電網(wǎng)繼電保護配置及整定計算

楊 婷

（內(nèi)蒙古電力（集團）有限責任公司阿拉善電業(yè)局，內(nèi)蒙古 阿拉善 750300）

1 概 述

繼電保護的作用是在電力系統(tǒng)的某一地區(qū)發(fā)生故障時，處于該地區(qū)的繼電保護裝置發(fā)生觸動，斷開該地區(qū)的供電系統(tǒng)裝置，保護電力系統(tǒng)中其他供電機制能夠正常工作，并可以快速對其進行系統(tǒng)維修工作。該裝置在電力系統(tǒng)中的位置非常重要。若電力系統(tǒng)中的某一位置發(fā)生故障造成該系統(tǒng)無法正常工作，通過電網(wǎng)系統(tǒng)將具體的位置發(fā)送至系統(tǒng)中心，專業(yè)人員手動切除繼續(xù)運行的系統(tǒng)，極有可能造成其他電氣設(shè)備問題。因此，繼電保護對整個電力系統(tǒng)的安全運行發(fā)揮著重要作用。充分安裝繼電器保護裝置，對于保護電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性有著重要意義，同時有利于提高整定和校核工作的準確性。繼電保護工作中有一項重要工作，即繼電保護整定計算。因為整定計算的目標不一致，整定計算的運行模式也不同。因此，整定計算就是針對電網(wǎng)系統(tǒng)中已經(jīng)匹配的各種繼電器，按照國家的電力標準和執(zhí)行的規(guī)則進行計算，以得到系統(tǒng)的整定值，從而保證該系統(tǒng)的一些元器件能夠相互協(xié)同的工作，發(fā)揮能力[1]。

2 繼電保護配置

2.1 繼電保護配置原則

對于繼電保護的配置，具有相關(guān)的原則和規(guī)范。（1）根據(jù)保護對象的故障特點進行配置。繼電保護裝置有效提取保護對象的運行狀態(tài)和發(fā)生故障數(shù)量等相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷是否有故障點和異常狀態(tài)。對產(chǎn)生故障的線路進行分類，根據(jù)重要等級和位置等級的不同安裝不同種類或者不同數(shù)量的繼電保護裝置。（2）該裝置具有保護電路的電壓等級和重要等級。電力系統(tǒng)具有保護配置要求，因其電壓等級不同而不同。例如，高壓電網(wǎng)系統(tǒng)，因為其穩(wěn)定性比較高，所以對切斷故障的所需時間也要求相對較高，同時必須增加主線路的保護裝置，以便日后的簡化工作。電路中主線路的保護裝置在安裝的情況下需要明確設(shè)備的可靠性和安全性，用最快的速度選擇被保護的線路，并對存在故障的線路進行隔離和切斷。需注意，高壓系統(tǒng)中需設(shè)計多重保護機制，防止電路出現(xiàn)故障無法切除的情況。如果系統(tǒng)存在的電壓參數(shù)比較低，利用元后背的方式進行調(diào)整和優(yōu)化。如果保護裝置在容錯范圍內(nèi)且無法關(guān)閉保護系統(tǒng)，那么相鄰的保護系統(tǒng)會對該故障點打開保護系統(tǒng)。對整個電網(wǎng)系統(tǒng)都具有保護的作用。

2.2 繼電保護配置任務(wù)及重要性

繼電保護裝置的主要任務(wù)目標具體如下。（1）電力系統(tǒng)中如果出現(xiàn)設(shè)備故障或者發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出異常的電流超過繼電保護裝置的最大電流時，執(zhí)行跳閘動作，并對系統(tǒng)發(fā)出警報信號。一般專業(yè)人員會對故障類型和故障位置進行判斷，評判對電力系統(tǒng)的影響程度，避免維修過程中出現(xiàn)二次傷害。（2）電路系統(tǒng)中的元器件出現(xiàn)短路和斷路的情況，該系統(tǒng)就會產(chǎn)生一個選擇性的信號，對具有故障電路的保護系統(tǒng)迅速斷開，保證電路中的故障不會產(chǎn)生異常電流或電壓的波動，對其他元器件造成擊穿等現(xiàn)象，確保電力系統(tǒng)不會出現(xiàn)大面積損壞。繼電保護配置是系統(tǒng)的重要組成部分，具有維護和保證系統(tǒng)運行經(jīng)濟性和穩(wěn)定性的作用，同時可以監(jiān)控故障范圍，防止事故發(fā)生。

