繼電保護整定算法現存問題及解決策略探析

王嘉琳

摘要：繼電保護裝置是電力系統重要的組成部分，一方面維護著電力系統的安全穩定，另一方面保障著其運行的可靠性。文章從當前的繼電保護中整定計算方法所存在問題及其解決方法等方面進行分析，提出了與之相適應的解決措施。

關鍵詞：繼電保護；整定計算方法；解決對策；電力系統；繼電裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM744 文章編號：1009-2374（2016）33-0053-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.028

隨著當今我國經濟和社會的快速發展，電力產業對我們各個領域的生產生活的正常運轉都起著不可替代的作用，因此，電力系統運行的穩定性成為了我們社會發展的決定性因素，變得越來越重要。繼電保護這一裝置，在電力系統的正常運行中起著安全的保障作用，它是維持電力穩定供給的一條重要防線。當電力系統發生故障時，它會準確無誤地加以識別，然后及時采取各種解決措施比如對故障的隔離和切除、緊急預警等，對于電力系統運行狀況起到一定的緩沖和保護作用，防止運行狀態惡化。同時，它有效地防止了設備的損毀，在一定程度上保障了市民的人身財產安全，對電能的高效利用和穩定傳輸起著重要的保障作用。

1 繼電保護整定計算概述

要使繼電保護裝置得以安全可靠的運行，可以從它的機件設計、制造程序、整定計算，安全運行、全面維護等多個方面來進行。其中，整定計算進行準確應用對于繼電裝置的穩定運行，具有重要的意義和保障作用。

我國電力系統的發展史，繼電保護中整定計算這一工具也是由簡單向高級逐步發展的過程。近幾年，我國電網規模加速擴大，起初的保護定值的計算方法由一般依賴于人工或者人工為主專用計算機為輔助，逐步轉變為利用數字計算機為主。在一定程度上既順應了大數據時代潮流，又解決了工作量大、時間拖沓和計算精度和準確性的問題。

繼電保護的整定計算，在電力系統中是一個整體性的工作。這就要求計算人員要準確了解基本原理和熟練的掌握工作內容。在具體的整定計算中，第一，要考慮電網系統運行的結構和運行的實際要求等諸多因素；第二，要制定科學、可行的整定原則。

通常情況下，廣泛應用在現階段電力系統中的整定計算模式主要包括相分量法和序分量法，根據整定計算法則，可以做出具體的計算方法，其步驟為：第一，先用上述的兩種方法對電氣量進行準確的計算；第二，將故障電氣量作為依據來對繼電保護整定值進行計算。

2 繼電保護整定計算方法存在的主要問題

隨著我國科學技術的快速發展，繼電保護整定計算方法得到了很大程度的改善，但是在實際計算過程中仍然有各種各樣的問題，具體表現為以下方面：

2.1 分支系數計算環節存在較大偏差

電力系統中的電源運行模式多樣且分布較為分散，因此開展繼電保護整定計算，需充分考慮分布式電源發生變化對分支系數的產生的影響，分支系數一旦發生改變，整定計算的結果也將隨之發生變化。但是，當涉及到繼電保護的整定計算時，在電源運行模式和分支系數之間的影響往往難以做出精確評判，對于這一變化的忽視，分支系數與實際情況相偏離也在所難免，并導致延時時段動作參數設定出現一定失誤。

2.2 斷相口位置開路電壓參數設定與實際嚴重不符

繼電保護的整定計算中，計算電氣量、電流量是首要問題，需要充分考慮到線路的非全相運行過程而引起的電力系統震蕩對電氣量和電流量造成的影響。這個電氣量和電流量以正序斷相開口電壓為基礎。在計算端相開口的電壓時，一般利用疊加原理。在暫態穩定性的計算數量減少方面，電力系統的內部在非全相震蕩線路中，假設等效發電機的電勢與相位角度相同，接著用相應的公式計算開路電壓。這種計算方法有計算步驟少的優勢，但也存在一定的缺點，因為這種計算方法會受到電網結構變化的影響，一旦網絡結構環境發生變化，整定值需更新。假設不考慮網絡結構變化在繼電保護整定計算中的結果所產生的影響，那么計算誤差將會進一步加劇，最終導致整定計算的結果產生較大偏差。

