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繼電保護的整定范文第1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(jīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(jié)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(jié)果出現(xiàn)錯誤，進而導致整定計算結(jié)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(jié)構(gòu)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(jīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)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(cè)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(jié)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(jié)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(nèi)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(jié)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(jié)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(jié) 語

隨著經(jīng)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(jié)構(gòu)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。

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繼電保護的整定范文第2篇

（北方民族大學電氣信息工程學院，寧夏銀川750021）

摘要：繼電保護整定計算是保障配電網(wǎng)穩(wěn)定運行的主要辦法與措施。設計了利用專家系統(tǒng)的繼電保護整定計算系統(tǒng)，其中知識庫的表征方式采用產(chǎn)生式表征法、面向?qū)ο蟊碚鞣ê涂蚣鼙碚鞣ㄏ嗳诤系姆椒?，增強了整定計算知識庫的完整性；系統(tǒng)推理機方式采用正向與反向推理的混合方式，有效提高了整定計算系統(tǒng)的計算速率。利用專家系統(tǒng)改進知識庫的表征方法與推理機的混合工作原理，設計了繼電保護整定計算模塊，并針對實際電廠模型，驗證了設計系統(tǒng)的準確性。

關鍵詞 ：繼電保護；知識庫；推理機；整定計算

中圖分類號：TN702?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）18?0049?04

收稿日期：2015?03?06

基金項目：國家自然科學基金：基于制備納米薄膜和機械刷提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的機理研究（51365001）；寧夏自然科學基金：變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)軟并網(wǎng)控制策略的研究（NZ14106）

本文設計了利用專家系統(tǒng)的繼電保護整定計算系統(tǒng)，其中知識庫利用產(chǎn)生式表征法、面對對象表征法和框架表征法相融合方法做模塊設計，推理機運用正向和反向相結(jié)合的混合推理方法，在整定功能的實現(xiàn)方式上，分別提供了手動和自動兩種方式，以此來滿足電廠操作人員的工作要求。

1 專家系統(tǒng)知識庫的設計

專家系統(tǒng)的知識庫的表征方法利用產(chǎn)生表征法、面向?qū)ο蟊碚鞣?、框架表征法相結(jié)合的方式，通過分級分步驟的方式對繼電保護整定計算做詳細描述。其中知識庫的流程步驟如圖1所示。

2 專家系統(tǒng)推理機的設計

系統(tǒng)推理機方式采用正向與反向推理相融合的推理方式。推理方式首先采用正向推理法對動作電流進行計算，但因為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中故障計算模塊求解的流過保護短路電流不止一項，例如單相接地短路、兩相短路、三相短路，所以推理機會提供多個短路電流值，不能進一步做篩選。而當添加反向推理法后，從短路電流目標中集中選定最大故障電流，作為下一步計算的原始數(shù)據(jù)，可計算出最合適的動作電流值大小。

從操作人員給定的具體實際問題出發(fā)，通過設計模塊進行推理求解，總結(jié)出會出現(xiàn)的幾種計算情況，如下：

（1）當針對所給定的實際問題沒有找到相應的目標結(jié)果時，則模塊需調(diào)用報錯步驟。

（2）當針對所給定的實際問題只找到惟一的目標結(jié)果時，即最理想的模塊運行狀態(tài)，則模塊直接輸出計算結(jié)果或繼續(xù)執(zhí)行相應操作。

（3）當針對所給定的實際問題能夠找到多個目標結(jié)果時，需要進一步做判定，從諸多目標結(jié)果中選定最優(yōu)解。

3 整定計算數(shù)學模型

在整定計算原則中的任何一個保護定值在公式層中都有與之相對應的整定方程式，且整定方程式在相應的整定變量層中都含有定值變量集(R ) V ，經(jīng)數(shù)學分析，保護裝置的定值變量集(R ) V 的數(shù)學模型：

RVS = f (k1,k2 ,…,kn ,x1,x2 ,…,xn ,

y1,y2 ,…,yn ,z1,z2 ,…,zn ), n ∈ N

式中：yj ( j ∈ n) 代表整定計算公式中含有的系數(shù)和常量，如可靠系數(shù)、進行整定計算工作人員的經(jīng)驗系數(shù)和返回系數(shù)等，具體數(shù)值由用戶人員通過輸入的方式存儲到模塊知識庫中；zj ( j ∈ n) 代表以上3類變量以外的其余變量。

