電力繼電保護整定計算原理及其研究

王韜瑋

（廣西電網有限責任公司貴港供電局）

電力繼電保護整定計算原理及其研究

王韜瑋

（廣西電網有限責任公司貴港供電局）

隨著電力企業的發展以及電力系統容量的延伸，電網結構日益復雜，電力系統頻頻出現安全隱患。然而，一旦出現電力故障勢必會影響人們正常地用電安全，還可能釀成安全事故。由此可見，當下電力系統的發展正面臨巨大的危機挑戰。因而，加強電力繼電保護刻不容緩，但要完善電力繼電保護還需要妥善解決整定電力繼電計算原理的危險點。基于此，本文就以電力繼電保護整定計算原理及其研究為論文課題，系統地進行研究。

電力繼電保護；整定計算原理；危險點

在南方電網規模日益擴張的背景下，很多南方區域的電網調度部門為完成電力繼電保護整定計算，投入了大量的人力和財力。然而，從當前南方電網的發展局勢看，單獨依靠短路電流計算分析工具已經無法適應當前形勢的變化，必須強化電力繼電保護整定計算原理的深度開發。為此南方電網電力調度中心特意著力于電力繼電保護裝置的功能運用上，爭取實現電力繼電整定計算原理準確核算。

1 電力繼電保護特點

1.1 電力繼電保護原理分析

電力繼電保護是根據電力系統中電力元件出現異常情況比如電流、電功率的異常變化或者是電流意外短路等，進行電力繼電保護。隨著當下電力系統的發展，電力繼電保護在供電企業中所占據的位置越來越重。然而，電力繼電保護大部分都只是反映電力系統故障（如通過電流增大和電壓降低以及電流電壓間相位角變化），雖然這樣的電力繼電保護模式對電網的安全運行能起到一定的保護作用，但隨著電網結構日益復雜，這種電力繼電保護顯然不適用當前電力故障的排查[1]。

1.2 電力繼電保護自動裝置的作用

由于南方地區多陰雨天氣，而且電網結構異常復雜，因此在電網的運行過程中會出現一些電力故障問題。此外，近些年南方居民用電需求不斷增加，為了滿足居民用電量，電網的運輸功率不斷增加，其內在的安全隱患也隨之增大。針對此種情況，在電網的運行過程中安裝電力繼電保護安全裝置尤為重要。以下則是該電力繼電保護裝置的作用闡述[2]：

1.2.1 及時反映電力故障

電力繼電保護安全保護裝置可以在電網發生安全運行故障的過程中，及時的幫助設備脫離電網，避免引起更大的電力故障，減少了電網運行過程中的設備損壞。

1.2.2 及時反映異常狀況

電力繼電保護裝置能夠在電網設備出現異常情況時，及時的發出預警信號，使電力維修人員第一時間對電網故障進行故障查看和設備檢修。

1.2.3 變電站的自動化

電力繼電保護安全裝置可實現變電站的自動化，簡言之，電力繼電保護裝置可以讓電力繼電保護裝置直接與高壓設備配合工作，減少了中間流程。

2 電力繼電保護整定計算原理研究案例分析

2.1 案例背景

本文南方某電網的實際運行狀況，計算一個局部電網為220kV母線短路流經的短路電流和母線電壓。具體如圖1所示。

首先建設4號電路節點出現電路故障，以下則是電力繼電保護整定計算中對單相短路和三相短路的診斷結果。

2.2 220kV輸電網單相接地故障整定計算數據

因為電力故障的接地點沒有一個明確的規定，因而本次實驗先假設A相接地，其具體的整定計算結果如表1～2。

3 電力繼電保護整定計算原理研究分析

電力繼電保護整定計算原理的運用的最終目的是保護的整定計算。因為電力繼電保護整定計算是一項系統性較強且計算步驟繁雜的工作，而且整定計算還需要電網上下級之間的密切配合，才能進行整定計算主輔定值的整定[3]。在繼電保護發展日益完善的今天，電力繼電保護裝置已經從單一化逐漸多度到當下的綜合化和智能化，電力繼電保護裝置含有大量整定值，尤其是電力繼電保護主保護定值，它直接關系到電力系統的安穩運行。與此同時，電力繼電保護整定計算原理還需要從電力繼電保護定量化多方面進行完善，減少電力繼電保護整定計算的危險性。

