探析電網繼電保護的整定值計算問題及其解決策略

文/劉洋 王宏 李娜 劉馨陽 馬航，國網遼寧省電力有限公司檢修分公司

1 電網繼電保護定值的計算方法

1.1 電流速斷保護。按躲過線路上配電變壓器二次側最大短路電流整定。實際計算時，可按距保護安裝處較近的線路最大變壓器低壓側故障整定。當保護安裝處變電所主變過流保護為一般過流保護時，線路速斷定值與主變過流定值相配合。

1.2 過電流保護。按躲過線路最大負荷電流整定。此方法應考慮負荷的自啟動系數、保護可靠系數及繼電器的返回系數。為了計算方便，將此三項合并為綜合系數。 微機保護可根據其提供的技術參數選擇。按照線路上躲過配變的勵磁涌流來進行整定。這主要因為其配電線路負荷有一定的分散性，這就在一定程度上決定了線路總勵磁涌流將小于和它同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。

2 電網繼電保護整定值的計算問題原因分析

電網繼電保護定值計算利用計算機計算的步驟為：在出現故障時，用電氣量來計算繼電保護的整定值。然后用序分量法或相分量法來檢測計算電網系統出現故障時的電氣量。為了能夠讓繼電保護能夠適應電網系統的運行方式，要按照每套繼電保護對應的電網系統最大運行值作為整定值計算過程中計算保護的動作值，在動作時間上必須滿足嚴格的配合關系。在這種原則的基礎上利用計算機對繼電保護整定系統進行計算，主要會存在以下問題：（1）線性流程是繼電保護整定值計算中采用的方法，這種方法會造成多次重復計算同一個分支系數；（2）在計算過程中，正序網斷相口的開路電壓會受到非全相振蕩的影響，引起計算結果的誤差。

3 電網繼電保護整定值計算問題的解決策略

3.1 運行方式查找計算問題及其解決策略分析。在電網系統實際運行過程中，其運行方式多種多樣，當前只能采用電網系統最大、最小、檢修等幾種運行方式來簡單概括所有運行方式的方法計算保護定值。而選擇合理的運行方式進行計算，對保證繼電保護裝置的可靠運行以及充分發揮繼電保護裝置的性能具有十分重要的作用。否則會保護范圍過大或過小，失配多， 動作時限長等，嚴重影響了保護性能。

3.1.1 運行方式查找計算存在的問題：繼電保護整定值計算可以從運行方式的方面來說，其主要存在的問題可以總結歸納為以下加點：第一，電網系統在運行的過程中，繼電保護整定值計算無法準確地查找最不利運行方式，對于現階段的查找方式來說，這種最不利查找方式僅能夠對在線路兩側的側母線進行查找，這種輪流式的斷開方法不能保證正確的電網系統運行；第二，計算機輔助作用下的繼電保護整定值計算常常會出現同一線路一直重復的問題；現階段，線性流行方式在計算機的輔助下使繼電保護整定動作的整個過程中避免了所斷開線路的重復性。如果繼電保護整定值計算在頻繁的開斷操作不能保證其精準性，那么也就不能保證電網系統網絡結構的穩定性。

3.1.2 解決策略：可以分為以下方面：首先，要框定整定結果的取值范圍就要借助于計算機應用程序對開斷線路狀態下擾動的區域，借此作為電網系統最不利運行方式查找的輔助。繼電保護系統中的擾動域在一般情況下被稱為在線路開斷狀態下部分將會受到影響的區域。對擾動域邊界及劃定范圍的測定是在對電網系統某條線路進行開斷的操作之后，以圓心為起點，按照由內向外的方法進行短路電流參數的計算。其次，用參照開斷線路的循環趨勢也是對繼電保護整定值計算方法的一種補償方式，此方法是運用二次組合并借助于計算機輔助來完成繼電保護的整定值計算，能夠有效地把線路頻繁開斷這一問題解決。

3.2 斷相口開路電壓計算問題及解決策略分析

3.2.1 對電網系統中的斷相口開路電壓計算中出現的問題分析，可以得到以下結論：電網系統運行的路線應該被列為電網繼電保護整定值計算中的重點。因為電壓參數在正序網斷相口的位置開路與發電機母線運行發電機裝置的電壓參數等值在已經擬定好的電網系統中和等值的阻抗參數聯系比較密切。開路電壓參數一旦采用這種方法，雖然這種方法有它的好處所在，但在進行計算的過程中還是會出現一些問題，所以要謹慎使用，而出現這些問題的主要原因是：第一、電網系統的網絡結構一旦發生變化，則發電機的等值電勢和阻抗參數也會隨著網絡結構的變化而變化。第二、可以用暫時狀態下的穩定計算來實現發電機的等值電勢、阻抗參數的計算；但這種計算方法也有弊端：每操作一次網絡，都需要對上次的參數做出修改和計算，加大了工作量，使工作變的繁瑣。這一問題解決的關鍵所在是：簡化整定的計算方式可以讓線路兩側發電機的實時電勢幅值參數保持恒定的狀態，當然這種方法也有劣勢，最主要的是它在工作過程中忽略了正序網相口開路的電壓參數，此電壓參數因受網絡結構狀態的影響，會讓網絡結構變得復雜，使計算結果出現錯誤。

3.2.2 解決策略：在開路的電壓計算過程中，引入網絡等值計算的方法，不僅可以讓整定值計算的結果更加準確，還能有效地保證繼電保護工作的可控性。通過對阻抗參數的物理價值分析，發現它對整個網絡系統的計算模型參數有補償的作用。另外，若要推定電網系統雙端口網絡下的T 型等值電路結構形式還可以結合電網系統外的原則，在此基礎上獲得與之對應的正序等值電路。

4 結束語

綜上所述，隨著我國電網規模的不斷擴大，電網結構穩定問題變得更加復雜和電網系統穩定問題日益突出。而繼電保護整定計算不僅是有效保障電網安全運行的基礎前提，也是繼電保護裝置及時消除障礙的有效保證，因此對電網繼電保護整定值計算問題的解決策略進行分析具有重要意義。