利用上述數(shù)學模型，對繁瑣的定值變量分類做知識存儲，其中定值變量集所包含的變量均為離散型數(shù)據(jù)，當中的任何一個整定計算變量值變化后，僅僅是該變量發(fā)生了改變，但不會致使該整定計算變量所在的整定方程式中的其他變量發(fā)生數(shù)值變化；且整定計算方程式也具有離散型，整定計算方程式是跟隨者整定計算變量的變化而變化的，所以無論系統(tǒng)所含設備的參數(shù)變化，或是發(fā)生其他故障類型，都可以準確求解出被保護設備的整定值，體現(xiàn)了繼電保護裝置整定值的可靠性。

4 整定計算模塊設計

在對系統(tǒng)做整定計算前，需要對其中一部分故障參數(shù)做計算存儲，因為在進行整定計算原則中涉及了大量的故障參數(shù)，其中有一部分數(shù)值可以在整定過程中直接提取，這樣就能夠縮短整定計算的運作時間。在所涉及的系統(tǒng)中，設定了手動與自動整定兩種功能，系統(tǒng)用戶可以根據(jù)特定的工作環(huán)境與要求自行選擇，整定計算視圖如2所示。

整定計算過程為自動運行，整個計算過程不需要工作人員的任何操作，并能直接輸出計算書，可以實現(xiàn)任務書的保存與管理功能。在手動整定計算過程中，需要工作人員在相應的參數(shù)設置界面對系統(tǒng)參數(shù)進行選定和設置，如圖3所示。

計算書對于電廠實際操作人員是非常重要的，其中不僅包括相應繼電保護裝置對保護設備定值的設置，也包括整定原則。針對廠用變壓器相間短路故障的備用保護，模塊自動進行整定計算，并輸出計算書與定制單，具體如圖4，圖5所示。

5 整定計算模塊仿真解析

為了驗證本文設計的繼電保護整定計算模塊的準確性，這里建立了電廠一次主接線系統(tǒng)圖并設置了相關參數(shù)，如圖6所示。

當完成電廠主接線圖的設定后，針對該系統(tǒng)添加6KVIIB 段母線A，B 兩相相間短路故障，并做故障量計算，圖7顯示為2號高廠變故障量。

將電廠繼電保護原則逐一錄入并完成繼電保護裝置的設定工作，對系統(tǒng)全部設備做整定計算，將計算結(jié)果與電廠工作人員做整定值檢驗。檢驗結(jié)果顯示大部分計算結(jié)果與電廠實際運行結(jié)果完全相同，只有小部分存在數(shù)值誤差，具體誤差如表1所示。

簡述誤差產(chǎn)生的主要原因如下：

（1）近似因素。整定計算過程中，數(shù)值大部分都是以小數(shù)形式存在，為了降低計算的繁冗度，計算過程中將小數(shù)數(shù)值保存到小數(shù)點后2位。不同的是，計算機在做計算過程中，不進行近似計算，而是在最終的計算結(jié)果顯示的時候，保留小數(shù)點后1位，所以電廠實際工作人員的手動計算與計算機整定的最終結(jié)果略有差別。

（2）取整因素。在繼電保護整定計算的過程中，需要設置保護定值，幾乎全部設置為整數(shù)，當遇到小數(shù)時需要進位成整數(shù)，所以，定值的設置與計算機的計算值之間也存在一定的誤差。

（3）繼保裝置退保護因素。表1 中，2 號高廠零序過電流保護的整定值設置為100，當該保護裝置停止工作時，也就不對高廠變起任何保護作用，所以退保護因素是影響整定結(jié)果的主要因素之一。

