繼電保護及整定計算方法
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繼電保護及整定計算方法范文第1篇
隨著經濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)也不斷擴大和改進，以大容量、高參數(shù)為主的機組成為配電網(wǎng)工作中的主要重點，對電力穩(wěn)定性和動力設備的安全性提出了有效的保證。配電線路保護裝置不僅集成了各種新技術和新設備的可靠性要求。同時在工作中由于自然、人為或設備故障等因素引起的配電故障不斷涌現(xiàn)，嚴重影響著整個設備運行安全，同時也造成了經濟發(fā)展嚴重受損和制約。因此在目前的電力系統(tǒng)中，繼電保護就顯得十分重要，是確保電力運輸效率和質量的主要衡量標志。
一、高壓電網(wǎng)繼電保護整定計算
繼電保護裝置廣泛應用于高壓電網(wǎng)之中，通過在工作中對于響應單方面電氣量的不斷增加，要求保護模式也日益繁雜，現(xiàn)階段的主要保護方式有繼電器保護，零序電流保護，三相電流保護，距離保護和接地距離保護。這些保護方法和保護措施是一種固定行為特征的非自適應繼電保護的整定，是通過對整定值進行離線計算獲得和保持不變的操作。進而根據(jù)繼電保護整定計算原則，使得這些整定方式不受影響，計算機整定之中的關鍵環(huán)節(jié)。
1、整定計算步驟
在目前的高壓電網(wǎng)整定計算過程中，最常見的計算方法是想分量發(fā)和序分量法的計算模式，這種計算措施和計算方式在目前的電力系統(tǒng)中最為常見；其次是故障電氣繼電保護裝置的整定值計算方式，是通過繼電保護在電力系統(tǒng)中的適應能力和電壓變化量來進行合理分析和整定計算的過程。分別對應電力系統(tǒng)的操作模式計算的最大程度的保護動作值繼電保護整定計算的，根據(jù)每組繼電保護電力系統(tǒng)的運行模式相對應的奇偶校驗保護的靈敏度最小的，和拖延采取行動的繼電保護II，III段和IV段，在時間，以滿足嚴格的匹配關系的控制要求。
2、整定計算中存在問題
（1）計算非全相振蕩時正序網(wǎng)絡階段的輸出開路電壓不計劃和影響的網(wǎng)絡結構，造成嚴重的錯誤的計算結果；
（2）繼電保護計算延遲時間的行動的價值為分支因子，導致行動值計算結果誤差；
（3）計算分支系數(shù)不充分考慮電力系統(tǒng)運行方式的分布變化，導致分支系數(shù)本身存在誤差；
（4）繼電保護整定計算過程中使用的線性過程，造成重復相同的計算分支系數(shù)；
（5）繼電保護整定計算過程中的斷電保護電路總線是連接線，無法找到最不利運行模式的電力系統(tǒng)。
二、電流速斷保護計算
由于10kV線路一般為保護的最末級，所以在整定計算中，定值計算偏重靈敏性，對有用戶變電所的線路，選擇性靠重合閘來保證。在以下兩種計算結果中選較大值作為速斷整定值。
1 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。
Idzl=Kk×Id2max式中：Idzl為速斷一次值；Kk為可靠系數(shù)，取1.5；Id2max為線路上最大配變二次側最大短路電流。
2 當保護安裝處變電所主變過流保護為一般過流保護時（復合電壓閉鎖過流、低壓閉鎖過流除外），線路速斷定值與主變過流定值相配合。Ik=Kn×（Igl-Ie） 式中： Kn為主變電壓比，對于35/10 降壓變壓器為3.33；Igl為變電所中各主變的最小過流值（一次值）；Ie為相應主變的額定電流一次值。
3 特殊線路的處理：
1）線路很短，最小方式時無保護區(qū)；下一級為重要的用戶變電所時，可將速斷保護改為時限速斷保護。動作電流與下級保護速斷配合（即取1.1倍的下級保護最大速斷值），動作時限較下級速斷大一個時間級差（此種情況在城區(qū)較常見，在新建變電所或改造變電所時，建議保護配置用全面的微機保護，這樣改變保護方式就很容易了）。在無法采用其它保護的情況下，可靠重合閘來保證選擇性。
2）當保護安裝處主變過流保護為復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時，不能與主變過流配合。
三、分支系數(shù)計算方面存在的問題與解決對策
1 存在的問題
顯而易見，最小分支系數(shù)對應的電力系統(tǒng)運行方式與最大短路電流對應的電力系統(tǒng)運行方式不一致，即繼電保護延時段動作值對應的電力系統(tǒng)最不利的運行方式是一種實際上根本不存在的虛擬運行方式。分支系數(shù)的引入造成了相間電流保護延時段動作值偏大，偏大程度取決于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構復雜程度。
