繼電保護整定計算方法存在的問題與解決對策分析

馬智慧

（國網(wǎng)老河口市供電公司，湖北 襄陽 441800）

在高壓電網(wǎng)運行中，繼電保護是一種應(yīng)用比較廣泛的自適應(yīng)保護方式。但在實際應(yīng)用過程中，為確保繼電保護能夠更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)運行方式轉(zhuǎn)變，還需要做好整定計算分析。基于此，有必要對當(dāng)下繼電保護整定計算方法存在的問題進行討論分析，并提出一些針對性解決對策，這對于促使繼電保護作用功能發(fā)揮，維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行有著重要的現(xiàn)實意義。

1 繼電保護整定計算方法存在的問題

1.1 正序網(wǎng)斷相口開路電壓計算存在的問題

在實際進行繼電保護計算時，針對處于非全相運行的線路，當(dāng)其引發(fā)電力系統(tǒng)振蕩時，需要完成振蕩狀態(tài)下電壓、電流等電氣量的計算。在這一過程中，完成正序網(wǎng)斷相口開路電壓的計算非常關(guān)鍵。

我們可以假設(shè)在某電系統(tǒng)之中，有m個發(fā)電機母線，他們的標號是表示的是第m臺電機等值電勢，Zm表示的是第m臺電機等值阻抗，在任意線路中，如果出現(xiàn)非全相振蕩現(xiàn)象，從疊加原理中，我們能夠了解到，能夠借助（1）式完成正序網(wǎng)斷相口i、t開路電壓的計算。

為了防止重復(fù)進行暫態(tài)穩(wěn)定的計算，在實際進行繼電保護整定計算時，我們一般會做以下假設(shè)：即在非全相振蕩線路兩側(cè)，針對等效發(fā)電機，其電勢負值均相等，具體可采用E表示，相差角可采用δ來表示。并采用（2）式，在非全相振蕩狀態(tài)下，完成正序網(wǎng)斷相口開路電壓的計算：

在上述（2）式計算中，沒有考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身的變化會對開路電壓帶來的影響。如果在非全相振蕩線路中，電路結(jié)構(gòu)是非放射狀兩端供電線路，那么，采用（2）式計算時，將會致使最終結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，一般線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，最終計算結(jié)果偏差也會越大。

1.2 繼電保護整定計算軟件存在的問題

（1）繼電保護整定計算軟件的計算準確性有待進一步提升。繼電保護整定計算軟件實際運作機制比較復(fù)雜，針對不正確的計算方法，需要橫向?qū)Ρ认鄳?yīng)結(jié)果，針對上述整個過程，對相關(guān)操作人員專業(yè)性要求較高。當(dāng)用戶質(zhì)疑最終整定計算結(jié)果時，還需要自身重新計算，不僅限制了軟件功能發(fā)揮，同時，也不利于繼電保護整定計算效率提升。

（2）繼電保護整定計算實用性有待進一步增強。在實際應(yīng)用繼電保護整定計算軟件時，通常對軟件實用性有著較高的要求，一方面，要去相應(yīng)軟件能夠高效完成繼電保護的整定計算，另一方面，還需要為用戶提供切實可行的執(zhí)行方案，而當(dāng)下一些軟件尚未全面滿足上述實用性要求，缺乏交互設(shè)計，不利于軟件作用價值發(fā)揮。

2 繼電保護整定計算方法解決對策

2.1 正序網(wǎng)斷相口開路電壓計算問題解決對策

一是網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)法。在實際進行斷相口開路電壓計算時，為了充分考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)果對計算結(jié)果帶來的影響，我們可以做出以下假設(shè)：在電力系統(tǒng)運行過程中，如果出現(xiàn)全相振蕩，可將發(fā)電機分為兩個振蕩群，在這一振蕩群眾，發(fā)電機電勢幅值均相等，可以用E1表示，相角差也相等，用δ表示。并且在端口設(shè)置上，選擇了正序網(wǎng)斷相口i、t與上述兩個振蕩群機組的等效電勢。在這一情況下，可以在考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，導(dǎo)出一種計算方法，完成正序網(wǎng)斷相口開路電壓的計算，具體如（3）式：