經(jīng)上述理論分析可得，除以上原因引起的誤差外，繼電保護整定計算模塊的計算結(jié)果誤差率如表2所示。

通過上述結(jié)果可以看出，通過本文設計的繼電保護整定計算模塊得出的結(jié)果同發(fā)電廠原始數(shù)據(jù)相差不大，誤差的大小在電廠穩(wěn)定運行的允許范圍內(nèi)，且整定模塊的計算速率足夠快，能夠滿足實際操作人員的要求。

6 結(jié)語

本文通過專家系統(tǒng)設定了整定計算模塊，建立了火電廠繼電保護整定計算所需的知識庫，將產(chǎn)生表示法、面向?qū)ο蟊硎痉ā⒖蚣鼙硎痉ㄏ嗷ソY(jié)合的知識表征方式與通過混合推理方法，分別從正向和反向做為推理機原理的專家系統(tǒng)設計，優(yōu)化了電力系統(tǒng)繼電保護整定計算速率與結(jié)果的準確度。通過實際測驗，驗證了設計的整定模塊的準確性與可維護性。

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作者簡介：劉凡齊（1986—），男，黑龍江人，助教，碩士。研究方向為電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析。

張秀霞（1963—），女，寧夏人，二級教授，博士后，博士生導師。研究方向為太陽能光伏發(fā)電。

繼電保護的整定范文第3篇

【關鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護裝置；零序電流保護

前言

供電高壓電網(wǎng)的各種電壓等級的接地系統(tǒng)中廣泛采用零序電流保護，是基于其工作原理簡單，動作速度快，然而要將此保護應用到電網(wǎng)中，主要解決是保護定值計算。零序電流整定計算的結(jié)果，關系到電力系統(tǒng)運行的安全性，零序電流保護裝置也是電力系統(tǒng)重要的二次設備之一，正確的保護定值是防止事故進一步擴大的基礎，在電力生產(chǎn)運行工作和電力工程的設計中，零序電流保護整定計算就是保障電網(wǎng)安全運行的重要工作之一。

1 零序電流整定配合原則

1.1 電網(wǎng)運行方式的選擇

零序電流保護受其運行方式變化對定值影響較大。合理、恰當?shù)倪x擇運行方式，可以改善保護性能，充分發(fā)揮保護的作用。選擇電網(wǎng)運行方式的一般原則如下：

（1）整定計算應以電力系統(tǒng)常見的運行方式為依據(jù)。電力系統(tǒng)常見的運行方式為正常運行方式和正常檢修方式，正常運行方式就是指系統(tǒng)經(jīng)常（指一年中大部分時間）所處的狀態(tài)，此時系統(tǒng)內(nèi)的線路、變壓器等設備全部投入運行，發(fā)電設備按照系統(tǒng)正常負荷的要求全部或部分投入，要充分發(fā)揮保護的作用，首先要改善正常運行情況下的保護性能。因此整定計算時，要著眼于正常運行方式，盡量保證在正常運行方式下，保護有較好的功能。

（2）對于發(fā)電廠和外部系統(tǒng)運行方式的改變，目前國內(nèi)外各電網(wǎng)進行整定保護計算時，一般認為在正常運行方式下，系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電廠均處于最大運行方式（按負荷要求，投入的機組最多）。而最小運行方式，在與該電廠相連接在同一條母線上的線路進行整定計算時，才需考慮。

（3）對正常檢修方式外的其他方式，可視為特殊運行方式，不作為整定計算的依據(jù)，可先做一個補充方案。

（4）考慮保護整定方案，按變電所零序阻抗能保持基本穩(wěn)定的條件，特殊運行方式下根據(jù)具體運行條件采取措施滿足運行要求。

（5）對于一個具體的保護裝置來說，在上述各種常見的運行方式下，當整定計算點發(fā)生短路時，通過該保護的短路電流達到最大值（或最小值）時所對應的運行方式稱為該保護的最大或（最?。┻\行方式。

