繼電保護(hù)整定計(jì)算方法存在的問題與解決對(duì)策分析

馬智慧

（國(guó)網(wǎng)老河口市供電公司，湖北 襄陽 441800）

在高壓電網(wǎng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)是一種應(yīng)用比較廣泛的自適應(yīng)保護(hù)方式。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，為確保繼電保護(hù)能夠更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變，還需要做好整定計(jì)算分析?；诖耍斜匾獙?duì)當(dāng)下繼電保護(hù)整定計(jì)算方法存在的問題進(jìn)行討論分析，并提出一些針對(duì)性解決對(duì)策，這對(duì)于促使繼電保護(hù)作用功能發(fā)揮，維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 繼電保護(hù)整定計(jì)算方法存在的問題

1.1 正序網(wǎng)斷相口開路電壓計(jì)算存在的問題

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

我們可以假設(shè)在某電系統(tǒng)之中，有m個(gè)發(fā)電機(jī)母線，他們的標(biāo)號(hào)是表示的是第m臺(tái)電機(jī)等值電勢(shì)，Zm表示的是第m臺(tái)電機(jī)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(jì)算。

為了防止重復(fù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定的計(jì)算，在實(shí)際進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算時(shí)，我們一般會(huì)做以下假設(shè)：即在非全相振蕩線路兩側(cè)，針對(duì)等效發(fā)電機(jī)，其電勢(shì)負(fù)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(jì)算：

在上述（2）式計(jì)算中，沒有考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身的變化會(huì)對(duì)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(jì)算時(shí)，將會(huì)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(jì)算結(jié)果偏差也會(huì)越大。

1.2 繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件存在的問題

（1）繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件的計(jì)算準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提升。繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件實(shí)際運(yùn)作機(jī)制比較復(fù)雜，針對(duì)不正確的計(jì)算方法，需要橫向?qū)Ρ认鄳?yīng)結(jié)果，針對(duì)上述整個(gè)過程，對(duì)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(jì)算結(jié)果時(shí)，還需要自身重新計(jì)算，不僅限制了軟件功能發(fā)揮，同時(shí)，也不利于繼電保護(hù)整定計(jì)算效率提升。

（2）繼電保護(hù)整定計(jì)算實(shí)用性有待進(jìn)一步增強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件時(shí)，通常對(duì)軟件實(shí)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(hù)的整定計(jì)算，另一方面，還需要為用戶提供切實(shí)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(shí)用性要求，缺乏交互設(shè)計(jì)，不利于軟件作用價(jià)值發(fā)揮。

2 繼電保護(hù)整定計(jì)算方法解決對(duì)策

2.1 正序網(wǎng)斷相口開路電壓計(jì)算問題解決對(duì)策

一是網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)法。在實(shí)際進(jìn)行斷相口開路電壓計(jì)算時(shí)，為了充分考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)果對(duì)計(jì)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(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)全相振蕩，可將發(fā)電機(jī)分為兩個(gè)振蕩群，在這一振蕩群眾，發(fā)電機(jī)電勢(shì)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(gè)振蕩群機(jī)組的等效電勢(shì)。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(jì)算方法，完成正序網(wǎng)斷相口開路電壓的計(jì)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(jìn)行電流注入，針對(duì)此時(shí)的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)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(huì)發(fā)生變化，發(fā)電機(jī)各節(jié)點(diǎn)電壓也會(huì)發(fā)生變化，需要重新進(jìn)行計(jì)算。而針對(duì)大型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算，由于需要采用很多發(fā)電機(jī)，因此，采用（3）式進(jìn)行正序網(wǎng)斷相口開路電壓計(jì)算，仍不可避免會(huì)產(chǎn)生較大誤差。

基于此，我們還可以采用另一種方法對(duì)策，即網(wǎng)絡(luò)等值計(jì)算方法。在該計(jì)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(yùn)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(duì)電力系統(tǒng)正序網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化。

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

在上式中，

在計(jì)算雙端口網(wǎng)絡(luò)阻抗參數(shù)所需補(bǔ)償電流時(shí)，我們可采用戴維南定理與歐姆定律進(jìn)行計(jì)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(jì)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(shí)際進(jìn)行計(jì)算應(yīng)用過程中，針對(duì)繼電保護(hù)的整定計(jì)算，通常會(huì)袈假設(shè)在非全相振蕩線路中，發(fā)電機(jī)處于等效情況，電勢(shì)幅值與相角差均相等，因此，（11）可簡(jiǎn)化如下：

2.2 繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件問題解決對(duì)策

（1）提升繼電保護(hù)整定計(jì)算的準(zhǔn)確性。為促使繼電保護(hù)整定計(jì)算準(zhǔn)確率得到顯著提升，我們?cè)趯?shí)際進(jìn)行軟件應(yīng)用時(shí)，可采用半自動(dòng)整定模式，從而不僅可以利用軟件計(jì)算，用戶也可以參與整個(gè)計(jì)算過程中，結(jié)合實(shí)際計(jì)算需要，做好相應(yīng)參數(shù)、電網(wǎng)運(yùn)行方式的針對(duì)性選擇，能夠從根本上提升繼電保護(hù)整定計(jì)算的準(zhǔn)確性。

在保護(hù)整定值中，針對(duì)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(yùn)行結(jié)果。而合理通過采用繼電保護(hù)運(yùn)行方式，能夠結(jié)合實(shí)際廠站大小、電網(wǎng)供電方式等靈活進(jìn)行計(jì)算方式選擇，提高計(jì)算準(zhǔn)確性。

（2）增強(qiáng)繼電保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)實(shí)用性。在繼電保護(hù)裝置項(xiàng)目功能在不斷得到豐富與擴(kuò)展的情況，用戶在選擇型號(hào)時(shí)，通常也有更多選擇，同時(shí)，還需要做好不同定值單的制定。對(duì)繼電保護(hù)軟件而言，一方面，能夠構(gòu)建個(gè)性化定值模板，從而更加便于用戶進(jìn)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(shí)用。另一方面，通過做好軟件與用戶之間的交互設(shè)計(jì)，提高雙方信息傳遞效率，能夠有效降低計(jì)算失誤率，從根本上增強(qiáng)繼電保護(hù)整定軟件計(jì)算實(shí)用性。

3 結(jié)語

綜上所述，在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)作過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障問題，在繼電保護(hù)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(hù)要想充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用價(jià)值，還需要做好繼電保護(hù)整定計(jì)算工作。在實(shí)際計(jì)算過程中，應(yīng)注意了解其中存在的問題，并提出一些針對(duì)性解決對(duì)策方法，促使繼電保護(hù)發(fā)揮更大作用價(jià)值，從而更好地保護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。