继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策刘敬亚

继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策刘敬亚

刘敬亚

（青岛华丰伟业电力科技工程有限公司山东省青岛市266061）

摘要：随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，在社会生产和日常生活中对供电质量提出了较高的要求，因此必须保证电网在运行过程中的稳定。在国家电力制度改革进度不断加快的过程中，电力系统结构逐渐完善，供电可靠性得到提高，整体供电水平获得较大的发展和改善，电力系统运行过程中，很多大容量和高参数的电力设备投入应用，动力设备的安全性得到提高。由于环境因素和人为因素提高了电网故障率，对电力系统的安全和稳定造成了较大的威胁，严重影响到社会生产和日常生活，因此继电保护成为电力系统维护的重点。

关键词：继电保护；整定计算；问题；对策

当前，我国的电力系统已经获得了较大的发展与改善，由于使用大容量、高参数的设备使得电力的稳定性以及动力设备的安全性得到了有效的提高。由于自然、人为的因素或者设备故障等原因而引发的配电故障不断增多，这严重影响了整个电力设备的运行安全与稳定性，同时造成了一定的经济损失，使社会生产与人民生活受到限制。因此，在当前的电力保护系统之中，继电保护工作显得日益重要。

1.关于继电保护整定计算的概述

目前，我国高压电网中，广泛在应用继电保护装置，其主要的保护方式有继电器保护、零序电流保护以及距离保护等。这些保护方法及保护措施采取的是一种具有固定行为特征且不具有自适应能力的继电保护整定，通过对整定值进行离线计算的方式获得和维持不变的操作，从而依据继电保护整定计算的原则，保证这些继电保护整定方式不会受到影响，这是进行计算机整定过程中的重要环节。在实际的高压电网的继电保护整定的计算过程中，通常采用相分量法与序分量法计算的模式，这是当前我国电力系统中最常见的计算措施与计算方式；另外采用的是故障电气继电保护装置整定值的计算方式，这种方法是通过继电保护在电力系统之中的适应性以及电压的变化量而进行合理分析与整定计算的过程。

2.继电保护整定计算方法存在的问题

①在非全相震荡状况下，继电保整定计算过程中一般忽视了实际电力网络结构对整定结果产生的影响。

②如果应用继电保护的整定方式计算分支系数，由于没有及时正确地对系统中分布式电源的变化趋势和变化幅度进行分析，导致分支系数本身也会出现较大的误差，最终影响到整定计算结果的精度。

③将继电保护装置应用于电力系统，需要正确地对延时时段的动作参数进行计算。

④在计算实际分支系数的同时，对线性流程的应用提出了较高的要求，在计算分支系数的过程中出现重复，最终限制了继电保护的整定计算速率，计算结果出现错误。

⑤在开展继电保护整定计算的同时，如果只将继电保护装置线路的母线断开，将无法正确判断电力系统的实际运行方式，电力系统的故障范围将会扩大。

3.关于整定计算方法存在问题的解决对策

3.1断相口开路电压计算

①问题分析

在进行继电保护整定计算的过程中，由于注重对电力系统的运行线路在非全相运行且存在明显震荡状态下而产生的电压与电流参数的计算，可能会导致开路电压参数在计算过程中存在较大的计算量。导致这一问题的根本原因是：首先，发电机的等值电势和等值阻抗参数计算要通过暂态稳定的方式来计算；其次，发电机的等值电势和等值阻抗参数都会随着电力系统的网络结构变化而产生相应的变化，因此在每次进行网络操作时，都要对上述参数进行重新计算，进而致使计算量过大的问题。

②解决对策

如果出现上述问题，可以采取以下策略来解决：在对断相口开路电压进行计算的过程中，一般假设该线路两侧的发电机实电势的幅值参数都保持恒定的状态，通过这种方式可以合理地简化继电保护整定计算。但是这种计算方式忽略了正序网相口开路电压的参数在网络结构状态下的影响，对于网络结构复杂的情况，将会致使继电保护整定计算的结果出现错误。

3.2分支系数计算

①问题

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。

②解决对策

要想解决这两个问题，需在计算整定继电保护动作值的过程中，不再使用人工整定计算动作值时所引入的分支系数方法，可直接按照电力出现故障时保护测量到电气量的方式计算继电保护的动作值。

3.3运行方式查找计算

①问题

通过保护整定计算系统进行电力系统运行方式的查找计算，在计算过程中一般存在以下两方面的问题：

一是在查找电力系统最不利运行方式的过程中，可以为辅助继电保护的动作值提供可靠的参考，有利于提高灵敏度参数计算的精度。

二是继电保护的整定计算在计算机辅助技术的应用过程中，往往出现相同线路重复断开的故障，主要是由于应用计算机辅助计算的同时，没有明确线性流程的计算，继电保护在多次断开之后，对整地计算的准确性造成较大的影响，也不能保证电力系统网络结构的稳定可靠。

②解决对策

首先要查找出电力系统最不利运行方式的方法。在利用计算机整定继电保护的过程当中，开断线路的时候，我们的研究人员是按照开断线路所产生的扰动域来确定保护的整定计算范围，这样就能够准确的查找出整定继电保护所需要的电力系统最不利的运行方式。

其次是避免多次的重复开断同一条线路的方法。我们在利用计算机进行继电保护整定计算的时候，不一定非要按照继电保护循环确定整定计算的顺序，可以改变这种方式，用按开断线路循环安排继电保护整定计算的顺序，这样就能够有效的避免多册重复开断同一条线路。

3.4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7倍左右，且与其容量呈现负相关。

②解决对策

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，通过励磁涌流的这个显著特征，我们可以在电流快速断开保护装置中加设一段时间延时，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，励磁涌流的电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。

结语

计算机整定计算方法以相分量处理方法为主，有时会应用到序分量计算法，其优异性不言而喻，但系统运行中也存在算机为计算基础的整点计算运行问题和断相口电压计算问题以及运行方式查找问题等，应从参数整定、电力系统运行不正常方式找寻和扰动域确定以及避免线路重复开断操作等几个方面进行权衡考虑。

参考文献

[1]刘东英,文玉玲.保护整定计算中助增系数和分支系数的优化选择[J].陕西电力,2008(06):13-14.

[2]曹国臣，蔡国伟，王海军，等.继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策[J].中国电机工程学报，2013，23（10）：51.

[3]张路.继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策[J].科技创新与应用,2013(20):170-171.