繼電保護整定計算方法的研究及優(yōu)化

肖弘文

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，我國的繼電工程的發(fā)展也突飛猛進。繼電保護裝置的應用在一定程度上提升了電力網(wǎng)絡的智能化效果。而精確可靠的繼電保護整定計算則是提升繼電保護性能的重要指標。不同于電流電壓的計算，繼電保護的整定計算是一個非常復雜的過程，包含了雙口網(wǎng)絡H參數(shù)與網(wǎng)絡等值計算法應用。近些年，隨著計算機技術的興起，對繼電保護定值整定計算也由以往人工計算分析方式轉為計算機模擬分析計算，大大提升了其可靠性，繼電保護性能也有相當提高。但縱觀繼電保護分析計算現(xiàn)狀，依然存在一些問題，故本文就相關問題應對措施進行探討。

關鍵詞：繼電保護整定;計算方法;研究及優(yōu)化

引言

隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)等級不斷提高，電力系統(tǒng)變得越來越復雜和龐大，為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性，對繼電保護的研究變得十分重要，特別是對其整定計算方法的研究?，F(xiàn)簡單介紹了電力系統(tǒng)中繼電保護的工作原理，以及目前一些主流的繼電保護整定計算方法，并針對這些方法存在的問題提出了幾點優(yōu)化措施。

1繼電保護原理概述

繼電保護裝置的主要作用就是對電力系統(tǒng)中的故障和異常進行監(jiān)測，然后發(fā)出報警信號給工作人員，讓值班員人為消除故障，或在最短時間內(nèi)和最小區(qū)域內(nèi)自動將故障點隔離或切除，以減輕或避免其他設備的損壞，保障鄰域地區(qū)供電的穩(wěn)定。通常當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)中的電流、電壓、相位角、功角、頻率和測量阻抗都會發(fā)生變化，甚至當系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障時，出現(xiàn)相序分量和功率方向的變化，這些都可以作為繼電保護裝置判定被保護元件狀態(tài)的依據(jù)。另外，除反映各種電氣量的保護以外，還有根據(jù)電氣設備的特點實現(xiàn)反映非電量的保護，當繞組多相短路、匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關接觸不良或?qū)Ь€焊接不良時，電力線路中應該有瓦斯保護、過熱保護等裝置，確保電力線路的穩(wěn)定性與安全性。微機繼電保護裝置一般由三部分組成，分別是測量單元、邏輯單元和執(zhí)行單元，當繼電保護的范圍確定后，需要在范圍內(nèi)進行設置，比如根據(jù)發(fā)生故障的強弱做出跳閘、風險預警、不動作等反應。在執(zhí)行單元中，主要是根據(jù)邏輯判斷單元給出的指令進行執(zhí)行，確保繼電保護裝置的可靠性、靈活性等。

2當前繼電保護整定計算存在的問題分析

2.1相關計算軟件常見問題分析

相關軟件計算不準確性及整定計算結果的實用性問題是當前計算機軟件在整定計算時所暴露的嚴重不足。針對前者，軟件計算結果的不準確性，繼電保護數(shù)值的整定與計算是一個非常復雜的過程，因此相關軟件的開發(fā)設計具有一定的難度。在整定計算前首先需要對其進行基礎值的擬定及核算，并對整個計算過程中可能存在的錯誤分析法進行排除，隨后對各種情形計算結果進行對比擬合，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并予以糾正，而當多個繼電保護裝置之間配合出現(xiàn)問題時，則需要對其進行更為深入的研究說明。整個計算流程均需要具備豐富經(jīng)驗的人員參與進行，而簡單的依據(jù)理論知識來整定計算則勢必難以應對真實突發(fā)情況，整定結果使人產(chǎn)生質(zhì)疑。為了進一步確保整定結果的可靠性，一些人員甚至會自己再重新計算一遍，從而避免軟件計算存在偏差導致嚴重的后果。由此，軟件計算優(yōu)勢得不到展現(xiàn)，整定計算過程變得更為復雜。