2 分支系數(shù)本身存在計算誤差
由于電源在電力系統(tǒng)中的分散性和運行方式變化的多樣性，在繼電保護整定計算過程中，難以準確地考慮電源運行方式變化對分支系數(shù)的影響。在利用計算機進行繼電保護整定計算的過程中，在計及網(wǎng)絡操作的情況下，僅考慮了整定保護所在線路對側母線上直接連接電源的運行方式變化對分支系數(shù)的影響。這種處理方法給分支系數(shù)的計算帶來了誤差。
四、整定計算對策及建議
1 勵磁涌流問題
1.1 勵磁涌流對繼電保護裝置的影響
勵磁涌流是變壓器所特有的，是由于空投變壓器時，變壓器鐵芯中的磁通不能突變，出現(xiàn)非周期分量磁通，使變壓器鐵芯飽和，勵磁電流急劇增大而產生的。變壓器勵磁涌流最大值可以達到變壓器額定電流的6～8倍，并且跟變壓器的容量大小有關，變壓器容量越小，勵磁涌流倍數(shù)越大。勵磁涌流存在很大的非周期分量，并以一定時間系數(shù)衰減，衰減的時間常數(shù)同樣與變壓器容量大小有關，容量越大，時間常數(shù)越大，涌流存在時間越長。
1.2 防止涌流引起誤動的方法
勵磁涌流有兩個明顯的特征，一是它含有大量的二次諧波，二是它的大小隨時間而衰減，一開始涌流很大，一段時間后涌流衰減為零。利用涌流這個特點，在電流速斷保護裝置上加一短時間延時，就可以防止勵磁涌流引起的誤動作，這種方法最大優(yōu)點是不用改造保護裝置（或只作簡單改造）。
2飽和問題
2.1飽和對保護的影響
在10kV線路短路時，由于飽和，感應到二次側的電流會很小或接近于零，使保護裝置拒動，故障要由母聯(lián)斷路器或主變后備保護來切除，不僅延長了故障時間，使故障范圍擴大，還會影響供電的可靠性，且嚴重威脅運行設備的安全。
2.2 避免TA飽和的方法
避免TA飽和主要從兩個方面入手，一是在選擇TA時，變比不能選得太小，要考慮線路短路時TA飽和問題，一般10kV線路保護TA變比最好大于300/5；另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗，盡量避免保護和計量共用TA，縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面；對于綜合自動化變電所，10kV線路盡可能選用保護測控合一的產品，并在控制屏上就地安裝，這樣能有效減小二次回路阻抗，防止TA飽和。
繼電保護及整定計算方法范文第2篇
關鍵詞：繼電保護;整定計算;運行方式
中圖分類號：TM744 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）35-0086-02
隨著社會的進步和經濟的迅猛發(fā)展，高參數(shù)、大容量的電力設備在電網(wǎng)得到廣泛使用，人們對供電可靠性具有更高的要求，因此確保電網(wǎng)的可靠運行日益重要。然而在實際中，由于各種因素的影響，配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性受到嚴重影響。為了確保配電網(wǎng)運行的可靠性，除了要配置性能良好的繼電保護裝置，對其整定計算也必須加以重視。繼電保護的整定計算不同于配電網(wǎng)中電流計算那樣簡單，計算方法十分繁瑣、復雜。目前，國內對于整定計算要求必須按照繼電保護對應電力系統(tǒng)最大的運行方式進行，對于靈敏度的檢驗則要按照最小的運行方式進行。然而上述采用的整定計算存在一定的不足之處，下面對其進行分析和探討。
1 繼電保護原理及整定計算
1.1 繼電保護的要求和原理
為了確保配電網(wǎng)能夠安全、可靠運行，繼電保護必須滿足以下要求：可靠、迅速、靈敏且具有選擇性。繼電保護工作原理包括以下兩種：①保護電網(wǎng)輸電線一端反應電氣量。如果配電網(wǎng)的反應電流升高，必須對其實行電流保護，如常見的零序電流保護、相電流保護等。②對配電網(wǎng)輸電線反應外部、內部故障的電流進行相位和功率差動保護。
1.2 整定計算
目前，國內繼電保護通過對整定值采取離線計算，并按照整定計算的相關原則，避免繼電保護受到外界干擾，這種方法具有以下兩方面的特征：①不具有自適應能力;②具有固定行為特征，即計算所得到的整定值在運行時是恒定的。在進行整定計算時，通常選擇序分量法、相分量法和故障電氣保護的整定計算，這是目前應用最為廣泛的計算方法，此方法是按照配電網(wǎng)電壓變化和繼電保護的適應性來對電力系統(tǒng)進行分析和計算的，然而在具體計算過程時還存在一定缺陷。
2 繼電保護整定計算存在的問題
雖然人們對繼電保護整定方法進行了很大改善，然而在具體計算時仍存在各種問題，主要具有以下四方面的不足。
2.1 分支系數(shù)計算偏差較大