圖1 220kV母線圖

表1 短路點三序電壓、電流、阻抗值表

表2 短路點三相電壓、電流及其電容量值

3.1 電力繼電保護的整定計算

電力繼電保護的整定計算最終結果是給出電力繼電保護裝置的額定值。因此在電力繼電保護整定計算原理中除了自身的整定計算之外，還包括電力繼電保護安全配置的選型問題，其次，隨著近些年南方電網的發展，其電網結構日漸繁雜。所以，要加強電力繼電保護整定計算還需要結合南方電網實際的電力系統結構及其具體的運行狀態[4]。根據筆者對電力繼電保護整定計算的內容統一得出，其整定計算內容主要是繪制電力系統接線圖的繪制，建立電力系統設備參數表；以及建立電流電壓互感器參數表和各節點短路計算結果表等等，最重要的是計算出它們的整定值，便于下一步的整體計算分析和結果核實。然而，礙于電力線路自身分布的復雜性和電力負荷的多變性特點，要想保證電力繼電保護整定計算合理性，還需要對電力繼電保護裝置進行相對應元件的選型。

3.2 短路電流的整定計算原理

（1）相間短路電流。相間短路電流是指以單側電源拓撲結構為輻射形網絡，流過電力繼電保護裝置的最大短路電流則出現在最大運行方式，反之則相反[5]。通常而言，短路電流與對側電源的運行沒有任何的關聯，因此在整定計算中可按單側電源的方法進行整定計算。需要注意的是電力繼電保護中最小短路電流的計算，需要按照閉環運行方式進行整定計算，與此同時還需要考慮運行的變壓器、電阻值等問題。

（2）零序短路電流是指以單側電源拓撲結構為輻射形網絡[6]。零序短路電流在對流過電力繼電保護裝置的最大零序短路電流，可按相間短路中中整定計算的方式進行計算，與此同時，還需考慮電力繼電變壓器接地點的位置變化。

4 結語

綜上所述，隨著電力企業的發展，人們用電需求的增加，電網結構也日益復雜，致使電力系統頻頻出現安全隱患。然而，一旦出現電力故障勢必會影響人們正常地用電安全，還可能釀成安全事故。由此可見，當下電力系統的發展正面臨巨大的危機挑戰。因而，加強電力繼電保護刻不容緩，但要完善電力繼電保護還需要妥善解決整定電力繼電計算原理的危險點。基礎此，還需要系統化的對電力繼電保護整定計算進行考察和研究以及假設推算。

[1]孫月琴，王同文，王棟，等.電力繼電保護一體化整定計算數據模型拼接新思路[J].電力系統保護與控制，2014（17）：55～60.

[2]蔡云峰，徐洋，潘琪，等.基于自定義模型的變壓器縱差動保護PSCAD仿真[J].電力系統保護與控制，2015（3）：118～122.

[3]劉宏.電力繼電保護的整定計算存在的問題及解決措施[J].企業技術開發（下半月），2014（23）：86～87.

[4]郭曉平，楊碩，許海標，等.發電機失步保護的整定計算[J].電力安全技術，2015（2）：17～20.

[5]邱錦榮.電氣主設備電力繼電保護裝置的整定計算研究[J].三角洲，2014（7）：35～36.

[6]李景輝.電力繼電保護整定計算存在的問題分析及解決措施[J].機電信息，2013（27）：11～12.

TM77

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1004-7344（2016）05-0055-02

2016-2-5