肖弘文

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的繼電工程的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用在一定程度上提升了電力網(wǎng)絡(luò)的智能化效果。而精確可靠的繼電保護(hù)整定計(jì)算則是提升繼電保護(hù)性能的重要指標(biāo)。不同于電流電壓的計(jì)算，繼電保護(hù)的整定計(jì)算是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，包含了雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)與網(wǎng)絡(luò)等值計(jì)算法應(yīng)用。近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，對(duì)繼電保護(hù)定值整定計(jì)算也由以往人工計(jì)算分析方式轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)模擬分析計(jì)算，大大提升了其可靠性，繼電保護(hù)性能也有相當(dāng)提高。但縱觀繼電保護(hù)分析計(jì)算現(xiàn)狀，依然存在一些問題，故本文就相關(guān)問題應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)整定;計(jì)算方法;研究及優(yōu)化

引言

隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)等級(jí)不斷提高，電力系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜和龐大，為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性，對(duì)繼電保護(hù)的研究變得十分重要，特別是對(duì)其整定計(jì)算方法的研究?，F(xiàn)簡(jiǎn)單介紹了電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的工作原理，以及目前一些主流的繼電保護(hù)整定計(jì)算方法，并針對(duì)這些方法存在的問題提出了幾點(diǎn)優(yōu)化措施。

1繼電保護(hù)原理概述

繼電保護(hù)裝置的主要作用就是對(duì)電力系統(tǒng)中的故障和異常進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后發(fā)出報(bào)警信號(hào)給工作人員，讓值班員人為消除故障，或在最短時(shí)間內(nèi)和最小區(qū)域內(nèi)自動(dòng)將故障點(diǎn)隔離或切除，以減輕或避免其他設(shè)備的損壞，保障鄰域地區(qū)供電的穩(wěn)定。通常當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)中的電流、電壓、相位角、功角、頻率和測(cè)量阻抗都會(huì)發(fā)生變化，甚至當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，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(hù)裝置判定被保護(hù)元件狀態(tài)的依據(jù)。另外，除反映各種電氣量的保護(hù)以外，還有根據(jù)電氣設(shè)備的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)反映非電量的保護(hù)，當(dāng)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(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良時(shí)，電力線路中應(yīng)該有瓦斯保護(hù)、過熱保護(hù)等裝置，確保電力線路的穩(wěn)定性與安全性。微機(jī)繼電保護(hù)裝置一般由三部分組成，分別是測(cè)量單元、邏輯單元和執(zhí)行單元，當(dāng)繼電保護(hù)的范圍確定后，需要在范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)置，比如根據(jù)發(fā)生故障的強(qiáng)弱做出跳閘、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、不動(dòng)作等反應(yīng)。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(jìn)行執(zhí)行，確保繼電保護(hù)裝置的可靠性、靈活性等。

2當(dāng)前繼電保護(hù)整定計(jì)算存在的問題分析

2.1相關(guān)計(jì)算軟件常見問題分析

相關(guān)軟件計(jì)算不準(zhǔn)確性及整定計(jì)算結(jié)果的實(shí)用性問題是當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件在整定計(jì)算時(shí)所暴露的嚴(yán)重不足。針對(duì)前者，軟件計(jì)算結(jié)果的不準(zhǔn)確性，繼電保護(hù)數(shù)值的整定與計(jì)算是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，因此相關(guān)軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)具有一定的難度。在整定計(jì)算前首先需要對(duì)其進(jìn)行基礎(chǔ)值的擬定及核算，并對(duì)整個(gè)計(jì)算過程中可能存在的錯(cuò)誤分析法進(jìn)行排除，隨后對(duì)各種情形計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比擬合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題并予以糾正，而當(dāng)多個(gè)繼電保護(hù)裝置之間配合出現(xiàn)問題時(shí)，則需要對(duì)其進(jìn)行更為深入的研究說明。整個(gè)計(jì)算流程均需要具備豐富經(jīng)驗(yàn)的人員參與進(jìn)行，而簡(jiǎn)單的依據(jù)理論知識(shí)來整定計(jì)算則勢(shì)必難以應(yīng)對(duì)真實(shí)突發(fā)情況，整定結(jié)果使人產(chǎn)生質(zhì)疑。為了進(jìn)一步確保整定結(jié)果的可靠性，一些人員甚至?xí)约涸僦匦掠?jì)算一遍，從而避免軟件計(jì)算存在偏差導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。由此，軟件計(jì)算優(yōu)勢(shì)得不到展現(xiàn)，整定計(jì)算過程變得更為復(fù)雜。