在進行整定計算時，對于分支系數(shù)的選擇沒有足夠重視，對于分布式電源運作變化趨勢而導致分支系數(shù)的變化沒有認真考慮，因此造成分支系數(shù)和實際存在較大差異，最終造成整個整定計算結果偏差較大，進而造成延時時段動作值參數(shù)出現(xiàn)錯誤。在進行延時時段參數(shù)整定計算時，對于分支系數(shù)的選擇出現(xiàn)錯誤，從而導致整個計算結果出現(xiàn)錯誤，進而導致整定計算結果出現(xiàn)誤差。
2.2 斷相口位置開路電壓參數(shù)誤差較大
若配電網(wǎng)系統(tǒng)處于非全相震蕩狀態(tài)，在進行整定計算時，必須要考慮網(wǎng)絡結構對電壓參數(shù)的影響，否則會造成整個運算量過大，并且可能出現(xiàn)嚴重的偏差。
2.3 不同運行方式的選擇
在進行整定計算時，若僅僅將繼電保護所在線路的母線進行分開，并未考慮其他方式對系統(tǒng)運行的影響，這樣會導致出現(xiàn)故障控制范圍過大。
2.4 對線性流程運用過高
在對分支系數(shù)進行計算時，對線性流程運用較高，進而造成對于分支系數(shù)計算重復率過高，對繼電保護系統(tǒng)的整定計算速率造成較大的限制。
3 繼電保護整定計算的解決措施
3.1 分支系數(shù)的計算
在繼續(xù)整定計算時，要考慮多個方面造成的影響，如果分布式電源發(fā)生了變化，必須重新對其所在區(qū)域的繼電保護進行重新計算，最大限度地減少分支系數(shù)的誤差，確保繼電保護整定計算的準確性。
3.2 斷相口開路電壓的計算
在進行繼電保護整定計算時，關鍵的計算對象是配電網(wǎng)的運作線路在非全相運作同時具有明顯振蕩情況下的電壓參數(shù)。對于已經確定的配電網(wǎng)，發(fā)電機的等值電勢參數(shù)、斷相口電壓參數(shù)、等值阻抗的參數(shù)之間都具有相關性。然而如果根據(jù)常用整定方法就會出現(xiàn)計算量過大，造成此問題的原因主要在于：發(fā)電機的等值阻抗和電勢參數(shù)都在暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)下計算，而其實這兩個參數(shù)對著電網(wǎng)結構的變化也不斷發(fā)生變化。再次計算時必須對上述參數(shù)重新計算，這就會導致整體運算量過大。因此，通常在進行計算時都假設發(fā)電機的電勢幅值為固定值，并據(jù)此對計算公式進行適當、合理的簡化。然而這種解決措施也存在一定缺陷，即忽視了網(wǎng)絡結構對開路電壓參數(shù)所造成的影響，所以如果配電網(wǎng)相對復雜，整體結果會出現(xiàn)較大誤差。
基于此，對于上述問題可采取以下解決措施：在對斷相口的開路電壓進行計算時，通常采取網(wǎng)絡等值計算方法，采取這種方法不僅能夠有效控制運算工作量和工作難度，還能極大提高繼電保護整定計算的準確度。對于網(wǎng)絡系統(tǒng)模型參數(shù)可參考阻抗參數(shù)來確定，同時綜合疊加原理，提出一種基于雙端口網(wǎng)絡的阻抗參數(shù)等值計算方法，以便得到自阻抗和互阻抗參數(shù)。
3.3 運行方式的查找計算與線路流程頻率運用的解決
在進行繼電保護整定計算時，對于運行方式的查找存在兩方面不足：①查找最不利運行方式存在缺陷。按照最不利運行方式計算，具有以下兩方面優(yōu)勢：第一，能夠有效輔助校驗靈敏度參數(shù);第二，能夠有效計算繼電保護動作值。然而現(xiàn)階段對于最不利運行方式的查找僅處在繼電保護所處線路對側母線查找階段，同時采取輪流斷開方式也很難有效對系統(tǒng)最不利性做出保證。②在進行整定計算時極易導致斷開線路出現(xiàn)重復性。在進行整定計算時，頻率進行開斷操作，這樣不僅造成計算結果誤差較大，也會影響整個配電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
對于運行方式查找過程中存在的不足之處，可通過以下兩步進行改進：首先通過相關軟件程序確定配電網(wǎng)在開路狀態(tài)下的擾動域，根據(jù)確定的擾動域大概確定繼電保護整定結果的取值范圍，借助確定的范圍對最不利運行方式查找。一般情況下，配電網(wǎng)中所認定的擾動域是指線路出現(xiàn)故障時會被影響到的區(qū)域。斷開配電網(wǎng)某條線路，以此為圓心從內向外計算斷開前和斷開后線路的短路電流參數(shù)，根據(jù)計算結果確定擾動區(qū)域的邊界和范圍。在通過相關軟件進行整定計算時，可以通過改變開斷線路循環(huán)趨勢對整定計算順序進行二次組合，這樣就能最大限度地避免頻繁對線路進行開斷操作，也會極大地減少對線路流程的應用，提高整定計算結果的準確性，也確保了電力系統(tǒng)供電可靠性和穩(wěn)定性。
4 結 語
