繼電保護(hù)整定技術(shù)在智能電網(wǎng)供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

孟龍 龔光軍 郝陽

摘要：目前，我國仍使用傳統(tǒng)的電力能源為主，供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，供配電中的繼電保護(hù)在維持供配的穩(wěn)定與平衡的同時(shí)，還能節(jié)省電力成本。通常情況下，繼電保護(hù)是以電網(wǎng)的短路電流為基礎(chǔ)，并按照一定的計(jì)算原則對(duì)電流賦值，繼電保護(hù)根據(jù)值的大小來決定是否進(jìn)行。賦值保護(hù)的弊端在于精準(zhǔn)度較低，導(dǎo)致大面積停電的情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)居民生產(chǎn)生活和供電可靠穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)整定技術(shù);智能電網(wǎng);供配電系統(tǒng)

一、繼電保護(hù)整定技術(shù)

為了安全穩(wěn)定的運(yùn)行繼電保護(hù)裝置，工作人員務(wù)必對(duì)繼電保護(hù)裝置的制造程序、整定計(jì)算、運(yùn)行安全和機(jī)件設(shè)計(jì)等綜合考慮、全面科學(xué)設(shè)計(jì)，其中繼電保護(hù)整定計(jì)算是重中之重。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，計(jì)算定值保護(hù)的方法也隨之更新;但不變的是計(jì)算人員仍要掌握基本的整定計(jì)算原理，在分析電力系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)和電力保護(hù)要求的前期下，使用科學(xué)的計(jì)算手段。在眾多整定計(jì)算方法中，序分量法和相分量法應(yīng)用的最為廣泛。

（一）CPU模塊

CPU（central processing unit）是電力繼電保護(hù)的核心部件，它具有識(shí)別判斷和篩選功能，可以識(shí)別系統(tǒng)的供電圖并對(duì)需要的參數(shù)進(jìn)行篩選，得到特性曲線;根據(jù)處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)展開進(jìn)一步優(yōu)化，按整定的具體規(guī)則和核校規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)的具體處理。

（二）屬性圖數(shù)據(jù)庫模塊

在繼電保護(hù)整定系統(tǒng)中，將整定轉(zhuǎn)化出的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃編輯，即可構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存著電力系統(tǒng)的信息與信息間的關(guān)系，包含大量的數(shù)據(jù)，且可根據(jù)需要及時(shí)準(zhǔn)確的查找、篩選出各時(shí)間段所有類型的數(shù)據(jù)。

（三）整定規(guī)則模塊

此模塊是結(jié)合供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行的，在具體的供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，事先梳理好各種能影響整定計(jì)算的因素，并反復(fù)不斷的優(yōu)化調(diào)整，確保形成的整定規(guī)則是準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)?在前述步驟的基礎(chǔ)上搭建各種處理程序，最終保證整體上的整定設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。

（四）整定計(jì)算模塊

供配電系統(tǒng)的圖種類繁多，相應(yīng)的整定方法也大有不同。全自動(dòng)計(jì)算方式是目前大多數(shù)整定計(jì)算所使用的，工作人員只需要把供電系統(tǒng)圖制作好，選取分析各部件技術(shù)參數(shù)，其最大的優(yōu)勢(shì)是在過程中沒有人工干預(yù)，借助參數(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的自動(dòng)化計(jì)算，極大程度上避免人工計(jì)算造成的錯(cuò)誤情況;同時(shí)，還有半自動(dòng)的計(jì)算方式，有機(jī)結(jié)合人工與自動(dòng)化計(jì)算，即在需要人工指定配點(diǎn)和參數(shù)失配的情況下完成，計(jì)算機(jī)完成剩余部分參數(shù)的計(jì)算。計(jì)算系統(tǒng)的結(jié)果會(huì)與半自動(dòng)計(jì)算結(jié)果對(duì)照比較，避免人工計(jì)算錯(cuò)誤結(jié)果的發(fā)生。全人工計(jì)算則是采用網(wǎng)絡(luò)人工問答形式，將每步結(jié)果顯示在屏幕上，工作人員根據(jù)具體情況進(jìn)行人工干預(yù)。

（五）電網(wǎng)拓?fù)鋱D模塊

電網(wǎng)拓?fù)涫莾?nèi)部鑲嵌機(jī)械和電子繪圖軟件包的電網(wǎng)繪圖工具。其能根據(jù)具體的繪圖需求，借助動(dòng)態(tài)模塊將具體的線路與斷路器立體顯示出來，形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D結(jié)構(gòu)是立體化全方位的，可有效實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)絡(luò)與二次網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)制圖。

