继电保护整定计算方法的探究及改善措施

江静

【摘  要】当今社会，在电力系统中，由于各种自然、人为等因素引起的电力设备的故障慢慢增加，不仅对配电网的日常运行造成了干扰，而且容易引起配电网出现断线现象，从而导致区域性的停电问题产生，甚至会引发人员伤亡等重大事故。文章就我国当前的继电保护整定计算的方法中出现的问题做出详细的分析和讨论，并提出了相关的解决措施。

【关键词】继电保护;整定计算方法;探究及改善措施

引言

随着社会经济的发展速度越来越快，我国各个行业对电力资源的需求量也随之加大，电力企业必须不断地扩大其电网的规模，配置一些容量更大、参数更高的电气设备。当然，如何在确保用户供电质量的情况下保障电网的安全运行就显得至关重要。然而，随着电网电压级数的增高和电网容量的增大，电力系统运行的安全性和可靠性将受到极大的影响，如会导致部分用户的用电质量降低，严重的会导致电力系统不能安全可靠地运行。在电力系统的运行过程中，一旦某个部件出现短路或者其它故障，位于线路中的继电器能够迅速地将故障切除掉，有效地确保了电力系统运行的安全性和可靠性，因此，必须选择性能优良的继电保护装置来完成电力系统中的继电保护。同时，继电保护中的整定计算方法也相当重要。

1继电保护整定计算介绍

在高压电力网中，继电保护装置是极其重要的一个组成部分，然而要想保证继电保护装置能够安全可靠的运行，设计者还必须根据继电保护装置的制造程序、机件设计、运行安全、整定计算以及全面维护等各个方面来进行考虑。其中继电保护整定计算的作用和意义尤为重要。近年来我国电网规模不断扩大，在此过程中，保护定值的计算方法也从人工计算开始转向计算机计算，一定程度上适应了当前大数据的发展趋势，解决了过去整定计算工作量大，耗时长和计算精准率不高的问题。继电保护的整定计算是电力系统中一个整体性的计算工作，相关计算人员必须要准确了解其基本原理，同时还要熟练掌握电网运行特点。在继电保护整定计算过程中，计算人员首先必须要考虑到电力系统的运行结构和运行要求。其次是要制订科学有效的计算方案，通常情况下，序分量法和相分量法是目前电力系统中应用较为广泛的整定计算方法。除此以外，相关计算人员还要根据整定计算的原则提出具有实际操作性的计算方法。例如，先采用相分量法和序分量法对相关的电气量进行计算，之后再根据出现故障的电气量来完成继电保护整定值的计算。

2继电保护整定计算方法存在的问题

2.1无法找到对电力系统最不利的运行方式

在对继电保护整定值进行具体计算时，为了计算其动作值以及校验的灵敏度，工作人员必须先找出对电力系统最不利的运行方式。在计算继电保护的动作值的过程中，如果要找到对电力系统最不利的运行方式，就需要轮流将继电保护所处母线上关联的线路断开。并且，轮流开断线路的次数一般为一次到两次。在对继电保护的灵敏度进行校验时，为了找到电力系统的最小运行方式，也只需轮流开断继电保护所在母线上关联的线路。

2.2重复断开同一段线路

如果采用计算机来进行继电保护整定值的计算，那么在相关的计算中就会使用到循环保护的线性流程。然而这种方法有可能会造成多次冲段开断同一条线路的情况在整定计算过程中出现。还是以图1为例，在对A到B线路中的1号继电保护I段动作值进行计算时，需要在B母线上轮流开断一条到两条线路。而在计算E到C线路中E侧继电保护的I段动作值时，还需要将在整定A到B线路时的继电保护1时已经开断过的线路再次进行轮流开断。除此以外，在计算继电保护延时段动作值时同样存在类似问题。