2.2重復(fù)斷開同一段線路

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

3優(yōu)化措施分析

3.1運(yùn)行方式選擇存在的問題

電力系統(tǒng)運(yùn)行方式是影響繼電保護(hù)整定的重要因素，一般在進(jìn)行繼電保護(hù)整定時(shí)只是將繼電保護(hù)所在的母線進(jìn)行隔離，并沒有考慮到其他運(yùn)行方式對(duì)整定的影響，這樣會(huì)造成保護(hù)范圍過大。找到電力系統(tǒng)的極端運(yùn)行方式是進(jìn)行繼電保護(hù)整定的關(guān)鍵一步，一般都是通過對(duì)保護(hù)所在的線路進(jìn)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(yùn)行方式。為了能找到電力系統(tǒng)的最不利運(yùn)行方式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)來完成繼電保護(hù)整定值的計(jì)算。計(jì)算機(jī)可以完成開斷線路，根據(jù)開斷線路所造成的擾動(dòng)域來判斷繼電保護(hù)整定值的計(jì)算范圍，只有這樣才能準(zhǔn)確查找出電力系統(tǒng)的最不利運(yùn)行方式。

3.2提升計(jì)算軟件準(zhǔn)確性與通用性

半自動(dòng)整定模式是目前較為有效的通用的提升軟件計(jì)算精度的辦法，可以使用戶參與整個(gè)的計(jì)算流程中。對(duì)于用戶將計(jì)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(shí)別能力。在整個(gè)的計(jì)算整定過程中，運(yùn)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(yùn)行模式，且長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行一次極易出現(xiàn)各種問題，其次在保護(hù)整定期間所涉及的故障電氣量往往比較復(fù)雜，且大都基于一定不利條件下所得到的極限值，同樣會(huì)使得整個(gè)結(jié)果存在較大偏差。但繼電保護(hù)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(jìn)行自由隨機(jī)組合。在對(duì)總的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以參照一下規(guī)律，即將各廠站全部設(shè)備均投入運(yùn)行，打開開關(guān)以及外接線路時(shí)的等值電源阻抗選擇大方是運(yùn)行情況下的阻抗值，一些變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的則可以選擇零序阻抗較低的變壓器進(jìn)行接地處理。

3.3分支系數(shù)計(jì)算問題

在開展繼電保護(hù)整定計(jì)算時(shí)，必須充分考慮到分布式電源變化對(duì)分支系數(shù)的影響，如果沒有嚴(yán)謹(jǐn)選擇合適的分支系數(shù)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)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(jì)算分支系數(shù)之前，要充分、全面地考慮到各方面因素，當(dāng)分布式電源發(fā)生變化時(shí)，要修改舊數(shù)據(jù)，重新計(jì)算更新數(shù)據(jù)，保證分支系數(shù)的準(zhǔn)確性，最大程度地減小分支系數(shù)的計(jì)算誤差。

3.4整定方法及整定步驟

繼電保護(hù)整定計(jì)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(jì)算、半人工計(jì)算和全計(jì)算機(jī)計(jì)算三種。全人工計(jì)算是指繼電保護(hù)整定技術(shù)人員通過對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算，得出相關(guān)的短路電流和分支系數(shù)，最后根據(jù)整定規(guī)則和實(shí)際要求對(duì)保護(hù)值進(jìn)行整定。半人工計(jì)算則是由計(jì)算機(jī)軟件先計(jì)算出線路相關(guān)的故障電流，然后由人工進(jìn)行保護(hù)整定值的計(jì)算。全計(jì)算機(jī)計(jì)算則完全由計(jì)算機(jī)軟件來代替人工進(jìn)行繼電保護(hù)的整定工作。

結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)中的主要保護(hù)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(hù)裝置的性能十分必要。其中，對(duì)繼電保護(hù)整定值計(jì)算方法的研究十分重要，它關(guān)系到保護(hù)裝置的準(zhǔn)確性和靈敏性。目前我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)變得越來越龐大和復(fù)雜，繼電保護(hù)整定在實(shí)踐過程中遇到了不少問題，繼電保護(hù)整定計(jì)算既是一門理論學(xué)科，又是一門實(shí)踐學(xué)科，我們需要理論聯(lián)系實(shí)際，不斷發(fā)現(xiàn)并善于總結(jié)問題，最終找到解決途徑，保證繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]李彥新.繼電保護(hù)整定計(jì)算存在的問題及解決措施探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（14）：205.

[2]陳萍，譚敏.繼電保護(hù)整定計(jì)算存在不足點(diǎn)及改進(jìn)措施[J].通訊世界，2016（15）：202-203.

[3]陳明.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算優(yōu)化方法研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2017.

[4]劉佳偉.繼電保護(hù)整定計(jì)算方法中問題和應(yīng)對(duì)策略探析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（15）：183-184.