王嘉琳

摘要：繼電保護裝置是電力系統(tǒng)重要的組成部分，一方面維護著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，另一方面保障著其運行的可靠性。文章從當前的繼電保護中整定計算方法所存在問題及其解決方法等方面進行分析，提出了與之相適應的解決措施。

關(guān)鍵詞：繼電保護；整定計算方法；解決對策；電力系統(tǒng)；繼電裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM744 文章編號：1009-2374（2016）33-0053-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.028

隨著當今我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)對我們各個領域的生產(chǎn)生活的正常運轉(zhuǎn)都起著不可替代的作用，因此，電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性成為了我們社會發(fā)展的決定性因素，變得越來越重要。繼電保護這一裝置，在電力系統(tǒng)的正常運行中起著安全的保障作用，它是維持電力穩(wěn)定供給的一條重要防線。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，它會準確無誤地加以識別，然后及時采取各種解決措施比如對故障的隔離和切除、緊急預警等，對于電力系統(tǒng)運行狀況起到一定的緩沖和保護作用，防止運行狀態(tài)惡化。同時，它有效地防止了設備的損毀，在一定程度上保障了市民的人身財產(chǎn)安全，對電能的高效利用和穩(wěn)定傳輸起著重要的保障作用。

1 繼電保護整定計算概述

要使繼電保護裝置得以安全可靠的運行，可以從它的機件設計、制造程序、整定計算，安全運行、全面維護等多個方面來進行。其中，整定計算進行準確應用對于繼電裝置的穩(wěn)定運行，具有重要的意義和保障作用。

我國電力系統(tǒng)的發(fā)展史，繼電保護中整定計算這一工具也是由簡單向高級逐步發(fā)展的過程。近幾年，我國電網(wǎng)規(guī)模加速擴大，起初的保護定值的計算方法由一般依賴于人工或者人工為主專用計算機為輔助，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槔脭?shù)字計算機為主。在一定程度上既順應了大數(shù)據(jù)時代潮流，又解決了工作量大、時間拖沓和計算精度和準確性的問題。

繼電保護的整定計算，在電力系統(tǒng)中是一個整體性的工作。這就要求計算人員要準確了解基本原理和熟練的掌握工作內(nèi)容。在具體的整定計算中，第一，要考慮電網(wǎng)系統(tǒng)運行的結(jié)構(gòu)和運行的實際要求等諸多因素；第二，要制定科學、可行的整定原則。

通常情況下，廣泛應用在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中的整定計算模式主要包括相分量法和序分量法，根據(jù)整定計算法則，可以做出具體的計算方法，其步驟為：第一，先用上述的兩種方法對電氣量進行準確的計算；第二，將故障電氣量作為依據(jù)來對繼電保護整定值進行計算。

2 繼電保護整定計算方法存在的主要問題

隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，繼電保護整定計算方法得到了很大程度的改善，但是在實際計算過程中仍然有各種各樣的問題，具體表現(xiàn)為以下方面：

2.1 分支系數(shù)計算環(huán)節(jié)存在較大偏差

電力系統(tǒng)中的電源運行模式多樣且分布較為分散，因此開展繼電保護整定計算，需充分考慮分布式電源發(fā)生變化對分支系數(shù)的產(chǎn)生的影響，分支系數(shù)一旦發(fā)生改變，整定計算的結(jié)果也將隨之發(fā)生變化。但是，當涉及到繼電保護的整定計算時，在電源運行模式和分支系數(shù)之間的影響往往難以做出精確評判，對于這一變化的忽視，分支系數(shù)與實際情況相偏離也在所難免，并導致延時時段動作參數(shù)設定出現(xiàn)一定失誤。

2.2 斷相口位置開路電壓參數(shù)設定與實際嚴重不符

繼電保護的整定計算中，計算電氣量、電流量是首要問題，需要充分考慮到線路的非全相運行過程而引起的電力系統(tǒng)震蕩對電氣量和電流量造成的影響。這個電氣量和電流量以正序斷相開口電壓為基礎。在計算端相開口的電壓時，一般利用疊加原理。在暫態(tài)穩(wěn)定性的計算數(shù)量減少方面，電力系統(tǒng)的內(nèi)部在非全相震蕩線路中，假設等效發(fā)電機的電勢與相位角度相同，接著用相應的公式計算開路電壓。這種計算方法有計算步驟少的優(yōu)勢，但也存在一定的缺點，因為這種計算方法會受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化的影響，一旦網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)環(huán)境發(fā)生變化，整定值需更新。假設不考慮網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變化在繼電保護整定計算中的結(jié)果所產(chǎn)生的影響，那么計算誤差將會進一步加劇，最終導致整定計算的結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。

2.3 電力系統(tǒng)最不利運行情況

在對計算動作值及靈敏度的檢驗上，需要查找出電力系統(tǒng)中最為不利的運行方式，一般是在整定計算中查找。對動作值進行計算時，采用輪流開斷保護所在線路母線的連接線路，從而使查找電力系統(tǒng)的最大化運行。在進行繼電保護靈敏度檢驗時，則是通過對線路背后母線連接的線路進行輪流開斷保護來實現(xiàn)查找系統(tǒng)的最小運行方式。由于無法快速查找電力系統(tǒng)運行中最不利的方式，所以在繼電保護的整定計算中過程中應該明確地計算出最不利的運行模式。與此同時，在進行此項工作時，也比較容易出現(xiàn)一條線路反復斷開的現(xiàn)象，從而影響整定計算的效率。

