浅谈电力系统继电保护整定计算中的问题

浅谈电力系统继电保护整定计算中的问题

曹志玲

曹志玲

（盐城供电公司盐城市224005）

摘要：由于计算机信息技术不断发展，其在电网建设中也得到广泛应用，电网系统工作时需要工作的继电保护的效率等有了很大的提高，在某些方面继电保护得到了发展，电网系统也随之更加智能快速，我国的电力企业也可以朝着更加积极光明的方向前进。但是，发展与进步同时也会带来一些问题，随着电网规模的迅速发展，电网的安全、稳定运行越来越重要，正确、合理的保护定值的整定是必不可少的措施之一。目前保护装置普遍应用的是不同厂家生产、工作原理和程序设计不尽相同的成套微机装置，对保护定值的整定计算增加了一定难度。下文主要针对电力系统继电保护整定计算中的问题进行分析，进而就其问题提出相应的解决对策。

关键词：电力系统；继电保护；整定计算；问题

前言

伴随着我国经济的发展以及电网规模的日益扩大，继电保护整定计算愈发受人关注，对于继电保护整定计算中相关问题的探讨有助于保障电力系统的安全、高效运行。本文主要根据电力系统继电保护整定计算的一系列问题进行分析。

一、继电保护概述

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应进行正确的动作，在该动作时不拒动、不该动作时不误动；速动性是指发生故障时可快速切除设备，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，继电保护装置均能正确动作；选择性是指在继电保护装置动作时，仅将故障元件从系统中切除，尽量缩小停电范围，保障电网中无故障部分继续运行。继电保护的研究、设计、运行等都是围绕着如何处理好“四性”之间的关系进行的。

2、继电保护原理

一侧反应电气量。一侧反应电气量的继电保护通常为分段形式，如若电网中的反应电流不断加大，则实施电流保护，反应电压降低时，则实施低电压保护，例如距离保护、零序电流保护。两侧及多侧反应电气量。两侧及多侧反应电气量是指针对两侧及多侧电流实施相位和功率差动保护。此种保护模式不受电网运行方式的影响，可独立实现动作，且容易整定计算，例如纵联差动保护、纵联方向高频保护。

二、继电保护整定计算

1、整定原则

继电保护整定计算具有较强的整体性，相应的计算人员应全面掌握继电保护基本要求和工作原理。通常在具体的整定计算过程中会遵循一定的规律，却存在细节不明确和在特定的原则性规定范围中提供所有情况的问题，这要求我们在具体的整定计算中，除了要考虑电网运行结构和运行实际要求等因素外，还应制定科学、可行的整定原则。

2、整定计算步骤

相分量法和序分量法是较为常用的整定计算模式，现阶段，这种整定计算模式被广泛地应用在电力系统中。依据整定计算法则，具体的计算步骤为：首先利用相分量法和序分量法准确计算电气量，再以故障电气量为依据进行继电保护整定值计算。

三、继电保护整定计算方法存在的问题及解决对策

1、断相口开路电压计算

（1）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断相开口电压，为缩减暂态稳定性的计算数量，我们可假定电系统内部的位于非全相振荡线路中的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，在此种方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）解决对策。一方面可以使用双口网络H参数法，由于电网网络结构在某种程度上会影响继电保护整定计算结果，考虑此点，可分解振荡发电机，将其分成两个振荡群，然后以其等效电势端口和断相口充当端口。另一方面可以使用网络等值法，这种方法是指以全非相电路中的两端结点充当结点，待操控网络时将其划分成无源的双端口网络，在利用补偿原理计算相应的阻抗参数，利用叠加原理计算线路两端的互相阻抗和自由阻抗参数，以此为依据计算断相口开口电压。

2、电力系统最不利运行情况

（1）问题。为检验计算动作值和灵敏度，需要查找电力系统最不利运行方式。在电力系统的运行过程中，我们无法快速查找其中的最不利运行方式，因此，我们应在继电保护整定计算中明确最不利运行方式。同时，在电力系统最不利运行条件下，十分容易出现相同线路中反复多次断开现象，这在很大程度上影响了整定计算效率。为解决此类问题，通常可采用以下解决对策。

（2）解决对策。在整定计算过程中，我们可假定此条件下的电力系统中存在着一条断开的线路，且这必然会影响系统的网络结构，出现相应的变化，造成与之相邻的线路的短路电流出现一定的变化，自然会影响最终的整定计算结果，我们可观察某一范围中整定值的变化情况而明确扰动区域；为规避相同线路中多次出现断开现象，我们可不遵从继电保护的顺序，有效利用开断线路的循环状况重新设定整定计算顺序，进而规避相同线路中多次出现开断现象。

3、分支系数计算

我们都知道，最小分支系数对照的电力系统运行模式和极限短路电流对照运行模式之间存在出入，这表明不存在与继电保护延长区域动作值相对照的最不利运行模式，这种运行模式只是一种虚拟模式。由于引入了分支系数，导致相间电流保护延迟区域的动作值稍大，电力系统网络结构决定着稍大程度。因电力系统中的电源分布较为分散且运行模式多种多样，因此，在具体的继电保护整定计算中，无法准确评判电源运行模式对分支系数的影响。在借助计算机实施继电保护整定计算时，单纯地考虑了整定保护自身所在侧母线上的电源对分支系数的影响，这种计算方法自身具有一定误差。

4、励磁涌流

（1）问题。励磁涌流专属于变压器，这主要是因为在空投变压器的过程中，因内部铁芯中的磁通无法及时突变，进而形成非周期分量磁通，造成内部铁芯饱和，励磁电流大幅增加。通常最大值可达到其额定电流的6-87倍左右，且与其容量呈现负相关。

（2）对策。含有较多的二次谐波且随着时间的延长不断衰减这是励磁涌流的主要特征，如若利用励磁涌流的这个特征，我们可以在电流快速断开保护装置中加设一段时间延时，则这种方法过于简单且不利于快速切除变压器故障。通过相关研究，励磁涌流中二次谐波分量和五次谐波分量很大，同时励磁涌流的波形偏于时间轴的一侧，间断角可达60度，这是励磁涌流区别于合应涌流等其他突变电流的三个显著特征。保护装置加入二次谐波或者五次谐波制动、间断角原理和波形对称原理可以有效规避因励磁涌流而引发的错误动作。

四、结语

综上，上文主要针对电力系统继电保护整定计算的问题进行分析，并且作者结合自身实际工作经验提出了相应的对策。总之，在其实际工作中，相关人员应在有效掌握继电保护要求和工作原理的基础上，明确继电保护整定计算中存在的问题，并针对这些问题，采取相应的解决对策，不断探索，进而保证电力系统的安全运行。

参考文献：

[1]张妍，胡卫东，熊丽霞，等．发电厂继电保护整定计算系统的应用现状分析[J]．江西电力，2012.

[2]胡宇慧．分析继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策[J]．城市建设，2012．

[3]钟绮娜．继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策分析[J]．科技与企业，2014.