隨著經濟的快速發(fā)展，人們對電的需求量急劇增加，電力系統(tǒng)的容量和規(guī)模持續(xù)擴大，電網(wǎng)結構也越來越復雜，要確保配電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運行，繼電保護起著十分重要的作用。而作為繼電保護關鍵環(huán)節(jié)的整定計算方法更是起著關鍵作用，必須對整定計算方法中存在的問題引起重視，對于存在的問題必須及時采取相關的解決措施，保證配電網(wǎng)的安全運行。
參考文獻：
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繼電保護及整定計算方法范文第3篇
關鍵詞 ：繼電保護 ；定值整定 ；在線校核 ；溫州電網(wǎng)；在線預警
中圖分類號：U665.12文獻標識碼： A 文章編號：
一、靜態(tài)短路電流計算方法
目前，短路電流計算一般常用靜態(tài)網(wǎng)絡阻抗等值方法。該方法建模復雜，計算結果往往與實際電網(wǎng)有著較大的差別。隨著對電網(wǎng)穩(wěn)定性、可靠性要求不斷提高，此方法漸漸不適宜N-2方式下的要求。
二、動態(tài)短路電流計算方法
是基于暫態(tài)仿真短路電流在線動態(tài)計算方法，可以從能量管理系統(tǒng)(溫州局采用OPEN3000）中實時獲得電力系統(tǒng)實時運行狀態(tài)，進行各類短路故障計算，從而更加全面地給出電網(wǎng)各處短路電流動態(tài)變化過程信息。
動態(tài)短路電流計算方法可以定時觸發(fā)、人工觸發(fā)或者事件觸發(fā)數(shù)據(jù)接口模塊，從OPEN3000獲得最新電網(wǎng)運行方式數(shù)據(jù)，結合自身數(shù)據(jù)庫保存元件參數(shù)數(shù)據(jù)。具體可分以下幾種步驟：
1、利用潮流計算程序計算短路故障前系統(tǒng)運行狀態(tài)，即由潮流計算得到各節(jié)點電壓及注入功率；計算系統(tǒng)運行參量初值y(0)，并由此計算狀態(tài)變量初始值 X(O)；根據(jù)各元件采用數(shù)學模型形成相應微分方程，并根據(jù)所用求解方法形成相應電力網(wǎng)絡方程。
2、進入暫態(tài)過程計算階段。假定暫態(tài)過程計算 已進行到t時刻，這時X(t)和y(t)為已知量 ，在計算X(t)和Y(t)時，應首先檢查在t時刻系統(tǒng)有無故障或操作 (參照故障定義)。如果有故障或操作，則需對微分方程和代數(shù)方程進行修改，而且當故障或操作發(fā)生在電力網(wǎng)絡內時，系統(tǒng)運行參量 y(t)可能發(fā)生突變，因此必須重新求解網(wǎng)絡方程 ，以得到故障或操作后運行參量Y(t+0)。因此，故障或操作前后 X(t)與 X(t+0)相同。
3、進行微分一代數(shù)方程組第1步計算 ，根據(jù) x(t)和 Y(t)，采用交替求解法或聯(lián)立求解法得到 X(t)和y(t)的值；時間向前推進，進 行下一 步計算，直至到達預定時刻tmax。這樣，就得到了從0至 t max 時間段內的短路電流數(shù)據(jù)。通過在 IEEE9節(jié)點系統(tǒng)、溫州電網(wǎng) 110kV等值系統(tǒng)算例，對靜態(tài)和動態(tài)短路電流計算結果進行比較，可以得出如下結論。
1)動態(tài)和靜態(tài)短路電流計算方法針對相同數(shù)據(jù)模型，如果對相應參數(shù)采用同樣處理方法，由動態(tài)計算方法得出短路時刻短路電流結果與靜態(tài)短路電流結果基本一致。
2)動態(tài)短路電流計算方法可以考慮系統(tǒng)運行方式、潮流分布、負荷模型、發(fā)電機各類調節(jié)控制器等因素對短路電流影響，可以給出短路電流變化趨勢。
3)發(fā)電機參數(shù)、負荷數(shù)據(jù)對動態(tài)短路電流計算結果具有明顯影響，使在線動態(tài)短路電流計算結果更加真實。
三、 保護定值在線校核系統(tǒng)可行性方案
OPEN3000系統(tǒng)通過輸出符合IEC 61970標準的公共信息模型／可擴展標記語言 (CIM／XML)文件來導出電網(wǎng)模型，按照可縮放矢量圖形(SVG)格式導出廠站圖和潮流圖，按照E語言規(guī)范輸出數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及狀態(tài)估計結果數(shù)據(jù)。主要包括直調電廠開、停機方式和線路運行情況等。保護定值在線校核系統(tǒng)從OPEN3000獲得繼電保護定值計算需要的電網(wǎng)運行信息，結合日檢修計劃及電網(wǎng)變化方式，保護定值在線校核系統(tǒng)典型配置方案實際運行時，系統(tǒng)各種計算功能由分布式計算平臺自動管理。
