继电保护整定计算存在的问题与应对措施分析

继电保护整定计算存在的问题与应对措施分析

高虹霞

国网山西技培中心大同分部 山西 大同 037039

摘要：目前，在电力发展的过程中，继电保护装置的应用在一定程度上提升了电力网络的智能化效果。而精确可靠的继电保护整定计算则是提升继电保护性能的重要指标。不同于电流电压的计算，继电保护的整定计算是一个非常复杂的过程，包含了双口网络H参数与网络等值计算法应用。近些年，随着计算机技术的兴起，对继电保护定值整定计算也由以往人工计算分析方式转为计算机模拟分析计算，大大提升了其可靠性，继电保护性能也有相当提高。但纵观继电保护分析计算现状，依然存在一些问题，故本文就相关问题应对措施进行探讨。

关键词：继电保护；整定计算；存在的问题；应对措施分析

引言

随着电子行业的不断发展，继电保护原理更加趋于完善，继电保护整定计算方式作为核心技术支撑，得到了海内外研究人员的广泛关注。为了适应电力系统继电保护的发展需要，从事继电保护整定计算的工作人员应对现有的继电保护方式进行了解，又要通过不断的学习，使自己在具备扎实的继电保护理论知识的同时，掌握新的计算机应用技术，从而应对未来继电保护的种种挑战。

1继电保护装置要求

继电器需要满足下列几个基本要求:速动性、灵敏性、可靠性和选择性。选择性:故障产生于供电系统中时，线路自我产生的故障或发生故障的设备产生反馈效应，对应的保护器或断路器发生拒动状况，相邻线路或设备应当承担起故障切除的责任。速动性:继电保护装置在发生故障时必须在第一时间切断故障部位，缩短用户和设备在不稳定电压中运行的时间长度，尽最大可能缩减设备损坏的可能性以提升系统并列运行的稳定程度，控制障碍影响范围，提升备用设备及备用电源等上述备用设备自动投入运行的效果。为发挥相间速断保护与零序顺时段保护的作用，一般从缩减断路器切断电通路的时间与控制继电器固有的动作时间出发，以实现速动性的提升。断路器与保护装置的动作时间之和是切断电路整体故障的最短时间。灵敏性:电路保护装置的及时响应会产生相应的反应，响应速率间隔越小，对异常工况或可能的故障反馈越精准迅速，越方便电路维护者们及时进行相应反馈，此种能力被称为灵敏性。可靠性:在继电保护装置的电路保护范围中，若有故障发生，继电保护装置必须及时响应，在电路未发生故障时继电保护装置不应该被误触发产生动作。保护装置自身的质量和运行维护水平关系到误动率和拒动率。这两个数值体现了电路整体的运行维护水平，也反映了整个保护装置本身的质量问题。继电保护装置的可靠性取决于构成其的硬件和软件，其应当包括必要的报警、闭锁和自动监测措施。以上这些要求，是实际工作中，对继电保护装置进行组装设置，以及后期的维护和运用，产生一定的评测作用。在实际的操作过程中，必须要辩证统一上述的数据，以期在电路维护当中获得更好的效果。上述四个参数之间，互相联系，相互制约，有时甚至存在矛盾。故在实际的操作过程中，必须要辩证统一上述的数据，以期在电路维护当中获得更好的效果。

2继电保护整定计算方式

2.1全人工继电保护整定计算

继电保护整定计算的早期方式采用全人工计算，通过对故障电流的检测分析，计算出当前电路系统需要的保护定值，整个过程全部靠人员手工计算完成。为了简化计算过程，计算人员采取假设电路短路的方式进行计算，也就是对需要整定的各类短路电流进行预先假设，并对其进行Y/Δ变换，将计算得到的电流值进行整定。但是这种方法，就要求工作人员有较强的计算能力，同时还要对整个电路系统较为熟悉。随着电网结构性升级和机组的数量不断激增，单纯依靠人工计算，会导致该计算过程效率低下、准确率降低，而且如此巨大的人工计算量，实现起来也较为困难。