2.2重復斷開同一段線路

如果采用計算機來進行繼電保護整定值的計算，那么在相關的計算中就會使用到循環(huán)保護的線性流程。然而這種方法有可能會造成多次沖段開斷同一條線路的情況在整定計算過程中出現(xiàn)。

3優(yōu)化措施分析

3.1運行方式選擇存在的問題

電力系統(tǒng)運行方式是影響繼電保護整定的重要因素，一般在進行繼電保護整定時只是將繼電保護所在的母線進行隔離，并沒有考慮到其他運行方式對整定的影響，這樣會造成保護范圍過大。找到電力系統(tǒng)的極端運行方式是進行繼電保護整定的關鍵一步，一般都是通過對保護所在的線路進行輪流開斷的方法來查找，然而在某些情況下這種方法無法找到電力系統(tǒng)的極端運行方式。為了能找到電力系統(tǒng)的最不利運行方式，運用計算機來完成繼電保護整定值的計算。計算機可以完成開斷線路，根據(jù)開斷線路所造成的擾動域來判斷繼電保護整定值的計算范圍，只有這樣才能準確查找出電力系統(tǒng)的最不利運行方式。

3.2提升計算軟件準確性與通用性

半自動整定模式是目前較為有效的通用的提升軟件計算精度的辦法，可以使用戶參與整個的計算流程中。對于用戶將計算的過程以及故障判斷方式等錄入軟件系統(tǒng)中，從而提高系統(tǒng)的自識別能力。在整個的計算整定過程中，運行方式往往具有多種選擇情況。首先電網(wǎng)存在許多不同的運行模式，且長期高負荷運行一次極易出現(xiàn)各種問題，其次在保護整定期間所涉及的故障電氣量往往比較復雜，且大都基于一定不利條件下所得到的極限值，同樣會使得整個結果存在較大偏差。但繼電保護則可以依據(jù)不用的工作環(huán)境以及電網(wǎng)供電形式等進行自由隨機組合。在對總的方式進行設計時，可以參照一下規(guī)律，即將各廠站全部設備均投入運行，打開開關以及外接線路時的等值電源阻抗選擇大方是運行情況下的阻抗值，一些變壓器中性點接地運行的則可以選擇零序阻抗較低的變壓器進行接地處理。

3.3分支系數(shù)計算問題

在開展繼電保護整定計算時，必須充分考慮到分布式電源變化對分支系數(shù)的影響，如果沒有嚴謹選擇合適的分支系數(shù)，會導致計算出的整定值有很大的誤差。為了能選擇合適的分支系數(shù)，在計算分支系數(shù)之前，要充分、全面地考慮到各方面因素，當分布式電源發(fā)生變化時，要修改舊數(shù)據(jù)，重新計算更新數(shù)據(jù)，保證分支系數(shù)的準確性，最大程度地減小分支系數(shù)的計算誤差。

3.4整定方法及整定步驟

繼電保護整定計算模式主要有離線模式和在線模式兩種，其中離線模式主要包括完全人工計算、半人工計算和全計算機計算三種。全人工計算是指繼電保護整定技術人員通過對區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構進行分析和計算，得出相關的短路電流和分支系數(shù)，最后根據(jù)整定規(guī)則和實際要求對保護值進行整定。半人工計算則是由計算機軟件先計算出線路相關的故障電流，然后由人工進行保護整定值的計算。全計算機計算則完全由計算機軟件來代替人工進行繼電保護的整定工作。

結語

繼電保護作為電力系統(tǒng)中的主要保護裝置，在保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性和可靠性方面起著不可替代的作用，因此提高和改善繼電保護裝置的性能十分必要。其中，對繼電保護整定值計算方法的研究十分重要，它關系到保護裝置的準確性和靈敏性。目前我國電網(wǎng)系統(tǒng)變得越來越龐大和復雜，繼電保護整定在實踐過程中遇到了不少問題，繼電保護整定計算既是一門理論學科，又是一門實踐學科，我們需要理論聯(lián)系實際，不斷發(fā)現(xiàn)并善于總結問題，最終找到解決途徑，保證繼電保護裝置的穩(wěn)定運行，提高電力系統(tǒng)的可靠性。

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