1.2 故障類型和故障方式的選擇

零序電流保護的整定，和其他整定也一樣，應以常見的故障類型和故障方式為依據(jù)，具體如下：

（1）只考慮單一設備故障"對兩個或兩個以上設備的重迭故障，可視為稀有故障，不作為整定保護的依據(jù)。

（2）只考慮常見的，在同一點發(fā)生單相接地和兩相短路接地的簡單故障，不考慮多點同時短路的復雜故障。

（3）要考慮相鄰線路故障對側(cè)開關先跳閘或單側(cè)重合于故障線路的情況，但不考慮相鄰母線故障，中性點接地變壓器先跳閘的情況（母線故障時，應按規(guī)定，保證母線聯(lián)絡開關或分段開關先跳，因為中性點接地變壓器先斷開，會引起相鄰線路的零序故障電流突然增大，如果靠大幅度提高線路零序保護瞬時段定值來防止其越級跳閘，顯然會嚴重損害整個電網(wǎng)保護的工作性能。所以必須靠母線保護本身來防止接地變壓器先跳閘。

（4）對單相重合閘線路，考慮兩相運行的情況（分相操作開關的相重合閘線路，原則上靠開關非全相保護防止出現(xiàn)兩相運行情況。

（5）對三相重合閘線路，應考慮開關合閘三相不同期的情況。

2 零序電流整定計算存在的問題

根據(jù)繼電保護整定計算原則，利用計算機進行這類繼電保護整定計算的步驟為：

①采用對稱分量法計算電力系統(tǒng)故障時的電氣量。

②利用故障時的電氣量計算繼電保護的整定值。

目前基于以上兩種點利用計算機進行繼電保護整定計算存在幾個問題：

2.1 網(wǎng)絡開斷時，阻抗矩陣的修改計算速度慢

用計算機進行繼電保護整定計算，其計算核心就是查找運行方式變化時，網(wǎng)絡的開斷計算。往往進行保護整定時，只需開斷保護本側(cè)母線上所連支路及對側(cè)母線所連支路。因此在計算中就沒有必要，因為開斷一支路，而重新形成全網(wǎng)的阻抗陣。此時必須有合理的，快速的方法來模擬網(wǎng)絡的開斷。

2.2 不適當?shù)墓收宵c、故障類型、運行方式選擇

由于零序電流在整定計算的過程包括對不同的故障點（例如線路上任意一處、末端母線、相繼動作）。不同的故障類型主要是單相接地故障和兩相接地故障計算；對110kV網(wǎng)絡在Ⅲ或者Ⅳ整定時，按照躲過線路末端變壓器另一側(cè)短路時可能出現(xiàn)的最大不平衡電流時，要考慮計算相間最大短路電流不同運行方式的計算（如切出電源支路、切除變壓器支路、切除線路）各種組合進行計算，這樣計

算復雜繁多，降低了計算速度。

2.3 查找運行方式造成多次重復開斷同一線路

在整定計算中，為計算動作值和校驗靈敏度，必須查找電力系統(tǒng)最不利的運行方式。

2.4 用常規(guī)分支系數(shù)計算時，計算量大

分支系數(shù)的大小等于故障線路零序電流和保護線路零序電流的比值，要求得最小分支系數(shù)，需要對故障類型！運行方式、故障點的考慮。運行方式存在重復開斷，無須選擇兩種接地故障計算，故障點選擇不合理。

2.5 重復計算同一分支系數(shù)

按上述計算機進行繼電保護整定計算中采用線性流程，造成多次重復計算同一分支系數(shù)。以圖1所示為例分析：

圖1 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

例如在整定AB線路A側(cè)Ⅱ段分支系數(shù)計算方法和整定計算A側(cè)Ⅲ段是完全相同，這樣的重復運算降低了整定的計算速度。因此計算時就應該加快分支系數(shù)的計算。

2.6 查找不到系統(tǒng)最不利的運行方式

在繼電保護整定計算過程中，為計算動作值和校驗靈敏度，必須查找電力系統(tǒng)最不利的運行方式。在計算繼電保護的動作值時，為查找電力系統(tǒng)的最大運行方式，僅輪流開斷保護所在線路對側(cè)母線上所連接的線路，在校驗繼電保護的靈敏度時，為查找電力系統(tǒng)的最小運行方式，僅輪流開斷保護所在線路背后母線上所連接的線路（一般輪流開斷一回）。實際上，這種輪流開斷方法在某些情況下，查找不到電力系統(tǒng)最不利的運行方式?，F(xiàn)以圖2中A線路上繼電保護1、2的I、Ⅱ段保護動作值為例進行討論。

