整定計算分支系數和助增系數的優化選擇

摘 要：電網的穩定運行總少不了繼電保護裝置的功能發揮，而繼電保護裝置中的定值計算是影響繼電保護正確與否的重要因素。當前，繼電保護裝置應用范圍不斷擴大，要保證各種運行方式下都能達到理想的效果，就需要在整定計算上下功夫。文章詳細介紹了接地距離保護和零序電流保護，總結了各種保護措施的優缺點，為分支系數和助增系數的優化提供理論參考。

關鍵詞：整定計算；分支系數；助增系數

繼電保護是電網能夠持續運行的基本前提，合理選取定值可以有效提高繼電保護的技術性能。整定計算的過程中，繼電保護需要在各種運行方式下，保持高可靠、高靈敏、高速度和高效性等要求。整定計算過程中的分支系數和助增系數整定受運行方式不同、故障點聯系和故障類別差異的影響，合理的選取分支系數和助增系數對保護裝置效率的發揮有重要作用。

1 接地距離保護

接地距離保護主要是指根據故障點到保護安裝點的距離大小來確定繼電反應時限的保護，其核心原件就是阻抗繼電器，當輸電線路一定的時候，阻抗也基本保持在一個確定的值。接地距離保護工作需要完成助增系數的選擇和檢修準則的選定。

1.1 助增系數的選擇

從概念上講，助增電流屬于附加電流范疇，用于調節距離保護工作的準確性和穩定性，而助增系數是對助增電流的量化表示。很多時候，繼電保護裝置的故障點處有多路分支，而這些分支提供附加短路電流，會出現故障線路電流值大于繼電系統電流數值。助增系數的高效化計算，可以間接導致繼電保護定值的增減變化，其功能作用的發揮程度同樣會受到一定影響，繼電保護的內部結構的聯系性及運行效率同樣會出現相應改變。助增系數的合理運用是目標范圍的直接作用者，而助增系數的可靠性及高效化運行需要繼電系統的大力支持，只有將科學方法及實際情況共同應用于助增系數的計算中，才能保證其參數的有效性及合理性。

接地保護的整定工作復雜而多變，尤其是準確度的影響因素很多，如正序網絡和零序網絡的比較中，正序網絡中的助增系數和零序網絡的助增系數有很大不同。假設K0為零序網絡的助增系數，K1為正序網絡的助增系數，當（K0-K1）>0時，整定的阻抗值變大；當（K0-K1）<0時，整定的阻抗值變小，當K0=K1時，不會影響整定值大小。考慮保護整定配合的選擇角度，應選擇（K0-K1）<0時的最小值來進行整定計算。

（1）輻射狀結構的電網保護助增系數的計算

當對輻射狀結構特點的電網保護設備進行助增系數計算時，由于助增系數和故障點所在位置無關，如圖1輻射狀結構電網示意圖所示，在對助增系數進行計算的時候，可以將故障點選在便于計算的線路末端處，設定主電源為大方式，分支供電則采用小方式。

（2）環形內線路保護助增系數的計算

在環形電網結構中，助增系數會因故障點的不同而不同，在助增系數計算時，應選開環運行的模式，需要將1DL斷開，A點電源和B點電源設定為大方式，C點電源則設定為小方式，如圖2環狀結構電網示意圖所示。

（3）單回輻射線路和環網內部線路保護匹配時的助增系數計算

XL1和XL2保護相配合時，若環網線路XL2末端故障時，電源A通過XL2、XL3向故障點提供電流，則應采用環網運行方式。若電源B通過XL3向故障點提供短路電流，則應斷開XL3線路，采用開環運行方式。在對線路末端進行計算時，A電源設定為大方式，B電源設定為小方式，如圖3所示。

（4）環狀內線路和環網外輻射線路保護匹配時的助增系數計算

處在環網內部XL1和XL2保護匹配時，計算助增系數需要按開環方式，在斷開1DL的情況下進行計算，A電源和B電源均設定為大方式，C電源設定為小方式，如圖4環狀結構電網和環狀外輻射線路示意圖所示。

（5）單回線和相鄰雙回線路的保護匹配時的助增系數計算

在實現系統內部助增系數計算時，需要按雙線路并列運行方式，故障點需要選在雙回路的末端。

1.2 檢修準則的選定

（1）對于非環網狀結構的電網，需要檢修整定線路末端母線的引出線，這樣檢修可以使整定線路的電源更大，分支電源更小，算出的助增系數更小。

（2）針對環狀結構的檢修規則選定，首先，由于電網環網結構的存在，造成助增系數的不確定，這種情況可以不檢修或者輪流檢修整定線路末端母線連接的線路。

2 零序電流保護

2.1 分支系數的計算

首先，要設定故障點短路電流值，通過電流值得到各節點的故障電壓分量，再將電壓分量和故障發生前的故障點電壓分量相加，得到短路故障點的電壓值，再使用序電流計算公式，算得短路故障通過各支路的序電流大小。其次，要分別對保護支路序電流和配合支路零序電流進行計算，區分好互感支路和檢修支路，通過計算分支系數模型和零序分支系數的計算公式，得到零序分支系數值。

2.2 零序分支系數的整定

當電網中有多個電源時，需要兼顧上下兩級間的匹配整定，不僅要考慮中間分支電路的影響，還要考慮對上級保護范圍的確定，在整定計算中，要用到分支系數。零序網狀態下的電流分支系數可表示為受匹配線路保護的安裝點流經的電流值與匹配線路保護安裝點流經電流的比值。

3 結束語

零序電流保護由于自身構成特點，具有極強的技術特點，不僅能夠持續運行，更在一定程度上提高了電網的運行效率，使電網的功能優勢得到最大化發揮。因此，只有將系統的運行參數進行綜合考量，才能根據數值對比進行零序分支系數的優化配比。

參考文獻

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