繼電保護整定計算方法的探究及改善措施

江靜

【摘 ?要】當今社會，在電力系統(tǒng)中，由于各種自然、人為等因素引起的電力設備的故障慢慢增加，不僅對配電網(wǎng)的日常運行造成了干擾，而且容易引起配電網(wǎng)出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，從而導致區(qū)域性的停電問題產生，甚至會引發(fā)人員傷亡等重大事故。文章就我國當前的繼電保護整定計算的方法中出現(xiàn)的問題做出詳細的分析和討論，并提出了相關的解決措施。

【關鍵詞】繼電保護;整定計算方法;探究及改善措施

引言

隨著社會經濟的發(fā)展速度越來越快，我國各個行業(yè)對電力資源的需求量也隨之加大，電力企業(yè)必須不斷地擴大其電網(wǎng)的規(guī)模，配置一些容量更大、參數(shù)更高的電氣設備。當然，如何在確保用戶供電質量的情況下保障電網(wǎng)的安全運行就顯得至關重要。然而，隨著電網(wǎng)電壓級數(shù)的增高和電網(wǎng)容量的增大，電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性將受到極大的影響，如會導致部分用戶的用電質量降低，嚴重的會導致電力系統(tǒng)不能安全可靠地運行。在電力系統(tǒng)的運行過程中，一旦某個部件出現(xiàn)短路或者其它故障，位于線路中的繼電器能夠迅速地將故障切除掉，有效地確保了電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，因此，必須選擇性能優(yōu)良的繼電保護裝置來完成電力系統(tǒng)中的繼電保護。同時，繼電保護中的整定計算方法也相當重要。

1繼電保護整定計算介紹

在高壓電力網(wǎng)中，繼電保護裝置是極其重要的一個組成部分，然而要想保證繼電保護裝置能夠安全可靠的運行，設計者還必須根據(jù)繼電保護裝置的制造程序、機件設計、運行安全、整定計算以及全面維護等各個方面來進行考慮。其中繼電保護整定計算的作用和意義尤為重要。近年來我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，在此過程中，保護定值的計算方法也從人工計算開始轉向計算機計算，一定程度上適應了當前大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢，解決了過去整定計算工作量大，耗時長和計算精準率不高的問題。繼電保護的整定計算是電力系統(tǒng)中一個整體性的計算工作，相關計算人員必須要準確了解其基本原理，同時還要熟練掌握電網(wǎng)運行特點。在繼電保護整定計算過程中，計算人員首先必須要考慮到電力系統(tǒng)的運行結構和運行要求。其次是要制訂科學有效的計算方案，通常情況下，序分量法和相分量法是目前電力系統(tǒng)中應用較為廣泛的整定計算方法。除此以外，相關計算人員還要根據(jù)整定計算的原則提出具有實際操作性的計算方法。例如，先采用相分量法和序分量法對相關的電氣量進行計算，之后再根據(jù)出現(xiàn)故障的電氣量來完成繼電保護整定值的計算。

2繼電保護整定計算方法存在的問題

2.1無法找到對電力系統(tǒng)最不利的運行方式

在對繼電保護整定值進行具體計算時，為了計算其動作值以及校驗的靈敏度，工作人員必須先找出對電力系統(tǒng)最不利的運行方式。在計算繼電保護的動作值的過程中，如果要找到對電力系統(tǒng)最不利的運行方式，就需要輪流將繼電保護所處母線上關聯(lián)的線路斷開。并且，輪流開斷線路的次數(shù)一般為一次到兩次。在對繼電保護的靈敏度進行校驗時，為了找到電力系統(tǒng)的最小運行方式，也只需輪流開斷繼電保護所在母線上關聯(lián)的線路。

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)。還是以圖1為例，在對A到B線路中的1號繼電保護I段動作值進行計算時，需要在B母線上輪流開斷一條到兩條線路。而在計算E到C線路中E側繼電保護的I段動作值時，還需要將在整定A到B線路時的繼電保護1時已經開斷過的線路再次進行輪流開斷。除此以外，在計算繼電保護延時段動作值時同樣存在類似問題。