圖2 電力系統(tǒng)運行方式的選擇

計算圖中保護1的I段動作值時，根據(jù)現(xiàn)有方法故障點應選在母線，然后在母線上輪流開斷一回，但由圖可見，對保護1來講，斷開E-C線路才為電力系統(tǒng)最大運行方式；校驗保護2的Ⅱ段靈敏度時，根據(jù)現(xiàn)有方法故障點應選在母線A，然后在母線上輪流開斷一回線，但由圖可見，對保護2來講，斷開E-C線路才為電力系統(tǒng)最小運行方式。由此可見，按現(xiàn)有方法可能查找不到繼電保護整定計算所需的電力系統(tǒng)最不利的運行方式。

3 零序電流保護整定優(yōu)化技術措施

對線路出現(xiàn)三相不同期合閘操作時，可能產(chǎn)生更大的零序電流而誤動作，此時使保護帶一個小小的延時（0.15內(nèi)）以躲開，下面將討論其優(yōu)化技術措施：

3.1 故障類型和故障點的選擇

就故障類型的選擇來說，產(chǎn)生零序電流的故障類型只有單相接地和兩相接地故障。在進行計算時要分別計算單相接地故障和兩相接地故障零序電流進行其比較，選擇最大值，實際上，根據(jù)故障分析理論，如果零序阻抗（Z0）大于正序阻抗（Z1）（Z0>Z1），單相接地短路的零序電流大于兩相接地短路的零序電流，所以計算最大零序電流時，選取單相接地故障計算短路電流。反之取兩相接地故障計算短路電流。這樣計算工作就沒有必要把兩種類型的故障電流都計算出來再比較，減少了一半的計算工作量，就故障點的選擇，根據(jù)零序電流整定計算原則，零序電流I段保護定值一定要大于保護范圍外最大零序電流才能不越級跳閘又能始保護范圍最大，此時故障點在開關對側(cè)母線上比在線路上比更能滿足上述要求。相繼動作就不必考慮，因為如此零序電流增大而跳閘正是我們需要的。所以故障點只計算保護開關對側(cè)母線節(jié)點。

3.2 運行方式的選擇

3.2.1 不重復切線

圖3 電力系統(tǒng)整定計算運行方式的選擇

在繼電保護整定計算過程中，為計算動作值和校驗靈敏度，必須查找最不利的運行方式。在計算動作值時，要查找電力系統(tǒng)的最大運行方式，要計算不切線方式；輪流開斷保護對側(cè)母線上所連一線路、兩條線方式。在校驗靈敏度時，要查找最小運行方式，要輪流開斷保護所在線路背后線上所連線路（一般輪流開斷一回）。實際上在利用計算機進行整定計算時，通常是采用線性流程完成繼電保護整定計算（即先整定完上一段再整定下一段的流程方式）。因此，上述方式在查找運行方式中存在大量的重復開斷計算。以上圖3為例。

在計算圖3中線路AB的保護開關A的I段的動作值時，在B母線上要分別進行不切線和切一條線計算。在進行線路PC的F側(cè)開關計算時就存在了重復計算開關A所開斷線路，在計算延時段時也存在同樣的重復計算。大量的重復計算影響了繼電保護整定計算的速度和效率，影響程度和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有關。

此時為了避免線路的重復開斷，改用不再按繼電保護循環(huán)確定整定計算的順序，具體方法為：首先計算不切線運行方式下，所有開關A、B、C、D、E、F、G、H的零序電流計算；然后再計算切一條線（如切BC）的運行方式下，開關A、D、E、F、G、H的零序電流計算；這樣既沒有重復運算，又對各個運行方式下，每個開關的零序電流值進行了計算。上述思想也可以用來在計算最小零序電流整定計算時運行方式的選擇。

3.2.2 減少運行方式選擇

在I段整定計算時計算最大零序電流，只考慮大方式及大方式下輪流切線情況。不考慮切除發(fā)電機的小方式，當然也不考慮小方式小輪斷線路的計算；切除中性點接地變壓器，有零序補償措施。在求最小零序電流時，就只考慮小方式及小方式下輪流切線的情況，對大方式不必考慮。

