继电保护的整定计算存在的问题及解决措施
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摘 要：继电保护整定计算对于确保整电力系统的安全可靠运行起着关键作用，文章首先阐述了继电保护工作原理及整定计算，其次分析了目前继电保护整定计算方法存在的不足之处，主要包括分支系数计算偏差较大、断相口位置开路电压误差大、不同运行方式的选择及线性流程运用过高等，最后针对不足之处提出了相应的解决措施。
关键词：继电保护;整定计算;运行方式
中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）35-0086-02
随着社会的进步和经济的迅猛发展，高参数、大容量的电力设备在电网得到广泛使用，人们对供电可靠性具有更高的要求，因此确保电网的可靠运行日益重要。然而在实际中，由于各种因素的影响，配电网系统的稳定性和可靠性受到严重影响。为了确保配电网运行的可靠性，除了要配置性能良好的继电保护装置，对其整定计算也必须加以重视。继电保护的整定计算不同于配电网中电流计算那样简单，计算方法十分繁琐、复杂。目前，国内对于整定计算要求必须按照继电保护对应电力系统最大的运行方式进行，对于灵敏度的检验则要按照最小的运行方式进行。然而上述采用的整定计算存在一定的不足之处，下面对其进行分析和探讨。
1 继电保护原理及整定计算
1.1 继电保护的要求和原理
为了确保配电网能够安全、可靠运行，继电保护必须满足以下要求：可靠、迅速、灵敏且具有选择性。继电保护工作原理包括以下两种：①保护电网输电线一端反应电气量。如果配电网的反应电流升高，必须对其实行电流保护，如常见的零序电流保护、相电流保护等。②对配电网输电线反应外部、内部故障的电流进行相位和功率差动保护。
1.2 整定计算
目前，国内继电保护通过对整定值采取离线计算，并按照整定计算的相关原则，避免继电保护受到外界干扰，这种方法具有以下两方面的特征：①不具有自适应能力;②具有固定行为特征，即计算所得到的整定值在运行时是恒定的。在进行整定计算时，通常选择序分量法、相分量法和故障电气保护的整定计算，这是目前应用最为广泛的计算方法，此方法是按照配电网电压变化和继电保护的适应性来对电力系统进行分析和计算的，然而在具体计算过程时还存在一定缺陷。
虽然人们对继电保护整定方法进行了很大改善，然而在具体计算时仍存在各种问题，主要具有以下四方面的不足。
2.1 分支系数计算偏差较大
在进行整定计算时，对于分支系数的选择没有足够重视，对于分布式电源运作变化趋势而导致分支系数的变化没有认真考虑，因此造成分支系数和实际存在较大差异，最终造成整个整定计算结果偏差较大，进而造成延时时段动作值参数出现错误。在进行延时时段参数整定计算时，对于分支系数的选择出现错误，从而导致整个计算结果出现错误，进而导致整定计算结果出现误差。
2.2 断相口位置开路电压参数误差较大
若配电网系统处于非全相震荡状态，在进行整定计算时，必须要考虑网络结构对电压参数的影响，否则会造成整个运算量过大，并且可能出现严重的偏差。
2.3 不同运行方式的选择
在进行整定计算时，若仅仅将继电保护所在线路的母线进行分开，并未考虑其他方式对系统运行的影响，这样会导致出现故障控制范围过大。
2.4 对线性流程运用过高
在对分支系数进行计算时，对线性流程运用较高，进而造成对于分支系数计算重复率过高，对继电保护系统的整定计算速率造成较大的限制。
3.1 分支系数的计算
在继续整定计算时，要考虑多个方面造成的影响，如果分布式电源发生了变化，必须重新对其所在区域的继电保护进行重新计算，最大限度地减少分支系数的误差，确保继电保护整定计算的准确性。
3.2 断相口开路电压的计算
在进行继电保护整定计算时，关键的计算对象是配电网的运作线路在非全相运作同时具有明显振荡情况下的电压参数。对于已经确定的配电网，发电机的等值电势参数、断相口电压参数、等值阻抗的参数之间都具有相关性。然而如果根据常用整定方法就会出现计算量过大，造成此问题的原因主要在于：发电机的等值阻抗和电势参数都在暂态稳定状态下计算，而其实这两个参数对着电网结构的变化也不断发生变化。再次计算时必须对上述参数重新计算，这就会导致整体运算量过大。因此，通常在进行计算时都假设发电机的电势幅值为固定值，并据此对计算公式进行适当、合理的简化。然而这种解决措施也存在一定缺陷，即忽视了网络结构对开路电压参数所造成的影响，所以如果配电网相对复杂，整体结果会出现较大误差。
基于此，对于上述问题可采取以下解决措施：在对断相口的开路电压进行计算时，通常采取网络等值计算方法，采取这种方法不仅能够有效控制运算工作量和工作难度，还能极大提高继电保护整定计算的准确度。对于网络系统模型参数可参考阻抗参数来确定，同时综合叠加原理，提出一种基于双端口网络的阻抗参数等值计算方法，以便得到自阻抗和互阻抗参数。
3.3 运行方式的查找计算与线路流程频率运用的解决
在进行继电保护整定计算时，对于运行方式的查找存在两方面不足：①查找最不利运行方式存在缺陷。按照最不利运行方式计算，具有以下两方面优势：第一，能够有效辅助校验灵敏度参数;第二，能够有效计算继电保护动作值。然而现阶段对于最不利运行方式的查找仅处在继电保护所处线路对侧母线查找阶段，同时采取轮流断开方式也很难有效对系统最不利性做出保证。②在进行整定计算时极易导致断开线路出现重复性。在进行整定计算时，频率进行开断操作，这样不仅造成计算结果误差较大，也会影响整个配电网系统的可靠性和稳定性。
对于运行方式查找过程中存在的不足之处，可通过以下两步进行改进：首先通过相关软件程序确定配电网在开路状态下的扰动域，根据确定的扰动域大概确定继电保护整定结果的取值范围，借助确定的范围对最不利运行方式查找。一般情况下，配电网中所认定的扰动域是指线路出现故障时会被影响到的区域。断开配电网某条线路，以此为圆心从内向外计算断开前和断开后线路的短路电流参数，根据计算结果确定扰动区域的边界和范围。在通过相关软件进行整定计算时，可以通过改变开断线路循环趋势对整定计算顺序进行二次组合，这样就能最大限度地避免频繁对线路进行开断操作，也会极大地减少对线路流程的应用，提高整定计算结果的准确性，也确保了电力系统供电可靠性和稳定性。
4 结 语
随着经济的快速发展，人们对电的需求量急剧增加，电力系统的容量和规模持续扩大，电网结构也越来越复杂，要确保配电网的稳定、可靠运行，继电保护起着十分重要的作用。而作为继电保护关键环节的整定计算方法更是起着关键作用，必须对整定计算方法中存在的问题引起重视，对于存在的问题必须及时采取相关的解决措施，保证配电网的安全运行。
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