繼電保護(hù)整定計算方法的探究及改善措施_1

1、    繼電保護(hù)整定計算方法的探究及改善措施    楊圃睿馬濤摘要： 在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，由自然因素、人為因素和設(shè)備故障引起的事故不斷增多，不僅干擾電網(wǎng)正常運(yùn)行，而且導(dǎo)致配電網(wǎng)頻繁斷開，造成區(qū)域性停電，甚至造成重大事故。本文將對目前繼電保護(hù)整定計算方法中存在的問題進(jìn)行分析和探討，研究這一問題的改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);整定計算方法;探究及改善措施1 繼電保護(hù)整定計算方法的介紹為了保證電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的安全可靠運(yùn)行，設(shè)計者必須考慮繼電保護(hù)裝置的制造工藝、機(jī)械部件設(shè)計、安全運(yùn)行、整定計算和全面維護(hù)等方面的問題。其中，準(zhǔn)確使用繼電保護(hù)整定計算可以保證繼

2、電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，具有極其重要的作用和意義。近年來，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，繼電保護(hù)整定計算方法從手工計算方法轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)計算方法。這種變化在一定程度上適應(yīng)了大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展趨勢，解決了計算中的時間延遲、工作量大、計算精度高等問題。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)整定計算是一項綜合性的計算工作。它要求相關(guān)的計算器準(zhǔn)確地了解繼電保護(hù)整定計算的基本原理，熟練掌握電網(wǎng)運(yùn)行的具體特點(diǎn)。在實(shí)際繼電保護(hù)整定計算中，首先要考慮的是電力系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)行要求。其次，必須制定科學(xué)有效的整定計算方案。常規(guī)分量法和相分量法在電力系統(tǒng)整定計算中有著廣泛的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，從整定計算的原理出發(fā)，提出了實(shí)用的計算方法。例如，采

3、用相分量法和序列分量法計算相關(guān)電量，繼而根據(jù)故障電量計算繼電保護(hù)整定值。2 繼電保護(hù)整定計算方法存在的問題2.1 無法找到對電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式在計算繼電保護(hù)整定值時，為了計算其動作值和校驗靈敏度，工作人員必須首先找出電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式。在計算繼電保護(hù)動作值的過程中，若要找出電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式，就需要輪流斷開與電路相關(guān)聯(lián)的母線上的繼電器。而且，折斷線的數(shù)目通常是一到兩次。在檢查繼電保護(hù)靈敏度時，為了找到電力系統(tǒng)的最小運(yùn)行模式，只需輪流中斷與電路相關(guān)聯(lián)的母線上的繼電保護(hù)。然而，某些情況下這兩種輪流開斷的方式都無法確切地找到對電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式。以圖1為例，對a到b線路上的1

4、號和2號繼電保護(hù)裝置的 i、ii 段的繼電保護(hù)動作值的計算方法進(jìn)行具體的討論。在計算繼電保護(hù) 1中 i 段的動作值時，如果根據(jù)現(xiàn)有方法來選擇故障點(diǎn)，就應(yīng)該選擇 b母線，接著在b母線上輪流進(jìn)行一次到兩次的開斷。但對繼電保護(hù) 1 來說，將 e-c 線斷開才是電力系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式，而對保護(hù) 2 來說，要檢驗ii 段的靈敏度，如果根據(jù)現(xiàn)有的靈敏度校驗方法來確定故障點(diǎn)，就應(yīng)該將故障點(diǎn)的位置放在母線 a上，再輪流在母線 b上進(jìn)行一次線路的開斷。但是從圖1中可以看出，對于保護(hù)2來說，只有將e到c的線路斷開才能達(dá)到電力系統(tǒng)的最小運(yùn)行。2.2 重復(fù)斷開同一段線路如果利用計算機(jī)來對繼電保護(hù)整定值進(jìn)行計算，那么就