3.2.3 查找最不利運行方式的方法

用擾動域方法，和下面發(fā)電機擾動域確定方法一樣，擾動變量是零序電流變化值。

4 結(jié)束語

供電線路零序保護整定計算的目的是對電力系統(tǒng)中已經(jīng)配置好的零序保護，按照具體的電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行要求，通過計算分析給出所需的各項定值，使全系統(tǒng)中的零序保護及其他保護有機協(xié)調(diào)地部署，正確地發(fā)揮作用以適應了電力行業(yè)。

參考文獻：

[1]陳永琳.電力系統(tǒng)繼電保護的計算機整定計算.北京：水利電力出版社，1994

[2]許建安.繼電保護整定計算.北京：中國水利水電出版社，2001.

繼電保護的整定范文第4篇

關鍵詞：電力系統(tǒng) 繼電保護 整定計算

隨著經(jīng)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(jīng)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(zhì)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(jié)構(gòu)，造成嚴重的錯誤的計算結(jié)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(jié)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(jié)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(cè)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(cè)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(cè)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(jié)構(gòu)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(cè)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(chǎn)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(cè)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(chǎn)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。

繼電保護的整定范文第5篇

配電系統(tǒng)由于自然的、人為的或設備故障等原因,使配電網(wǎng)的某處發(fā)生故障時,繼電保護裝置能快速采取故障切除、隔離或告警等措施,以保持配電系統(tǒng)的連續(xù)性、可靠性和保證人身、設備的安全。因此,繼電保護在電力系統(tǒng)中具有十分重要的作用。

2、常規(guī)10kV線路整定計算方案

我國的10kV配電線路的保護,一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構(gòu)成。特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負荷線路保護,不能滿足要求時,可考慮增加其它保護(如:保護Ⅱ段、電壓閉鎖等)。

2.1 電流速斷保護

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(jié)果中選較大值作為速斷整定值。

2.1.1 按躲過線路上配電變壓器二次側(cè)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(cè)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(cè)最大短路電流。

2.1.2 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。

2.1.3 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。

3)當線路較長且較規(guī)則,線路上用戶較少,可采用躲過線路末端最大短路電流整定,可靠系數(shù)取1.3~1.5。此種情況一般能同時保證選擇性與靈敏性。

4)當速斷定值較小或與負荷電流相差不大時,應校驗速斷定值躲過勵磁涌流的能力,且必須躲過勵磁涌流。

(4)靈敏度校驗。在最小運行方式下,線路保護范圍不小于線路長度的15%整定。允許速斷保護線路全長。

Idmin(15%)/Idzl≥1

式中Idmin(15%)為線路15%處的最小短路電流;Idzl為速斷整定值。

2.1.4 靈敏度校驗。在最小運行方式下,線路保護范圍不小于線路長度的15%整定。允許速斷保護線路全長。

Idmin(15%)/Idzl≥1

式中Idmin(15%)為線路15%處的最小短路電流;Idzl為速斷整定值。

2.2 過電流保護

2.2.1 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(shù)、保護可靠系數(shù)及繼電器的返回系數(shù)。為計算方便,可將此三項合并為綜合系數(shù)KZ。

即:KZ=KK×Izp/Kf

式中:KZ為綜合系數(shù);KK為可靠系數(shù),取1.1~1.2;Izp為負荷自啟動系數(shù),取1~3;Kf為返回系數(shù),取0.85。

微機保護可根據(jù)其提供的技術參數(shù)選擇。而過流定值按下式選擇:

Idzl=KZ×Ifhmax

式中Idzl為過流一次值;Kz為綜合系數(shù),取1.7~5,負荷電流較小或線路有啟動電流較大的負荷(如大電動機)時,取較大系數(shù),反之取較小系數(shù);-Ifhmax為線路最大負荷電流,具體計算時,可利用自動化設備采集最大負荷電流。

2.2.2 按躲過線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的4~6倍。因此,重合閘線路,需躲過勵磁涌流。由于配電線路負荷的分散性,決定了線路總勵磁涌流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此,在實際整定計算中,勵磁涌流系數(shù)可適當降低。