保護定值在線校核系統(tǒng)可以在線校核一些與系統(tǒng)潮流有關定值，如距離III段保護的定值、零序保護定值、振蕩閉鎖過電流定值、過負荷保護等，判斷這些定值在當前潮流方式下是否可能誤動，如果可能誤動，則可根據(jù)需要發(fā)出告警信息給調度員進行處理。
四、保護定值在線校核系統(tǒng)功能
1、短路電流計算
短路電流計算是繼電保護定值整定基礎，用于模擬、研究各種故障條件下電力系統(tǒng)行為。同時進一步計算出系統(tǒng)各點短路容量。
短路電流計算考慮故障類型包括：單相接地、兩相接地、兩相相間故障、三相故障。用距離線路首端百分比來表示 。使計算結果更加準確可信，適用于對運行繼電保護裝置定值實時在線校核。
2、保護定值校核
保護定值校核主要考慮以下內容：線路保護啟動電流定值啟動系數(shù)；線路縱聯(lián)保護定值靈敏度；母線差動保護定值靈敏度；變壓器差動保護定值靈敏度；后備距離保護測量阻抗幅值校核；保護選擇性校核；檢修方式下保護定值靈敏度校核。
1)后備距離保護測量阻抗幅值校核系統(tǒng)對重載長線路的三段式后備距離保護定值進行校核 ，既要保障對線路末端故障有靈敏度，又要躲過負荷阻抗，保證線路重載阻抗元件不發(fā)生誤動，同時通過暫態(tài)數(shù)據(jù)模型分析給出計算結果，提供阻抗圓、測量阻抗曲線等可視化表達方式。
2)保護選擇性校核
校核上下級保護選擇性，主要檢查保護是否會越級動作。當前定值能否保證在不同安裝地點處保護裝置配合下正確切除故障。
3)檢修方式下保護定值靈敏度校核
在同一變電站自動輪斷元件，形成 N一 1乃至N一2的電網(wǎng)運行方式，校核站內及周圍系 統(tǒng)的保護定值，校核在這些方式下靈敏度是否滿足要求 。
3、其他分析功能
1)在線電網(wǎng)方式校核功能
為保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行，對于電網(wǎng)運行方式提出各種短期或階段式方式變化，在線校核系統(tǒng)可實現(xiàn)繼電保護定值實時在線安全校核，網(wǎng)絡拓撲結構完全可以適應實際一 次電網(wǎng)結構預期變化。
2)在線預警校核功能
在線校核系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)在同一變電站內輪斷元件，形成 N～2乃至 N一3電網(wǎng)運行方式，校核站內及周圍系統(tǒng)保護定值，保證此方式下保護裝置不會誤動作，必要時發(fā)出告警信息，完成在線監(jiān)測預警校核功能。
3)預期方式校核功能
對于日常計劃檢修安排，以及電網(wǎng)基建引起陪停方式、電網(wǎng)發(fā)生各種預期運行方式變化 ，在線校核系統(tǒng)能夠提前進行繼電保護定值核查。完全滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對于繼電保護提出速動性、靈敏性、選擇性、可靠性要求 。
4)在線故障校核功能
對已經發(fā)生各種故障，在線校核系統(tǒng)可模擬分析故障電流、故障位置。用戶可以輸入故障 設備各側故障電流(穩(wěn)態(tài)電流有效值)，程序自動分析確定故障可能位置及過渡電阻大小，給出用戶可能故障類型提示。
五、繼電保護定值在線校核系統(tǒng)實用性
繼電保護定值在線校核系統(tǒng)可實現(xiàn)對溫州電網(wǎng)全部直調線路和廠站 (主變壓器和母線 )保護定值的實時在線校核，分別對正常方式和 N―l方式下的保護定值靈敏度合格率進行日統(tǒng)計和月統(tǒng)計，自動顯示本廠站內保護定值校核計算詳細結果；當鼠標移至某一告警牌時，系統(tǒng)自動顯示告警詳細信息，包括計算時間、故障形式、定值類型、靈敏度計算值等信息。
繼電保護及整定計算方法范文第4篇
關鍵詞：小電阻接地系統(tǒng)；繼電保護；整定計算
引言：在電力系統(tǒng)中，小電阻接地系統(tǒng)已經得到了推廣使用。而該系統(tǒng)能夠利用簡單的繼電保護裝置實現(xiàn)故障的有選擇性切除，從而使停電范圍得到縮小。但是，有關系統(tǒng)保護整定的問題并未得到明確規(guī)定，以至于給系統(tǒng)的使用推廣帶來了困難。因此，相關人員還應加強小電阻接地系統(tǒng)繼電保護和整定計算研究，從而更好的進行該系統(tǒng)的使用。
1小電阻接地系統(tǒng)的繼電保護與整定要求
