繼電保護(hù)整定計(jì)算存在的問題及解決措施探析

摘 要：繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障措施。在繼電保護(hù)機(jī)制正常運(yùn)行過程中，整定計(jì)算發(fā)揮了極為重要的作用。當(dāng)前所采用的整定計(jì)算方法存在著一定程度的缺陷和不足，影響了整定計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和計(jì)算效率，進(jìn)而對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)造成負(fù)面影響。文章圍繞繼電保護(hù)整定計(jì)算有關(guān)問題進(jìn)行探討，首先對(duì)繼電保護(hù)的技術(shù)要求、功能與整定計(jì)算做了簡(jiǎn)要說明，其次分析了現(xiàn)階段繼電保護(hù)整定計(jì)算中存在的主要問題，最后提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；整定計(jì)算；計(jì)算方法；缺陷；改進(jìn)建議；運(yùn)行方式

引言

社會(huì)的發(fā)展，特別是經(jīng)濟(jì)的騰飛，促進(jìn)了電力事業(yè)的成長(zhǎng)。電力的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)重要標(biāo)志和基本屬性。電力設(shè)備的用途日益廣泛，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、民生保障、國(guó)防安全、社會(huì)活動(dòng)對(duì)于電能的需求越來越高，電網(wǎng)負(fù)荷不斷增加，由此給電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的要求。由于負(fù)荷大，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，電網(wǎng)運(yùn)行可靠性問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。為了提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，確保供電正常穩(wěn)定，繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。整定計(jì)算是繼電保護(hù)裝置工作過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。和配電網(wǎng)中的電流計(jì)算不同，繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算方法更為復(fù)雜，過程更加繁瑣，難度更大。當(dāng)前我國(guó)繼電保護(hù)整定計(jì)算要求必須按照繼電保護(hù)對(duì)應(yīng)電力系統(tǒng)最大的運(yùn)行方式進(jìn)行，對(duì)于靈敏度的檢驗(yàn)則要按照最小的運(yùn)行方式進(jìn)行。但在實(shí)際工作中，采用上述方法進(jìn)行整定計(jì)算會(huì)需要許多問題，表露出該方法所具有的不足和一定缺陷。作者結(jié)合多年工作實(shí)踐，試對(duì)其進(jìn)行分析和探討。

1 繼電保護(hù)的技術(shù)要求、功能與整定計(jì)算概述

1.1 繼電保護(hù)的基本技術(shù)要求

電網(wǎng)作為現(xiàn)代社會(huì)最為重要的電力生產(chǎn)、供應(yīng)平臺(tái)，其運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性和安全性是評(píng)價(jià)電網(wǎng)水平的最關(guān)鍵因素。面對(duì)日益嚴(yán)峻的電力供應(yīng)形勢(shì)，電網(wǎng)內(nèi)的繼電保護(hù)裝置必須滿足運(yùn)行可靠、反應(yīng)迅速、靈敏、具有較強(qiáng)的可選擇性等要求。

1.2 繼電保護(hù)的功能

繼電保護(hù)的基本功能具有以下兩方面內(nèi)容：一是對(duì)電網(wǎng)輸電線一端反應(yīng)電氣量進(jìn)行保護(hù)，繼電保護(hù)裝置檢測(cè)到所屬電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)電力急劇升高超過規(guī)定值時(shí)，采取應(yīng)急保護(hù)措施，保障系統(tǒng)安全。具體類型包括零序電流保護(hù)、相電流保護(hù)等。二是當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)由于外部或自身原因發(fā)生故障時(shí)，針對(duì)由此發(fā)生的突變電流和功率改變進(jìn)行保護(hù)。

1.3 整定計(jì)算

現(xiàn)階段我國(guó)繼電保護(hù)采用整定值離線計(jì)算法，依據(jù)當(dāng)前相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減少外界因素對(duì)繼電保護(hù)的影響，保證繼電保護(hù)運(yùn)作的獨(dú)立性和可靠性。整定值離線計(jì)算法具有下列特性：一是缺乏自適應(yīng)能力，二是行為固化，具有較為明顯的特點(diǎn)規(guī)律，通常表現(xiàn)為工作狀態(tài)下的整定值是定值。當(dāng)前繼電保護(hù)整定計(jì)算常用方法包括序分量法、相分量法等，該方法能夠根據(jù)電網(wǎng)電壓變化和繼電保護(hù)適應(yīng)水平進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算與分析，是現(xiàn)階段整定計(jì)算領(lǐng)域最常見的計(jì)算方法。但是在具體計(jì)算過程時(shí)還存在較多的不足。

2 繼電保護(hù)整定計(jì)算中存在的主要問題

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)整定計(jì)算方法也在不斷完善，但是在實(shí)際工作中仍然有多種問題存在，具體表現(xiàn)為下面幾個(gè)方面。

2.1 分支系數(shù)計(jì)算環(huán)節(jié)存在較大偏差

分布式電源對(duì)于整定計(jì)算影響重大。開展配電網(wǎng)整定計(jì)算，必須充分考慮分布式電源發(fā)生變化對(duì)分支系數(shù)的影響，一旦分支系數(shù)發(fā)生改變，整定計(jì)算的結(jié)果也必然隨之發(fā)生變化，如果忽視這個(gè)變化，勢(shì)必會(huì)使得分支系數(shù)嚴(yán)重偏離實(shí)際情況，導(dǎo)致以之為基礎(chǔ)的延時(shí)時(shí)段動(dòng)作參數(shù)設(shè)定出現(xiàn)失誤。