Idzl=KK×Kcl×Sez/(×Ue)

式中Idzl為過流一次值;Kcl為線路勵磁涌流系數(shù),取1~5,線路變壓器總?cè)萘枯^少或配變較大時,取較大值;Sez為線路配變總?cè)萘?Ue為線路額定電壓,此處為10kV。

2.2.3 特殊情況的處理:(1)線路較短,配變總?cè)萘枯^少時,Kz或Klc應選較大的系數(shù);(2)當線路較長,過流近后備靈敏度不夠時,可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護,此時負序電壓取0.06Ue,低電壓取0.6~0.7Ue,動作電流按正常最大負荷電流整定。當保護無法改動時,應在線路中段加裝跌落式熔斷器;(3)當遠后備靈敏度不夠時,由于每臺配變高壓側(cè)均有跌落式熔斷器,可不予考慮;(4)當因躲過勵磁涌流而使過流定值偏大,而導致保護靈敏度較低時,可考慮將過流定值降低,而將重合閘后加速退出。

2.2.4 靈敏度校驗:近后備按最小運行方式下線路末端故障,靈敏度大于等于1.5;遠后備靈敏度可選擇線路最末端的較小配變二次側(cè)故障,接最小方式校驗,靈敏度大于或等于1.2。

Km1=Idmin1/Idzl≥1.25

Km2=Idmin2/Idzl≥1.2

式中Idmin1為線路末端最小短路電流;Idmin2為線路末端較小配變二次側(cè)最小短路電流;Idzl為過流整定值。

3、重合閘

10kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘,由于安裝于末級保護上,所以不需要與其他保護配合。重合閘所考慮的主要為重合閘的重合成功率及縮短重合停電時間,以使用戶負荷盡量少受影響。

重合閘的成功率主要決定于電弧熄滅時間、外力造成故障時的短路物體滯空時間(如:樹木等)。電弧熄滅時間一般小于0.5s,但短路物體滯空時間往往較長。因此,對重合閘重合的連續(xù)性,重合閘時間采用0.8~1.5s;農(nóng)村線路,負荷多為照明及不長期運行的小型電動機等負荷,供電可靠性要求較低,短時停電不會造成很大的損失。為保證重合閘的成功率,一般采用2.0s的重合閘時間。實踐證明,將重合閘時間由0.8s延長到2.0s,將使重合閘成功率由40 %以下提高到60 %左右。

4、10kV保護整定中容易忽視的問題及對策

4.1 勵磁涌流問題

4.1.1 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(chǎn)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。

10kV線路裝有大量的配電變壓器,在線路投入時,這些配電變壓器是掛在線路上,在合閘瞬間,各變壓器所產(chǎn)生的勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射,產(chǎn)生了一個復雜的電磁暫態(tài)過程,在系統(tǒng)阻抗較小時,會出現(xiàn)較大的涌流,時間常數(shù)也較大。二段式電流保護中的電流速斷保護由于要兼顧靈敏度,動作電流值往往取得較小,特別在長線路或系統(tǒng)阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值,使保護誤動。這種情況在線路變壓器個數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時并不突出,因此容

易被忽視,但當線路變壓器個數(shù)及容量增大后,就可能出現(xiàn)。我公司就曾經(jīng)在變電所增容后出現(xiàn)10kV線路由于涌流而無法正常投入的問題。 4.1.2 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)。

4.2 TA飽和問題

4.2.1 TA飽和對保護的影響

在10kV線路短路時,由于TA飽和,感應到二次側(cè)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。

4.2.2 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(chǎn)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。

4.3 所用變保護問題

4.3.1 所用變保護存在的問題

所用變是一比較特殊的設備,容量較小,可靠性要求高,且安裝位置特殊,通常接在10kV母線上,其高壓側(cè)短路電流等于系統(tǒng)短路電流,可達十幾kA,低壓側(cè)出口短路電流也較大。人們普遍對所用變保護的可靠性重視不夠,這將對所用變直至整個10kV系統(tǒng)的安全運行造成嚴重威脅。