二、繼電保護(hù)整定計(jì)算中存在的問題

（一）難以確定對(duì)電力系統(tǒng)最有利的運(yùn)行方式

為確定動(dòng)作值和校驗(yàn)靈敏度，應(yīng)先找尋確定對(duì)電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式。其中，將繼電保護(hù)所處母線的關(guān)聯(lián)線路進(jìn)行輪流的斷開是最常用的確定電力系統(tǒng)運(yùn)行最小方式的方法。但是，這只針對(duì)大多數(shù)情況而言，對(duì)于少部分的特殊情況，上述方法難以行之有效的確定最不利的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。

（二）非全相震蕩正序網(wǎng)斷相口的電壓?jiǎn)栴}

在非全相狀態(tài)下線路運(yùn)行過程中，電力系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的震蕩，因此在整定計(jì)算時(shí)必須充分考慮震蕩影響電流的電氣量。應(yīng)事先記錄好正序網(wǎng)斷相口處的開路電壓值與計(jì)算系統(tǒng)的母線的阻抗等值。此方法的不足之處在于受到的干擾因素較多，網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境變化、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變都會(huì)影響到計(jì)算方法，此時(shí)必須要更新整定值。

（三）重復(fù)斷開同一段線路

使用計(jì)算機(jī)來計(jì)算繼電保護(hù)整定值時(shí)，循環(huán)保護(hù)的線性流程通常被采用。循環(huán)保護(hù)所觸發(fā)的機(jī)制會(huì)導(dǎo)致整定計(jì)算時(shí)多次重復(fù)斷開同一條線路的多次沖段;同時(shí)，這種重復(fù)的斷開在繼電保護(hù)延時(shí)段動(dòng)作值計(jì)算時(shí)也經(jīng)常發(fā)生。

（四）分支系數(shù)計(jì)算中的問題

當(dāng)電力分支系數(shù)運(yùn)行跟極限短路電流運(yùn)行出現(xiàn)差別時(shí)，意味著此時(shí)無繼電保護(hù)區(qū)域處于虛擬的運(yùn)行狀態(tài)，其動(dòng)作值對(duì)應(yīng)的模式是不利運(yùn)行的。電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行模式多樣化，且分支系數(shù)的存在，會(huì)增加電流保護(hù)延遲區(qū)域動(dòng)作值。所以，分支系數(shù)是在何種情況下被電源運(yùn)行模式所影響，這個(gè)問題很難準(zhǔn)確的去分析評(píng)價(jià)。

三、智能電網(wǎng)與繼電保護(hù)裝置技術(shù)分析

我國的智能電網(wǎng)是在能源專家吳建東提出的互動(dòng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它基于開放的互聯(lián)模式信息并通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和數(shù)字設(shè)備實(shí)現(xiàn)。智能電網(wǎng)可分級(jí)調(diào)度和管理電力生產(chǎn)、輸送、供應(yīng)、使用過程，并不斷反饋信息，來完善電力設(shè)施體系的效能，實(shí)現(xiàn)我國電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)價(jià)值的高效利用和管理模式的思想轉(zhuǎn)變，便于最大化的使用能源。

智能電網(wǎng)的最大特點(diǎn)是根據(jù)用戶所需的電量不斷進(jìn)行改善，降低供配電過程中發(fā)生故障的概率。它基本流程是通過相應(yīng)的計(jì)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)判別模式，優(yōu)先化選擇發(fā)電和用電設(shè)備功率，優(yōu)化負(fù)荷平衡;并通過智能電網(wǎng)中的信息交互，有效保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在數(shù)據(jù)的采集過程中，因?yàn)殡娏骰ジ衅黠柡偷痊F(xiàn)象會(huì)使電網(wǎng)繼電器保護(hù)裝置產(chǎn)生一定的差動(dòng)。建立在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)配置基礎(chǔ)之上的智能電網(wǎng)，同時(shí)還具備相應(yīng)的GOOSE網(wǎng)傳輸跳閘命令和啟動(dòng)失靈、重新合閘等功能。

結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生故障的概率很大，繼電保護(hù)裝置是維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第一道防線。現(xiàn)今，電力企業(yè)高度重視供電與配電之間的穩(wěn)定與平衡，電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的要求越來越高。隨著科技進(jìn)步，計(jì)算機(jī)軟件逐步代替手工進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算，提高了繼電保護(hù)整定計(jì)算的效率，并在智能電網(wǎng)中起著關(guān)鍵的作用，其是智能電網(wǎng)發(fā)展的一大趨勢(shì)。

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