3關于整定計算方法存在問題的解決對策

3.1尋找對電力系統(tǒng)最不利的運行方式的方法

在利用計算機對繼電保護整定計算的過程中，進行相關的開斷線路時，必須按照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，才能對繼電保護整定計算所需要的對電力系統(tǒng)最不利的運行方式進行準確的查找。其中，擾動域指的是，如果將大型的電力系統(tǒng)中任意某一線路M斷開，那么在開斷線路時會導致電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構發(fā)生相應的對稱變化，并且這種變化會影響到與線路M相鄰的線路中的短路電流的水平，從而影響到相鄰線路中繼電保護的最終整定結果。因此，將受到開斷線路影響的某個區(qū)域中繼電保護裝置的整定值的區(qū)域稱為擾動域。如果要確定擾動域，首先就得給定一個小數(shù)ε，那么一旦某條線路發(fā)生開斷現(xiàn)象之后，就得計算以開斷線路為圓心由內向外逐層地對經過同一層線路保護的短路電流值，同時，比較開斷后經過繼電保護的短路電流和開斷前經過該繼電保護的短路電流，若兩者之間的電流差值≥ε，那么就繼續(xù)向外查找;如果兩者之間的電流差值約近似于ε，就表示已經到達擾動域的邊界。而兩者電流差值≤ε的線路組成了擾動域，如圖2所示。

3.2減少重復斷開同一線路的方法

在運用計算機進行繼電保護整定值計算時，不能再采用之前的繼電保護循環(huán)方式來對整定計算的先后順序進行就確定，而是要根據(jù)開斷線路的循環(huán)來調整繼電保護的整定計算的先后順序，從而使重復開斷同一線路的現(xiàn)象有效降低。例如，在開斷圖1中B到C的線路時，只需要分別計算A到B線路中繼電保護1以及E到C線路中的E側保護的整定值，就能夠達到有效避免多次重復開斷B到C線路的問題。

3.3創(chuàng)新繼電保護整定計算方法

為了保證繼電保護整定計算結果的準確性，電力企業(yè)必須對電力系統(tǒng)中相關的整定計算軟件進行定期更新，同時對其運行過程進行科學合理的分析和測試，從而保證所有計算環(huán)節(jié)都能夠通過測試，并且具備一定的嚴謹性和準確性。以網(wǎng)絡等值法為例，如果運用網(wǎng)絡等值法對電力系統(tǒng)中的繼電保護整定值進行計算時，電力系統(tǒng)中任意一條無緣雙端口網(wǎng)絡圖線路都有可能會出現(xiàn)問題，并造成局部電力系統(tǒng)振蕩，嚴重時還有可能導致兩側節(jié)點端口出現(xiàn)松動。因此，在電力系統(tǒng)繼電保護裝置設計過程中，需要將電力系統(tǒng)中的正序網(wǎng)絡整體裝成一個無源的雙端口網(wǎng)絡。

4繼電保護裝置整定計算的展望

通過介紹發(fā)電機保護的整定原則可知要想對發(fā)電機保護定值進行精準的整定計算，不僅要熟知保護的原理、算法，還要熟悉機組的運行特性，部分定值是以實測數(shù)值為依據(jù)整定完成的。繼電保護軟件整定計算運行模式死板、限制性強，對電力系統(tǒng)技術人員并沒有實質性的幫助;軟件在進行計算時，數(shù)據(jù)錄入繁瑣，可操作性太低，對操作人員的要求較為嚴格。隨著計算機及軟件技術的不斷發(fā)展，相信繼電保護整定計算軟件的適應性和友好性將不斷進步，但是我們也應該認識到，繼電保護不僅重要，同時還相當復雜，在整定計算過程中人的因素是替代不了的，計算軟件只能是作為一個工具簡化計算，但最終還是要保護專業(yè)人員把關。

結語

伴隨著社會經濟的不斷發(fā)展，人民生活以及企業(yè)生產的用電需求不斷增加。確保供電的穩(wěn)定性和安全性，對于電力企業(yè)顯得至關重要。在電力系統(tǒng)實際的運行過程中，為了確保電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定安全的運行，要對繼電保護整定計算方式中所出現(xiàn)的問題加以重視，并且及時的采取相關解決措施，以保證電力系統(tǒng)可以安全正常的運行，從而為社會生產以及人民生活持續(xù)不斷的提供電量。這不僅能夠促使企業(yè)得到長久穩(wěn)定的發(fā)展，而且有利于人民生活水平以及社會經濟效益的提高。

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（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司揚州市江都區(qū)供電分公司）