继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策胡建兵

继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策胡建兵

胡建兵黄海波

（湖南省电力有限公司衡阳供电分公司）

摘要：随着社会经济的不断发展，电力系统规模正在逐渐的扩大，用户对电力系统的稳定性与电力设备的安全性与可靠性提出了更高的要求。继电保护是及时切除电网突发故障，避免电力系统发生重大事故的有效途径，而正确合理的保护定值是继电保护可靠动作的前提条件。本文主要是针对我国目前继电保护整定计算方法中存在的问题展开分析，就出现的问题提出解决方案。

关键词：电力系统；继电保护；整定计算方法；分支系数；运行方式

引言

在电力系统的运行过程中不可避免地会出现各种故障，为有效规避各种故障的发生，引入了继电保护装置。电力系统一旦发生故障，继电保护装置可快速切断故障点，保障电力系统的稳步、安全运行。为了保证继电保护装置的正确动作，我们需要合理地设定整定值，只有这样才能可靠切断故障点，防止故障范围扩大，且不会出现拒动、误动等现象。

1继电保护要求

为切实保障电网的安全、高效运行，继电保护应具有较高的可靠性、速动性、灵敏性和选择性。其中可靠性是指一旦发生故障，继电保护装置可进行正确的动作，在无需动作时可拒绝动作要求，进而规避错误动作的出现；速动性是指发生故障时可快速切除故障，进而减小电气设备的损坏程度，避免事态扩大化；灵敏性是指无论在哪种电网运行模式中，继电保护装置均能准确动作；选择性是指在继电保护装置的保护过程中，应尽量缩小停电范围，有选择性地切除电力设备。

2继电保护整定计算方法存在的问题

2.1端相口开路电压计算存在的问题

在继电保护整定计算过程中，我们需要计算电流量和电气量，这个电流量和电气量是在系统非全相运行过程中出现的，其中以正序断相开口电压为基础。通常借助叠加原理计算端相开口电压，为缩减暂态稳定性的计算数量，我们可假定电力系统内部位于非全相震荡线路中等效发电机的相位角度和电势均相同，然后在通过相应的公式求解开路电压。这种计算方法具有计算步骤少的优点，然而也存在一定的缺陷，因电网结构在某种程度上影响开路电压，在此法中却没有考虑到这一点，如若是在非放射状非全相振荡电路中误差将会更加凸显。

2.2分支系数计算方面存在的问题

极限短路电流运行模式与分支系数电力运行系统之间存在一定的出入，充分表明不存在与继电保护区域动作值相对应的不利运行模式，仅只是一种虚拟的运行模式。由于引入分支系数，导致电流保护延迟区域动作值增大；且电力网络系统运行模式各种各样。所以，在继电保护整定计算中，很难确切地评价电源运行模式对分支系数产生的影响。在借助于计算机实施继电保护整定计算过程中，单一地考虑整定保护自身在电源上对分支系数的影响，通过这种计算方法会使结果存在一定差异。最小分支系数引起继电保护动作值产生计算误差，通过计算机整定动作的继电保护II段、III段和IV段的现有方法，在整定保护系统计算过程中引入分支系数。

2.3运行方式查找计算中存在的问题

在计算继电保护区域动作值时，为查找电力系统的最大运行模式，只需轮流断开继电保护线路对侧母线上连接的线路；在校验继电保护的灵敏度时，要查找电力系统的最小运行模式，只需轮流开断电力保护线路背后母线所连接的线路。事实上，这种轮流开断方式在一些情况下，是查找不到电力保护系统最不利的运行方式。

图1电力系统运行方式的选择

例如，以图1A-B线路继电保护1、2的I、II段电力保护动作值为例开展讨论。计算图1中保护1的I段动作值时,根据目前的整定方法，故障点应选择B母线，在B母线上轮流开断一回和两回线。由图1可知，对保护1来说，断开E-C线是电力系统的最大运行方式；校验保护2的II段灵敏度时，根据目前的方法故障点选在A母线，之后在母线B上轮流开断一回线，但是从图1可知，对保护2来说，断开E-C线是电力系统的最小运行方式。所以，按照现有的方法很难查找到继电保护整定计算中所需要电力系统的最不利运行方式。

3继电保护整定计算方法的解决对策

3.1断相口开路计算对策分析

在计算断相口开路电压的过程中，假定线路两侧发电机幅值参数都保持恒定状态，通过假设的方式，能简化继电保护整定计算。通过实践证明，把网络等值计算方式引入断相口开路计算过程中，不仅能合理有效地控制继电保护整定计算的工作难度，还可以提升继电保护整定计算结果的准确性。从补偿法角度来看，通过结合阻抗参数物理价值对整个电力网络系统对应的计算参数判定，并结合叠加原理，也能够构建基于双端口网络阻抗参数的等值电路，以此获取相对应的自阻抗参数与互阻抗参数。通过上面的分析以及结合电力系统运行外等效原则，能够推出电力运行系统双端口下的T型等值电路结构方式，在线路变形形式与线路分离方式下得到正序等值电路形式，在假定发电机阻抗参数与等值电势一致性的情况下获取更加精确的计算结果。

3.2分支系统解决对策分析

引入分支系数导致延时继电保护动作值出现误差，主要有两个影响因素：第一，最大短路电流和最小分支系数相对应的系统运行方式之间不一致；第二，分支系数自身就存在计算误差。要想解决这两个问题，需在计算整定继电保护动作值的过程中，不在使用人工整定计算动作值时所引入的分支系数方法，可直接按照电力出现故障时保护测量到电气量的方式计算继电保护的动作值。

3.3运行方式查找解决对策分析

在利用计算机整定继电保护的过程中，开断线路时按开断线路所产生的扰动域来确定保护的整定计算范围，即可准确地查找到整定继电保护所需的电力系统最不利的运行方式。扰动域的概念为：假设从大型电力系统中开断任意一条线路M，开断线路时将引起电力系统网络结构发生对称变化，这种变化将使与线路M相邻的线路中短路电流的水平发生变化，从而影响到相邻线路中继电保护的整定结果。同往一潭静水中投入石子激起的波纹一样，离线路M越远，这种影响就变得越小，远离到一定程度时开断线路的影响可忽略不计。由此可见，开断线路只会影响到继电保护系统中某个区域内的继电保护装置的整定值，这个受影响的区域称为扰动域。

结语

随着社会市场经济的飞速发展，对电量的需求逐渐增加，对电网企业来说，保证供电系统的稳定性和安全性显得非常重要。在日常的电力系统运行过程中，为促进电力系统安全正常的运转，需要特别关注继电保护系统整定计算方法中存在的问题，及时采取相对应的解决措施，科学分析继电保护的整定计算方法，并结合继电保护原理，得出有效的解决对策，这些对策不仅能保证继电保护整定计算得出结果的准确性，还能提升继电保护整定计算方法的计算效率和速度，进而保证电力系统安全、稳定地运行。

参考文献

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