通過上文敘述我們已經(jīng)能夠了解到，在正序網(wǎng)斷相口中，通過進行電流注入，針對此時的發(fā)電機節(jié)點而言，通常與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系，因此，每開展一次網(wǎng)絡(luò)操作，相應(yīng)參數(shù)均會發(fā)生變化，發(fā)電機各節(jié)點電壓也會發(fā)生變化，需要重新進行計算。而針對大型電力系統(tǒng)繼電保護整定計算，由于需要采用很多發(fā)電機，因此，采用（3）式進行正序網(wǎng)斷相口開路電壓計算，仍不可避免會產(chǎn)生較大誤差。

基于此，我們還可以采用另一種方法對策，即網(wǎng)絡(luò)等值計算方法。在該計算方法中，我們可以做出以下假設(shè)，在任意i~j的電力系統(tǒng)線路中，出現(xiàn)了非全相運行問題，致使電力系統(tǒng)出現(xiàn)了振蕩，在非全相線路中，以i、j作為兩側(cè)端口，在充分考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，我們可以對電力系統(tǒng)正序網(wǎng)絡(luò)進行一定的簡化。

首先，立足線路節(jié)點i、j，我們可采用以下公式求出節(jié)點的自阻抗與互阻抗參數(shù)：

在上式中，

在計算雙端口網(wǎng)絡(luò)阻抗參數(shù)所需補償電流時，我們可采用戴維南定理與歐姆定律進行計算，具體如下公式表示：

基于等值電力形成與變形過程，相應(yīng)元件參數(shù)可采用以下計算方法：

正序網(wǎng)斷相口開路電壓結(jié)果具體由以下公式表示：

在實際進行計算應(yīng)用過程中，針對繼電保護的整定計算，通常會袈假設(shè)在非全相振蕩線路中，發(fā)電機處于等效情況，電勢幅值與相角差均相等，因此，（11）可簡化如下：

2.2 繼電保護整定計算軟件問題解決對策

（1）提升繼電保護整定計算的準確性。為促使繼電保護整定計算準確率得到顯著提升，我們在實際進行軟件應(yīng)用時，可采用半自動整定模式，從而不僅可以利用軟件計算，用戶也可以參與整個計算過程中，結(jié)合實際計算需要，做好相應(yīng)參數(shù)、電網(wǎng)運行方式的針對性選擇，能夠從根本上提升繼電保護整定計算的準確性。

在保護整定值中，針對故障電氣量而言，通常是在一些不利情況下獲取的極值，因此容易產(chǎn)生比較極端的運行結(jié)果。而合理通過采用繼電保護運行方式，能夠結(jié)合實際廠站大小、電網(wǎng)供電方式等靈活進行計算方式選擇，提高計算準確性。

（2）增強繼電保護整定計算系統(tǒng)實用性。在繼電保護裝置項目功能在不斷得到豐富與擴展的情況，用戶在選擇型號時，通常也有更多選擇，同時，還需要做好不同定值單的制定。對繼電保護軟件而言，一方面，能夠構(gòu)建個性化定值模板，從而更加便于用戶進行表格和數(shù)值名稱的調(diào)整，提高軟件的操作的便捷性，使其更加實用。另一方面，通過做好軟件與用戶之間的交互設(shè)計，提高雙方信息傳遞效率，能夠有效降低計算失誤率，從根本上增強繼電保護整定軟件計算實用性。

3 結(jié)語

綜上所述，在電力系統(tǒng)實際運作過程中，經(jīng)常會發(fā)生故障問題，在繼電保護裝置的幫助下，能夠避免故障帶來更大的安全事故。但線路繼電保護要想充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用價值，還需要做好繼電保護整定計算工作。在實際計算過程中，應(yīng)注意了解其中存在的問題，并提出一些針對性解決對策方法，促使繼電保護發(fā)揮更大作用價值，從而更好地保護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。