2.2 斷相口位置開路電壓參數(shù)設(shè)置與實(shí)際嚴(yán)重不符

對(duì)于處于非全相震蕩狀態(tài)下的配電網(wǎng)進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，要將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電壓參數(shù)間的關(guān)系作為重要對(duì)象進(jìn)行評(píng)估，準(zhǔn)確把握電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)電壓參數(shù)造成的影響，以免造成計(jì)算量過大，設(shè)置參數(shù)與實(shí)際情況嚴(yán)重不符的問題發(fā)生。

2.3 不同運(yùn)行方式的選擇

運(yùn)行方式也是影響繼電保護(hù)整定計(jì)算的重要因素。在進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，不但要將繼電保護(hù)設(shè)備所在線路的母線的影響剝離，還要將其它運(yùn)行方式的對(duì)系統(tǒng)的影響納入考慮范圍之內(nèi)，以免造成故障控制范圍進(jìn)一步增大。

2.4 對(duì)線性流程運(yùn)用過高

線性流程運(yùn)用過高是造成繼電保護(hù)整定計(jì)算錯(cuò)謬的另一常見原因。過度使用線形流程，尤其在進(jìn)行分支系數(shù)運(yùn)算時(shí)，會(huì)導(dǎo)致分支系數(shù)運(yùn)算出現(xiàn)較高的重復(fù)率，從而嚴(yán)重降低繼電保護(hù)系統(tǒng)整定計(jì)算的速度。

3 繼電保護(hù)整定計(jì)算的改進(jìn)措施

3.1 關(guān)于分支系數(shù)計(jì)算環(huán)節(jié)的改進(jìn)

要充分考慮整定計(jì)算過程中各方面因素的影響，當(dāng)分布式電源發(fā)生變化時(shí)，不能再使用原有計(jì)算數(shù)據(jù)，而是要重新計(jì)算發(fā)生變化電源所在區(qū)域的繼電保護(hù)，從而避免分支系數(shù)帶來的誤差，最大限度保障繼電保護(hù)整定計(jì)算的準(zhǔn)確性。

3.2 關(guān)于斷相口開路電壓計(jì)算環(huán)節(jié)的改進(jìn)

針對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)作線路在非全相運(yùn)作同時(shí)具有明顯振蕩情況下的電壓參數(shù)進(jìn)行的計(jì)算，是繼電保護(hù)整定計(jì)算最核心任務(wù)。在配電網(wǎng)已經(jīng)明確的情況下，發(fā)電機(jī)的等值電勢(shì)參數(shù)、斷相口電壓參數(shù)、等值阻抗的參數(shù)之間的關(guān)系都已經(jīng)確定，但要是使用常規(guī)整定方法進(jìn)行計(jì)算就會(huì)面臨工作量過大的情況。導(dǎo)致這個(gè)問題產(chǎn)生的原因在于計(jì)算是以發(fā)電機(jī)的等值阻抗和電勢(shì)參數(shù)保持穩(wěn)定狀態(tài)為條件進(jìn)行的，但實(shí)際上這兩個(gè)參數(shù)會(huì)隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化而發(fā)生變化。每發(fā)生一次變化就需要重新進(jìn)行整定計(jì)算，反復(fù)的變化造成重復(fù)計(jì)算的頻繁發(fā)生，由此使得計(jì)算量急劇增長(zhǎng)。為避免這種情況，提高計(jì)算效率，在進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，假定發(fā)電機(jī)的電勢(shì)幅值為定值，在此基礎(chǔ)上對(duì)計(jì)算公式予以適當(dāng)簡(jiǎn)化。需要注意的是，該方法雖然有利于計(jì)算量的減少，但由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)致開路電壓參數(shù)發(fā)生波動(dòng)，而簡(jiǎn)化計(jì)算的方法沒有考慮這種變化，以至于在計(jì)算復(fù)雜結(jié)構(gòu)電網(wǎng)時(shí)誤差較大，適應(yīng)性不高。基于上述原因，在進(jìn)行斷相口的開路電壓計(jì)算時(shí)，一般采取網(wǎng)絡(luò)等值計(jì)算方法，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于在確保計(jì)算工作量和工作難度處于可允許范圍內(nèi)的同時(shí)，能夠大幅促進(jìn)繼電保護(hù)整定計(jì)算準(zhǔn)確率的提升。確定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型參數(shù)的方法與阻抗參數(shù)確定方法相似，輔以依照疊加原理，按照基于雙端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗參數(shù)等值計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)自阻抗和互阻抗參數(shù)進(jìn)行取值。

4 結(jié)束語

當(dāng)前我國(guó)正處于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，電能需求極大，電力系統(tǒng)面對(duì)著空前嚴(yán)峻的形勢(shì)，必須做好電力供應(yīng)保障。作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障要素，繼電保護(hù)的作用愈加突出。加強(qiáng)繼電保護(hù)整定計(jì)算研究，分析整定計(jì)算中存在的問題并加以改進(jìn)，是電力系統(tǒng)的重要課題。電力企業(yè)要充分重視繼電保護(hù)整定計(jì)算的重要意義，不斷改進(jìn)，落實(shí)保障措施，提高控制水平，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和電力供應(yīng)的正常可靠提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

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