在為小電阻接地系統(tǒng)提供繼電保護時，需要滿足可靠性、選擇性、快速性和靈敏性的要求。首先，針對被保護范圍內屬于繼電保護裝置應動作的異常狀態(tài)和故障，裝置應該不拒絕動作。在未發(fā)生故障和正常運行狀態(tài)下，裝置則應確保無誤動作。其次，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，繼電保護裝置應該實現(xiàn)故障部分的有選擇性切除，以確保系統(tǒng)其余部分正常工作。再者，系統(tǒng)一旦發(fā)生短路，繼電保護裝置應立即切除故障，并且能夠使短路故障范圍得到縮小。此外，針對被保護設備，繼電保護裝置應具有較強的反應能力，能夠靈敏感受各種故障和異常狀態(tài)，并且動作靈敏。在對小電阻接地系統(tǒng)進行保護整定時，還應該遵循過電流保護原則確保出線整定的靈敏度。而在需要進行非本線故障躲避時，則要確保出線整定值為本線路流過的最大電容電流。考慮到小電阻接地故障電流值容易受故障點接地電阻的影響而出現(xiàn)變化，所以還要在確保選擇性的基礎上，選擇盡量提高系統(tǒng)靈敏度的整定值。
2小電阻接地系統(tǒng)繼電保護的研究和整定計算
2.1繼電保護分析
在配電網(wǎng)中，主變壓器的低壓側一般采取的是接線形式，并未在中性點處連接接地電阻。在母線上，則連接有Z型接線的三相變壓器，其中存在有由兩段極性相反繞組構成的三相鐵心，而兩段繞組則采取Z型聯(lián)結法，形成了星形接線。而多數(shù)變電站使用的變壓器為接地變壓器，在高壓側連接接地小電阻，低壓側則為供站用負荷[1]。根據(jù)具體的負荷情況，則能夠完成容量選擇。按照規(guī)定，想要獲得符合繼電保護要求的繼電保護，還要使用100-1000A的接地故障電流。所以在進行接地電阻大小確定時，可以根據(jù)該項要求和實際電網(wǎng)參數(shù)完成電阻值的計算分析。
2.2整定計算研究
在發(fā)生單相接地時，小電阻接地系統(tǒng)的電流較小，不屬于有效接地系統(tǒng)。此時，可以按照小接地電流系統(tǒng)展開分析。具體來講，就是將線路看成是全網(wǎng)絡A相接地，接地點將流過各線路的B、C相電容電流，并且流過接地變的零序電流。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，A相電壓為0，接地故障電流在接地小電阻上的壓降為URO，B相對地電壓可以利用公式“UB=UBA=UB-UN”和“UN=-EA-URO”計算，可得UB= EAe-j150°-URO，而UC= EAe-j150°-URO。由于小電阻壓降較小，所以可以忽略為0。此時，中性點電壓與相電壓接近，B、C相電壓則比正常相電壓高出倍。而三相之間擁有基本對稱的線電壓值，為相電壓的 倍。此外，接地變各相均有零序電流流過，并且有接地故障電流流過。由于接地變側無電源，所以正、負序電流分量為0。利用對稱分量法計算可知，流過接地變各相電流均為IRO的1/3，并且擁有相同的方向[2]。在故障發(fā)生時，線路出現(xiàn)A相接地。由于是按照躲變壓器負荷實現(xiàn)接地變過流保護的負荷電流整定的，所以無法完成線路單相接地時的各相電流的躲避，因此將導致故障線路與接地變同時跳閘。由此可知，采取之前的整定計算方法具有一定的可行性。
2.3整定方法探討
根據(jù)小電阻接地系統(tǒng)單相接地時的特點，可以實現(xiàn)系統(tǒng)保護整定，從而為系統(tǒng)提供繼電保護。首先，在接地變相間電流保護上，可以采取電流I段保護和電流II段保護這一整定方法。在I段保護上，可以根據(jù)低壓側母線故障時的最大短路電流實現(xiàn)主變低后備配合整定。在II段保護上，可以躲過外部接地故障時的變壓器相電流和接地變額定電流實現(xiàn)保護整定。其次，在接地變壓器零序電流保護整定上，可以將該種保護作為后備保護，進行接地變中性點電流的選取。而按照電壓等級母線接地故障的靈敏度，則可以完成零序電流定值整定，繼而使其與出線零序電流保護相互配合。在保護出口動作邏輯整定上，還要結合實際情況采取整定方法。如果系統(tǒng)電容電流超出了整定計算數(shù)值，還要整定為時限跳母連斷路器，從而避免給設備造成損害[3]。再者，在出線相電流及零序保護整定方面，需要使接地變保護和主變保護應該實現(xiàn)逐級配合，以確保保護裝置能夠在故障發(fā)生時優(yōu)先動作。
結論：隨著城網(wǎng)電纜數(shù)量和用電負荷的增加，小電阻接地系統(tǒng)也得到了廣泛的應用。而想要為小電阻接地系統(tǒng)提供有效的繼電保護，還要做好裝置的保護整定。如果整定不當，則會出現(xiàn)停電范圍擴大或繼電保護裝置誤動作的現(xiàn)象，從而不利于電網(wǎng)的管理。因此，相關人員還應該加強小電阻接地系統(tǒng)的繼電保護和整定計算的研究，以便為電網(wǎng)供電的可靠性提供更多保證。
參考文獻
[1]鮑有理，季東方.小電阻接地系統(tǒng)零序電流Ⅱ段保護整定策略研究[J].江蘇電機工程，2014，05：25-27.