3 繼電保護整定計算

3.1 整定計算的任務(wù)以及步驟

整定計算是該系統(tǒng)的基礎(chǔ)，可以保護其正常穩(wěn)定運行。該計算的內(nèi)容明確了主要任務(wù)，在電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)上組建一個整定體系。確定了整定體系中的兩種方案，第一種是通過電壓等級的元器件建立整定體系的具體條例；第二種是通過元器件的功能和作用建立整定體系的相關(guān)規(guī)定。電力系統(tǒng)中的各種繼電保護裝置都具有自適應(yīng)的能力，可以自適應(yīng)相關(guān)電力環(huán)境。因此，如果電力系統(tǒng)的外部環(huán)境發(fā)生變化，該體系也可以隨之改變[2]。

假如電力系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了變化，那么相關(guān)整定體系也要進行相應(yīng)調(diào)整，針對系統(tǒng)外部的運行方式進行重新計算整定值。然后考慮整定的范圍和變化，考慮繼電器保護之間的關(guān)系等因素，制定整定體系。繼電保護整定體系具有綜合性。

例如，制定一個220 kV電網(wǎng)的繼電保護整定體系。該體系中具有多項內(nèi)容組成，該內(nèi)容具有獨立性但是又存在一定匹配的關(guān)聯(lián)性。繼電整定計算的流程：首先按照電路的屬性制定整定計算的運行方案，選擇通路計算的類型和分支等，然后進行通路的故障計算和整定計算；可以按照保護裝置和電流的相關(guān)參數(shù)進行整定計算，計算出整定值，并制定系統(tǒng)定值圖；根據(jù)比較整定結(jié)果從中選擇最佳的整定體系；最后在整定體系中自檢存在的問題，提出體系中的運行要求；根據(jù)運行要求進行定稿，編寫相應(yīng)的說明書。

3.2 整定計算的注意事項及要求

第一，需要注意的是整定計算能夠處理好該體系內(nèi)部的相應(yīng)關(guān)系。

在整個供電系統(tǒng)中組建相應(yīng)的整定體系，整定系統(tǒng)與電力企業(yè)確定運行方式，保證整定值具有合理性，結(jié)合電路的實際情況等因素得出適合系統(tǒng)的整定值。

第二，確保運行方式合理。繼電保護整定計算的基礎(chǔ)是相應(yīng)的運行方式，影響系統(tǒng)的因素有運行方式、配置等，在整定計算體系中選擇一個合理的運行方式。

第三，選擇正確的參數(shù)。需要實測測量單位、零序阻抗參數(shù)等一次參數(shù)，保證測量的正確性，同時保證在整定環(huán)節(jié)中正確輸入各個參數(shù)[3]。

3.3 整定計算的研究發(fā)現(xiàn)和狀態(tài)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和時代的不斷進步，整定技術(shù)的計算工具和方法有了很大的發(fā)展，其發(fā)展歷程大致可分為以下三個階段。

第一階段是所有人工參與計算的過程。針對繼電保護裝置的整定工作，專業(yè)人員通過Y/△變換的方式簡化電力系統(tǒng)，計算出分支系數(shù)和通路的電流數(shù)據(jù)。對各個部分的電路的保護裝置設(shè)定整定值，工作難度非常大，造成工作效率非常低。

第二階段是半自動的計算過程。通過人工計算的方法計算故障點的數(shù)據(jù)程序。電腦分析人工完成的故障點的數(shù)據(jù)，并計算整定值。專業(yè)人員手工進行該系統(tǒng)的保護值的計算。

第三階段是設(shè)定計算整定系統(tǒng)的階段。計算機針對整定的所有計劃展開計算，完全取代了專業(yè)人員的手動計算，大大提高了繼電保護整定系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性。

對現(xiàn)階段國內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)的整定計算的結(jié)果進行評定，現(xiàn)在應(yīng)用計算機參與整定工作的還是少數(shù)企業(yè)，該部分的工作量還是依靠專業(yè)人員完成的。繼電保護裝置建立整定計算體系時，先將整個電網(wǎng)系統(tǒng)的情況進行有效分析，針對整定的系統(tǒng)確定各個元器件之間的關(guān)系，然后應(yīng)用計算機對其發(fā)生的故障點進行計算，按其電力系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定，考慮整個系統(tǒng)發(fā)生故障的相關(guān)點，同時應(yīng)看到各個元器件之間的相互關(guān)系，保證該裝置對整個系統(tǒng)提出的相關(guān)要求[4]。

4 結(jié) 論

相關(guān)專業(yè)人員在整個電路的保護過程中制定相關(guān)的整定體系。設(shè)計整定體系的過程中，專業(yè)人員考慮該系統(tǒng)方案是否合理。整定過程中，需要充分了解各項整定規(guī)則和標準，利用電力系統(tǒng)中的電力電子裝置的原理進行該系統(tǒng)的特種描述。增強整定的體系結(jié)構(gòu)。對電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性具有一定的保證，同時也促進了我國的電力行業(yè)的進步和發(fā)展。