繼電保護(hù)整定計(jì)算方法的探究及改善措施_1

1、    繼電保護(hù)整定計(jì)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(kāi)，造成區(qū)域性停電，甚至造成重大事故。本文將對(duì)目前繼電保護(hù)整定計(jì)算方法中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，研究這一問(wèn)題的改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);整定計(jì)算方法;探究及改善措施1 繼電保護(hù)整定計(jì)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(jì)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(jì)、安全運(yùn)行、整定計(jì)算和全面維護(hù)等方面的問(wèn)題。其中，準(zhǔn)確使用繼電保護(hù)整定計(jì)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(lái)，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，繼電保護(hù)整定計(jì)算方法從手工計(jì)算方法轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)計(jì)算方法。這種變化在一定程度上適應(yīng)了大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，解決了計(jì)算中的時(shí)間延遲、工作量大、計(jì)算精度高等問(wèn)題。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)整定計(jì)算是一項(xiàng)綜合性的計(jì)算工作。它要求相關(guān)的計(jì)算器準(zhǔn)確地了解繼電保護(hù)整定計(jì)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(jì)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(jì)算方案。常規(guī)分量法和相分量法在電力系統(tǒng)整定計(jì)算中有著廣泛的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，從整定計(jì)算的原理出發(fā)，提出了實(shí)用的計(jì)算方法。例如，采

3、用相分量法和序列分量法計(jì)算相關(guān)電量，繼而根據(jù)故障電量計(jì)算繼電保護(hù)整定值。2 繼電保護(hù)整定計(jì)算方法存在的問(wèn)題2.1 無(wú)法找到對(duì)電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式在計(jì)算繼電保護(hù)整定值時(shí)，為了計(jì)算其動(dòng)作值和校驗(yàn)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(jì)算繼電保護(hù)動(dòng)作值的過(guò)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(kāi)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(shí)，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(kāi)斷的方式都無(wú)法確切地找到對(duì)電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式。以圖1為例，對(duì)a到b線路上的1

4、號(hào)和2號(hào)繼電保護(hù)裝置的 i、ii 段的繼電保護(hù)動(dòng)作值的計(jì)算方法進(jìn)行具體的討論。在計(jì)算繼電保護(hù) 1中 i 段的動(dòng)作值時(shí)，如果根據(jù)現(xiàn)有方法來(lái)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(kāi)斷。但對(duì)繼電保護(hù) 1 來(lái)說(shuō)，將 e-c 線斷開(kāi)才是電力系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式，而對(duì)保護(hù) 2 來(lái)說(shuō)，要檢驗(yàn)ii 段的靈敏度，如果根據(jù)現(xiàn)有的靈敏度校驗(yàn)方法來(lái)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(kāi)斷。但是從圖1中可以看出，對(duì)于保護(hù)2來(lái)說(shuō)，只有將e到c的線路斷開(kāi)才能達(dá)到電力系統(tǒng)的最小運(yùn)行。2.2 重復(fù)斷開(kāi)同一段線路如果利用計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)繼電保護(hù)整定值進(jìn)行計(jì)算，那么就

5、會(huì)利用循環(huán)保護(hù)的線性流程來(lái)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。但是這種方法可能會(huì)導(dǎo)致在整定計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)多次重復(fù)的開(kāi)斷同一段線路的問(wèn)題。比如說(shuō)，在對(duì)圖1中位于a到b線路的1號(hào)保護(hù)的i段動(dòng)作值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須輪流在b母線上開(kāi)斷一到兩條線路。而在計(jì)算圖1中e到c線路的e 側(cè)保護(hù)的i段動(dòng)作值的過(guò)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(shí)開(kāi)斷過(guò)的線路開(kāi)斷。同時(shí)，在對(duì)繼電保護(hù)延時(shí)段的動(dòng)作值進(jìn)行計(jì)算時(shí)也存在相似的問(wèn)題。3 繼電保護(hù)整定計(jì)算方法的改善措施3.1 尋找對(duì)電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式的方法在利用計(jì)算機(jī)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算的過(guò)程中，進(jìn)行相關(guān)的開(kāi)斷線路時(shí)，必須按照開(kāi)斷線路所造成的擾動(dòng)域來(lái)判斷繼電保護(hù)整定值的計(jì)

6、算范圍，才能對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算所需要的對(duì)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(dòng)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(kāi)，那么在開(kāi)斷線路時(shí)會(huì)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(duì)稱變化，并且這種變化會(huì)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(kāi)斷線路影響的某個(gè)區(qū)域中繼電保護(hù)裝置的整定值的區(qū)域稱為擾動(dòng)域。如果要確定擾動(dòng)域，首先就得給定一個(gè)小數(shù)，那么一旦某條線路發(fā)生開(kāi)斷現(xiàn)象之后，就得計(jì)算以開(kāi)斷線路為圓心由內(nèi)向外逐層地對(duì)經(jīng)過(guò)同一層線路保護(hù)的短路電流值，同時(shí)，比較開(kāi)斷后經(jīng)過(guò)繼電保護(hù)的短路電流和開(kāi)斷前經(jīng)過(guò)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(dòng)域的邊界。而兩者電流差值的線路組成了擾動(dòng)域，如圖2所示。3.2 減少重復(fù)斷開(kāi)同一線路的方法計(jì)算機(jī)在計(jì)算繼電保護(hù)整定值的時(shí)候，不能再按照之前的繼電保護(hù)循環(huán)的方式來(lái)確定整定計(jì)算的先后順序，而應(yīng)該按照開(kāi)斷線路的循環(huán)來(lái)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)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(kāi)斷同一段線路的現(xiàn)象。例如，當(dāng)對(duì)圖1中 b到c的線路進(jìn)行開(kāi)斷時(shí)，只要分別對(duì)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(jì)算，就可以避免多次重復(fù)地對(duì)b到c線路進(jìn)行開(kāi)斷。3.3 創(chuàng)新繼電保護(hù)整定計(jì)算方法為確保繼電保護(hù)整定計(jì)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(jì)算軟件，并且對(duì)這些軟件運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行分析和測(cè)試，從而確保每個(gè)計(jì)算的環(huán)節(jié)都可以通過(guò)專業(yè)的測(cè)試以及具備開(kāi)發(fā)過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性和計(jì)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(lái)計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的整定值時(shí)，電力系統(tǒng)中的無(wú)緣雙端口網(wǎng)絡(luò)圖的任意一條線路都可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)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(dòng)的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)該將電力系統(tǒng)中的正序網(wǎng)絡(luò)整體裝成一個(gè)無(wú)緣的雙端口網(wǎng)絡(luò)?？偨Y(jié)：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)供電質(zhì)量的要求越來(lái)越高