2.4 對線性流程運用過高

線性流程運用過高是導致繼電保護整定計算結(jié)果錯誤的另一常見原因。線形流程的過度使用，尤其是在進行分支系數(shù)的實際運算過程時，可能會導致分支系數(shù)的運算產(chǎn)生較高的重復率，從而導致繼電保護系統(tǒng)整定計算的速率嚴重降低。

2.5 繼電保護整點算法缺乏實用性和通用性

如果運用計算軟件來計算繼電保護的整定值，就必須對軟件的實用性進行充分考慮，一方面要保障計算軟件可以自動進行整定計算；另一方面也要將準確、可行的方案提供給用戶，一旦繼電保護整定計算的過程中沒有相應的交互設計，那么計算過程就會出現(xiàn)各種問題。

目前，整定計算是保障各級電網(wǎng)正常運行的關(guān)鍵一環(huán)，但是各級電網(wǎng)因為自身的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、配套裝置和運行方式的不同，在整定計算方面也采取了不同的模式和方法，這也導致了繼電保護整定算法的局限性，即只能針對相應配置條件下的用戶使用，所以繼電保護整定計算軟件的開發(fā)必須嚴格遵循用戶的需求而定。

3 繼電保護整定算法的改進措施

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

要全面充分地考慮整定計算過程中各方面因素的影響，當分布式電源產(chǎn)生變化的時候，就不能繼續(xù)使用原有計算數(shù)據(jù)，而是要重新計算這些發(fā)生變化電源所在區(qū)域的繼電保護，進而避免分支系數(shù)造成的誤差，以達到最大限度地保障繼電保護整定計算準確性的目的。

3.2 關(guān)于斷相口開路電壓計算環(huán)節(jié)的改進

一方面，采用雙口網(wǎng)絡的H參數(shù)法，因為繼電保護整定計算的結(jié)果在一定程度上受電網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的影響，可采用對震蕩發(fā)電機分解，形成兩個震蕩群，然后將其斷相口和等效電勢端口充當端口；另一方面，采用網(wǎng)絡等值計算的方法，以全非相電路中兩端的結(jié)點為結(jié)點，在對網(wǎng)絡進行操控的同時把它分為無源雙端口網(wǎng)絡，在運用補償原理計算相應的阻抗參數(shù)時，依照疊加原理對線路兩端的互阻抗和自阻抗參數(shù)進行取值，以此作為依據(jù)來計算斷相口開口電壓。

3.3 關(guān)于電力系統(tǒng)最不利運行情況的改進

在進行整定計算時，假設電力系統(tǒng)中有一條斷開的線路，并且這條線路會使系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，造成不必要的惡性影響，以至于同開斷線路相鄰的線路的短路電流會有一定的轉(zhuǎn)變，并影響最后的整定計算結(jié)果，我們可以觀察到某一范圍中整定值受到影響，受到影響的區(qū)域就是擾動區(qū)域；為了使同一線路不出現(xiàn)多次重復斷開的現(xiàn)象，可以采用其他順序，利用開斷線路循環(huán)狀況，重新安排設定好整定計算的順序，進而解決相同線路中多次出現(xiàn)開斷現(xiàn)象的問題。

3.4 加強對繼電保護整定計算系統(tǒng)的創(chuàng)新

為保證繼電保護整定算法的準確性，應當定期對電網(wǎng)整定計算軟件進行更新，同時分析并測試軟件運行過程，保證每個階段都能夠通過專業(yè)測試和科學開發(fā)過程的嚴密性，進而保證整定計算的準確率。以網(wǎng)絡等值法為例，當運用網(wǎng)絡等值法計算電力系統(tǒng)的整定數(shù)值時，電力系統(tǒng)無緣雙端口網(wǎng)絡圖的任何一條線都有可能出現(xiàn)問題，進而造成電力系統(tǒng)局部出現(xiàn)震蕩，從而使兩側(cè)節(jié)點端口出現(xiàn)松動。因此，在設計過程中，應當把電力系統(tǒng)內(nèi)部的正序網(wǎng)絡整體化成無源的一個雙端口網(wǎng)絡。

4 結(jié)語

經(jīng)濟的高速發(fā)展也帶動了電網(wǎng)規(guī)模的擴大發(fā)展，繼電保護的整定計算變得尤其重要。在電力系統(tǒng)實際的運行過程中，為了保證電力系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定地運行，電力企業(yè)必須充分重視繼電保護整定計算的重要意義，明確繼電保護整定計算中存在的所有問題，對于這些問題的不斷探究，采取與之相應的解決方法和手段，從而進一步提高控制能力，確保電力系統(tǒng)得以安全運行。

參考文獻

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（責任編輯：蔣建華）