繼電保護及整定計算方法范文第5篇
關鍵詞：繼電保護 運行方式 運行方法 步驟
確定電力系統(tǒng)運行方式是繼電保護整定計算的先決條件。在電力系統(tǒng)的實際操作中，確定下來的定值是不能頻繁改動的，所以定值需要能夠適應系統(tǒng)的各種運行方式。因此在整定計算過程中，要得到正確合理的定值需要考慮各種可能的運行方式，并在這些運行方式下取得相應的計算量。
但是，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模擴大和電網(wǎng)結構的不斷變化，電力系統(tǒng)的運行方式變得越來越多，對所有可能的電力系統(tǒng)運行方式進行整定值計算存在計算量大、消耗時間長等問題。如何從復雜的系統(tǒng)運行方式中選擇具有代表性的系統(tǒng)運行方式進行整定值計算并保證結果恰當合理，是繼電保護整定值計算人員和繼電保護整定值計算軟件編制人員面臨的新任務。
本文針對傳統(tǒng)選擇方法的缺點提出了一種基于耦合度的選擇方法。此方法可以縮小運行方式的選擇范圍，解決了繼電保護整定值計算中運行方式的選擇問題。只有對繼電保護的定值確定正確性，才能使其準確動作的發(fā)揮自身的技術性。在整定計算中，各種不同的繼電保護原理都被要求滿足運行方式的選擇和靈敏性，所以要經過分析選擇作為計算依據(jù)的運行方式。在實際的運行中電網(wǎng)的運行方式是多樣的，而在整定計算各故障電流時使用的運行方式會比實際中的要極端，所以整定計算中，運行方式的選擇缺乏全面性及合理性。
1 運行方式的分析
經過對實際的電網(wǎng)中運行方式和整定計算時選擇的運行方式進行研究得出，整定計算采用的運行方式可以分為電網(wǎng)的供電方式、廠站大小的方式以及設備檢修。
電網(wǎng)的供電方式指無需考慮廠站中設備的運行情況，只在意輸電線路在電網(wǎng)中的運行情況。因為電網(wǎng)的供電方式不分大小，對縮小運行方式起到關鍵性作用。環(huán)網(wǎng)運行型的電網(wǎng)中的供電方式是指線路的停用;分區(qū)運行型的電網(wǎng)中的供電方式是指高電壓等級為低電壓等級的供電，而分區(qū)運行型的電網(wǎng)普遍是開環(huán)運行，即廠站的某一刻只由一個高電壓等級供電，不同的高電壓等級供電就有不一樣的供電方式。
廠站大小方式指無需考慮進線和出線運行情況，只在意變電所、發(fā)電廠的內部設備的大小運行方式。設置大運行方式是把所有的設備運行，外接的電源和變壓器接地方式也都按最大方式運行，如果只有一臺主變接地，可以選擇小的零序阻抗接地。反之，設置小運行方式是停運部分設備，如果有兩臺主變，停運大的，外接的電源和變壓器接地方式也都按最小方式運行，小的電源停運，選擇大的零序阻抗接地。
電網(wǎng)的供電方式和廠站大小方式即構成了電網(wǎng)中的各種實際運行方式，但因為整定計算使用的電氣量是通過極端方式得到的，所以在普遍的運行方式下應再按一定的規(guī)則檢修掉一些設備?？s小計算的范圍，增加計算的可靠性。
2 運行方式選擇的方法
采用合理的編制程序，通過計算機把各種運行方式結果組合出來，從中選取適合的運行方式，這樣不僅會提高整定的工作效率，還可以提升保護裝置的性能。從理論方面來講，整定的線路包含n個元件時，運行可能方式有C■■+C■■種。盡管計算機高速，但數(shù)目驚人，工作量大。根據(jù)實踐的經驗總結，某些元件變更運行方式對故障電流僅有很小的影響，可以在整定計算中忽略。因此，選取影響較大的、排除較小的運行方式，可以保證整定計算的可信度。而判定運行方式對故障電流的影響依據(jù)是關鍵。
2.1 建立模型。建立節(jié)點阻抗矩陣模型對運行方式進行分析。因節(jié)點矩陣模型在計算過程中的節(jié)點是直接截取并重復性高，計算便捷。在整定計算中還應考慮到投入支路及斷開后的相鄰支路的系統(tǒng)參數(shù)的計算。網(wǎng)絡節(jié)點矩陣會隨著電力系統(tǒng)中的結構變更而變化，處理此種變化的方法有：第一，直接修復節(jié)點網(wǎng)絡矩陣，再根據(jù)新節(jié)點網(wǎng)絡的方程計算所需的電路。第二，用補償和局部修正節(jié)點網(wǎng)絡矩陣，再計算變化后的網(wǎng)絡情況。而對改變一般的線路運行方式可以采用支路的追加進行修正。