2.3 電力系統最不利運行情況

在對計算動作值及靈敏度的檢驗上，需要查找出電力系統中最為不利的運行方式，一般是在整定計算中查找。對動作值進行計算時，采用輪流開斷保護所在線路母線的連接線路，從而使查找電力系統的最大化運行。在進行繼電保護靈敏度檢驗時，則是通過對線路背后母線連接的線路進行輪流開斷保護來實現查找系統的最小運行方式。由于無法快速查找電力系統運行中最不利的方式，所以在繼電保護的整定計算中過程中應該明確地計算出最不利的運行模式。與此同時，在進行此項工作時，也比較容易出現一條線路反復斷開的現象，從而影響整定計算的效率。

2.4 對線性流程運用過高

線性流程運用過高是導致繼電保護整定計算結果錯誤的另一常見原因。線形流程的過度使用，尤其是在進行分支系數的實際運算過程時，可能會導致分支系數的運算產生較高的重復率，從而導致繼電保護系統整定計算的速率嚴重降低。

2.5 繼電保護整點算法缺乏實用性和通用性

如果運用計算軟件來計算繼電保護的整定值，就必須對軟件的實用性進行充分考慮，一方面要保障計算軟件可以自動進行整定計算；另一方面也要將準確、可行的方案提供給用戶，一旦繼電保護整定計算的過程中沒有相應的交互設計，那么計算過程就會出現各種問題。

目前，整定計算是保障各級電網正常運行的關鍵一環，但是各級電網因為自身的網架結構、配套裝置和運行方式的不同，在整定計算方面也采取了不同的模式和方法，這也導致了繼電保護整定算法的局限性，即只能針對相應配置條件下的用戶使用，所以繼電保護整定計算軟件的開發必須嚴格遵循用戶的需求而定。

3 繼電保護整定算法的改進措施

3.1 關于分支系數計算環節的改進

要全面充分地考慮整定計算過程中各方面因素的影響，當分布式電源產生變化的時候，就不能繼續使用原有計算數據，而是要重新計算這些發生變化電源所在區域的繼電保護，進而避免分支系數造成的誤差，以達到最大限度地保障繼電保護整定計算準確性的目的。

3.2 關于斷相口開路電壓計算環節的改進

一方面，采用雙口網絡的H參數法，因為繼電保護整定計算的結果在一定程度上受電網網絡結構的影響，可采用對震蕩發電機分解，形成兩個震蕩群，然后將其斷相口和等效電勢端口充當端口；另一方面，采用網絡等值計算的方法，以全非相電路中兩端的結點為結點，在對網絡進行操控的同時把它分為無源雙端口網絡，在運用補償原理計算相應的阻抗參數時，依照疊加原理對線路兩端的互阻抗和自阻抗參數進行取值，以此作為依據來計算斷相口開口電壓。

3.3 關于電力系統最不利運行情況的改進

在進行整定計算時，假設電力系統中有一條斷開的線路，并且這條線路會使系統的網絡結構產生變化，造成不必要的惡性影響，以至于同開斷線路相鄰的線路的短路電流會有一定的轉變，并影響最后的整定計算結果，我們可以觀察到某一范圍中整定值受到影響，受到影響的區域就是擾動區域；為了使同一線路不出現多次重復斷開的現象，可以采用其他順序，利用開斷線路循環狀況，重新安排設定好整定計算的順序，進而解決相同線路中多次出現開斷現象的問題。

3.4 加強對繼電保護整定計算系統的創新

為保證繼電保護整定算法的準確性，應當定期對電網整定計算軟件進行更新，同時分析并測試軟件運行過程，保證每個階段都能夠通過專業測試和科學開發過程的嚴密性，進而保證整定計算的準確率。以網絡等值法為例，當運用網絡等值法計算電力系統的整定數值時，電力系統無緣雙端口網絡圖的任何一條線都有可能出現問題，進而造成電力系統局部出現震蕩，從而使兩側節點端口出現松動。因此，在設計過程中，應當把電力系統內部的正序網絡整體化成無源的一個雙端口網絡。

4 結語

經濟的高速發展也帶動了電網規模的擴大發展，繼電保護的整定計算變得尤其重要。在電力系統實際的運行過程中，為了保證電力系統可以安全穩定地運行，電力企業必須充分重視繼電保護整定計算的重要意義，明確繼電保護整定計算中存在的所有問題，對于這些問題的不斷探究，采取與之相應的解決方法和手段，從而進一步提高控制能力，確保電力系統得以安全運行。

參考文獻

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（責任編輯：蔣建華）