5、會利用循環(huán)保護(hù)的線性流程來進(jìn)行相關(guān)的計算。但是這種方法可能會導(dǎo)致在整定計算過程中出現(xiàn)多次重復(fù)的開斷同一段線路的問題。比如說，在對圖1中位于a到b線路的1號保護(hù)的i段動作值進(jìn)行計算時，必須輪流在b母線上開斷一到兩條線路。而在計算圖1中e到c線路的e 側(cè)保護(hù)的i段動作值的過程中，還得需要再次重復(fù)輪流地將在整定a到b線路的保護(hù) 1時開斷過的線路開斷。同時，在對繼電保護(hù)延時段的動作值進(jìn)行計算時也存在相似的問題。3 繼電保護(hù)整定計算方法的改善措施3.1 尋找對電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式的方法在利用計算機(jī)對繼電保護(hù)整定計算的過程中，進(jìn)行相關(guān)的開斷線路時，必須按照開斷線路所造成的擾動域來判斷繼電保護(hù)整定值的計

6、算范圍，才能對繼電保護(hù)整定計算所需要的對電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式進(jìn)行準(zhǔn)確的查找。其中，擾動域指的是，如果將大型的電力系統(tǒng)中任意某一線路 m斷開，那么在開斷線路時會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的對稱變化，并且這種變化會影響到與線路 m 相鄰的線路中的短路電流的水平，從而影響到相鄰線路中繼電保護(hù)的最終整定結(jié)果。因此，將受到開斷線路影響的某個區(qū)域中繼電保護(hù)裝置的整定值的區(qū)域稱為擾動域。如果要確定擾動域，首先就得給定一個小數(shù)，那么一旦某條線路發(fā)生開斷現(xiàn)象之后，就得計算以開斷線路為圓心由內(nèi)向外逐層地對經(jīng)過同一層線路保護(hù)的短路電流值，同時，比較開斷后經(jīng)過繼電保護(hù)的短路電流和開斷前經(jīng)過該繼電保護(hù)的短路電流

7、，若兩者之間的電流差值，那么就繼續(xù)向外查找;如果兩者之間的電流差值約近似于，就表示已經(jīng)到達(dá)擾動域的邊界。而兩者電流差值的線路組成了擾動域，如圖2所示。3.2 減少重復(fù)斷開同一線路的方法計算機(jī)在計算繼電保護(hù)整定值的時候，不能再按照之前的繼電保護(hù)循環(huán)的方式來確定整定計算的先后順序，而應(yīng)該按照開斷線路的循環(huán)來對繼電保護(hù)整定計算的先后順序進(jìn)行調(diào)整，從而有效地減少出現(xiàn)多次重復(fù)開斷同一段線路的現(xiàn)象。例如，當(dāng)對圖1中 b到c的線路進(jìn)行開斷時，只要分別對a到b線路中保護(hù) 1以及 e到c 線路中e 側(cè)的保護(hù)的整定值進(jìn)行計算，就可以避免多次重復(fù)地對b到c線路進(jìn)行開斷。3.3 創(chuàng)新繼電保護(hù)整定計算方法為確保繼電保護(hù)整定計算出的結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性，必須定期地更新電力系統(tǒng)中相關(guān)的整定計算軟件，并且對這些軟件運(yùn)行過程進(jìn)行分析和測試，從而確保每個計算的環(huán)節(jié)都可以通過專業(yè)的測試以及具備開發(fā)過程的嚴(yán)謹(jǐn)性和計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。以網(wǎng)絡(luò)等值法作為例子，在利用網(wǎng)絡(luò)等值法來計算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的整定值時，電力系統(tǒng)中的無緣雙端口網(wǎng)絡(luò)圖的任意一條線路都可能會出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)局部的震蕩，甚至導(dǎo)致兩側(cè)節(jié)點(diǎn)的端口發(fā)生松動的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置時，應(yīng)該將電力系統(tǒng)中的正序網(wǎng)絡(luò)整體裝成一個無緣的雙端口網(wǎng)絡(luò)?？偨Y(jié)：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對供電質(zhì)量的要求越來越高