3关于整定计算方法存在问题的解决对策

3.1寻找对电力系统最不利的运行方式的方法

在利用计算机对继电保护整定计算的过程中，进行相关的开断线路时，必须按照开断线路所造成的扰动域来判断继电保护整定值的计算范围，才能对继电保护整定计算所需要的对电力系统最不利的运行方式进行准确的查找。其中，扰动域指的是，如果将大型的电力系统中任意某一线路M断开，那么在开断线路时会导致电力系统的网络结构发生相应的对称变化，并且这种变化会影响到与线路M相邻的线路中的短路电流的水平，从而影响到相邻线路中继电保护的最终整定结果。因此，将受到开断线路影响的某个区域中继电保护装置的整定值的区域称为扰动域。如果要确定扰动域，首先就得给定一个小数ε，那么一旦某条线路发生开断现象之后，就得计算以开断线路为圆心由内向外逐层地对经过同一层线路保护的短路电流值，同时，比较开断后经过继电保护的短路電流和开断前经过该继电保护的短路电流，若两者之间的电流差值≥ε，那么就继续向外查找;如果两者之间的电流差值约近似于ε，就表示已经到达扰动域的边界。而两者电流差值≤ε的线路组成了扰动域，如图2所示。

3.2减少重复断开同一线路的方法

在运用计算机进行继电保护整定值计算时，不能再采用之前的继电保护循环方式来对整定计算的先后顺序进行就确定，而是要根据开断线路的循环来调整继电保护的整定计算的先后顺序，从而使重复开断同一线路的现象有效降低。例如，在开断图1中B到C的线路时，只需要分别计算A到B线路中继电保护1以及E到C线路中的E侧保护的整定值，就能够达到有效避免多次重复开断B到C线路的问题。

3.3创新继电保护整定计算方法

为了保证继电保护整定计算结果的准确性，电力企业必须对电力系统中相关的整定计算软件进行定期更新，同时对其运行过程进行科学合理的分析和测试，从而保证所有计算环节都能够通过测试，并且具备一定的严谨性和准确性。以网络等值法为例，如果运用网络等值法对电力系统中的继电保护整定值进行计算时，电力系统中任意一条无缘双端口网络图线路都有可能会出现问题，并造成局部电力系统振荡，严重时还有可能导致两侧节点端口出现松动。因此，在电力系统继电保护装置设计过程中，需要将电力系统中的正序网络整体装成一个无源的双端口网络。

4继电保护装置整定计算的展望

通过介绍发电机保护的整定原则可知要想对发电机保护定值进行精准的整定计算，不仅要熟知保护的原理、算法，还要熟悉机组的运行特性，部分定值是以实测数值为依据整定完成的。继电保护软件整定计算运行模式死板、限制性强，对电力系统技术人员并没有实质性的帮助;软件在进行计算时，数据录入繁琐，可操作性太低，对操作人员的要求较为严格。随着计算机及软件技术的不断发展，相信继电保护整定计算软件的适应性和友好性将不断进步，但是我们也应该认识到，继电保护不仅重要，同时还相当复杂，在整定计算过程中人的因素是替代不了的，计算软件只能是作为一个工具简化计算，但最终还是要保护专业人员把关。

结语

伴随着社会经济的不断发展，人民生活以及企业生产的用电需求不断增加。确保供电的稳定性和安全性，对于电力企业显得至关重要。在电力系统实际的运行过程中，为了确保电力系统可以稳定安全的运行，要对继电保护整定计算方式中所出现的问题加以重视，并且及时的采取相关解决措施，以保证电力系统可以安全正常的运行，从而为社会生产以及人民生活持续不断的提供电量。这不仅能够促使企业得到长久稳定的发展，而且有利于人民生活水平以及社会经济效益的提高。

参考文献：

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[3]赵冬梅，张旭，刘燕华，等.发电厂继电保护整定计算系统的智能化研究[J].电力系统保护与控制，2012，40（5）：24-28.

（作者单位：国网江苏省电力有限公司扬州市江都区供电分公司）