計算電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的方程是：U=Z*I，Z表示n階方陣。在網(wǎng)絡節(jié)點i和j間追加支路，阻抗矩陣為Z’，各個元素都會隨之產生變化。依據(jù)支路追加計算方法，若計算中斷開一條支路，則追加同值的負阻抗支路進行處理。即斷開支路是R+jx，追加同值的負阻為-R-jx。如果電力網(wǎng)絡中的Lij線路斷開，矩陣Z變成Z’，追加的阻抗支路為Zij，而Z中各元素均有變化。
2.2 運行方式的變化對故障電流造成的影響。運行方式的變化對零序電流的定值影響大，使整定計算的配合困難。當電力網(wǎng)絡的元件運行發(fā)生變化，阻抗矩陣也隨之從Z變成Z’，假設發(fā)生兩相接地故障產生零序電流，分析零序電流在支路中的分量大小。則任意一個節(jié)點的零序分量為：UI（0）=Zif（0）?If（0），而任意支路的零序分量為：Iij（0）=■=■?I■，U是故障處電壓，由阻抗矩陣與源節(jié)點的電流得出。從式中可以看出，當運行方式有變化時，即某一條線路的斷開會使阻抗矩陣中的各元素產生變化，并使等值阻抗也發(fā)生變化，最終引起支路的零序電流分量的變化。
2.3 提出耦合度。耦合度是指保護元件和各元件間相關程度的量。以上分析得知，電流的變化是由阻抗發(fā)生變化引起的，而阻抗矩陣中各元素對電流的大小變化所起作用不同。如果阻抗代替電流變化元素，計算電流變化的過程就變成了計算阻抗變化，而阻抗變化可以由阻抗矩陣中得出，計算過程就簡單了。自阻抗是在短路電流的計算中重要的量，與零序電流的變化基本一致。所以稱保護元件與各元件之間的耦合關系程度為耦合度，耦合度的值為0-1，越大表示越強的耦合關系。其他元件改變運行方式時對保護的線路產生的短路電流影響大小也可用耦合度表示，越大表示耦合度強，小表示耦合度弱。這種方法的判斷只需要原始阻抗矩陣中的元素，在整定計算時，可以先確定耦合度再選擇運行方式。也可以列出運行方式的總數(shù)，按耦合度大小依次運行。這種操作既簡單又實用，避免了計算的復雜化。
3 實現(xiàn)運行方式選擇的步驟
3.1 運行方式選擇的內容。通過耦合度分析，保護元件和其他元件間的關系程度衡量以p表示，設定閥值為a，當p大于a時，就需要參與投入或者斷開的組合運行方式;當p小于a時，該元件可以不參與運行方式組合。如要控制元件數(shù)目，可設定限值N，依據(jù)分析，把p按大小列出，選大的元件。確定參與的元件，即集合A，此集合內參與運行方式的元件對故障電流的影響大，需考慮到運行方式在許可范圍內的變化。
另外運行方式的組合原則還應遵守：第一，保護端的相鄰節(jié)點應進入集合A;第二，某些元件不能停運的，即便在集合A中，也不考慮變化運行方式;第三，某些元件停運會影響其他的運行，即便不在集合A中，也應考慮變化運行方式;第四，按運行部門的規(guī)定最大最小的參與運行方式組合，不具體到機組和變壓器。
3.2 運行方式選擇的流程。運行方式的過程有：第一，分析保護元件和各元件間的耦合度;第二，按網(wǎng)絡狀況確定閥值a和N的大小，以獲得A;第三，修正A，確定其適合的運行方式。計算步驟為：發(fā)現(xiàn)故障點-確定耦合度-根據(jù)p、N得出A-修正元件-選擇運行方式-計算出整定計算參數(shù)。對結果進行比較，選取最終的參數(shù)，記錄適應的運行方式。
4 結束語
本文探討了繼電保護整定計算中運行方式的選擇分析，提出了耦合度的運行方式選擇方法。降低了整定計算的復雜化，縮小了運行方式的范圍，從而提高整定計算結果的準確性。
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