2.2半人工继电保护整定计算

随着电子技术的不断发展，电网系统的复杂程度越来越高，人工计算的整定速度和正确率无法再满足当前电网互联的需求。为了解决这一难题，此领域的专家学者采用计算机进行短路电流的计算，但是对于一些复杂问题，诸如各个装置之间的配合，以及内部各功能模块单位之间的配合，仍然需要人工计算，因此该阶段继电保护整定计算方式称为半人工方式，即计算机负责简单的短路电流的计算过程，对于过程复杂的定值计算部分和配合系数的选择，仍通过人工计算。这种计算方式虽然在一定程度上减少了人工计算的工作量，但是对于整定计算工作的全自动化仍然处于过渡阶段。

3继电保护整定计算优化

3.1提升计算软件准确性与通用性

半自动整定模式是目前较为有效的通用的提升软件计算精度的办法，可以使用户参与整个的计算流程中。对于用户将计算的过程以及故障判断方式等录入软件系统中，从而提高系统的自识别能力。在整个的计算整定过程中，运行方式往往具有多种选择情况。首先电网存在许多不同的运行模式，且长期高负荷运行一次极易出现各种问题，其次在保护整定期间所涉及的故障电气量往往比较复杂，且大都基于一定不利条件下所得到的极限值，同样会使得整个结果存在较大偏差。但继电保护则可以依据不用的工作环境以及电网供电形式等进行自由随机组合。在对总的方式进行设计时，可以参照一下规律，即将各厂站全部设备均投入运行，打开开关以及外接线路时的等值电源阻抗选择大方是运行情况下的阻抗值，一些变压器中性点接地运行的则可以选择零序阻抗较低的变压器进行接地处理。而对于厂站小方式的设置过程中，则应当将设备的总开关打开，随后基于大阻抗值模式。按照该规律进行整定计算。当前整定计算主要分为省电网、地区电网和县级电网几个部分。电压等级形式也基本为220kV、35kV以及110kV三个电压等级。但随着我国电网建设不断完善，一些原本对应的用户分布关系正慢慢发生转变，比如，以往110kV线路的电网大都使用环网运行机制，随后慢慢转变为220kV为主的电源辐射架构。由此不难看出，简单的依据地区电压等级进行初步划分存在一定的不稳定性。由此可以采用插件式架构模式，从而规避该问题。基于该模式可以更为直观的反应用户不同需求，并得到固定的选择范围与模式。提升软件系统的通用性效果，可以使其覆盖大多数应用场景。

3.2人机交互技术

为了实现电力工作人员可实时观测到继电保护装置在电网中的运行状况，研究人员引入了基于可视化图像的人机交互技术。该技术可以将电力人员的计算结果进行高效直观的展示，并且电网信息和电厂运行情况以图形的方式显示，从而方便工作人员对研究对象进行特征提取并直观看出其变化规律，进一步提高了定值整定计算的工作效率，并且还为调整计算软件提供了良好的人机交互界面。近年来，人机交互技术在电力系统中得到多方面的应用，未来也将成为电力系统继电保护整定计算软件的主要发展方向。

结语

发展继电保护技术，令电路在继电保护装置的保护下，能够完善安全运行，带来的不仅是社会发展的动力，更带来了国民发展的效益继电保护装置和安全自动化必须满足可靠性、安全性、灵敏度和速度要求。不仅要突出设计的重点，更要做到面面俱到，在电流环路中产生环流错误导致电路的正常运行受到干扰时，切断故障区域与电路的联系，控制电力系统故障的波及范围，最大限度缩减损失，用这种方法来保证电力系统的整体稳定性，确保电力系统安全经济运行。

参考文献

[1]徐岩,申南轩,朱晓荣,韩丹慧.适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型[J].电力系统保护与控制,2018,46(18):114-120.

[2]王慧芳,陈梦骁,沈绍斐,何奔腾.继电保护整定计算电源运行方式优化选择方法[J].浙江大学学报(工学版),2018,52(09):1753-1761.