渡至全部网络看进去时的对地全部阻抗，或是将节点i当做一端，借鉴节点（即地）当做另一端，基于此2个端点看进去无源的两端网络的等值阻抗。节点阻抗矩阵内的第i行的非对角元素Zij，也就是节点i和节点j内部的互阻抗，其就数值上与第i点所注进的单位电流数值相等，而全部其余节点相应的注进电流均等于零时，节点j处的电压。因为在单个电网内，各个节点内部基本上内部分存在着互相电磁的关联性（涵盖间接性的关联性），因而，单独就节点i向电网注进单位电流之际，全部节点处的电压均不等于零。换而言之，互阻抗Zij都是非零的元素。因此，阻抗矩阵内并不存在着零元素，而属于满矩阵的类型。基于线性电路的互易的相关原理发现，阻抗矩阵义属于对称性的矩阵。

三、110kv电网继电保护整定计算教学要点

电力系统常见运行方式包括正常运行方式和正常检修方式。正常运行方式是指系统经常（指一年中的大部分时间）所处的运行方式。此时系统内的线路、变压器等设备全部投入运行，发电设备则按照系统上正常负荷的要求全部或部分投入。要充分发挥保护的作用，首先应改善正常运行情况下的保护性能。因此，整定保护定值时，应着眼于正常运行方式，尽量保证在正常运行方式下，保护有较好的工作性能。而正常检修方式，一般是指系统在正常运行方式下，与被保护的设备相邻的一回线或一个组件检修的运行状态。当被保护设备的相邻组件有多个时，就有多种正常检修方式。对保护进行整定计算时，应尽可能保证在各种正常检修方式下，保护装置的选择性和灵敏性都能满足“电网继电保护装置运行整定规程”规定的要求。

四、结束语

在进行110kV电网故障及整定计算教学过程中，要注重对重点内容予以把握，能够做好教学内容的分析，妥善地制定教学计划，使教学工作与实际应用保持一致性，更好地提升学生的能力。

（作者单位：广西电力职业技术学院）