网继电保护的整定计算探讨

唐国华

摘 要：电能是当今世界应用最为广泛的重要能源，其安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。继电保护装置能快速及时地采取故障切除、隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统稳定、保证供电连续性、保障人身安全、防止或减轻设备的损坏。本文将就电网继电保护的整定计算问题进行探讨。

关键词：电网；继电保护；整定计算；安全；效率；

中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-06-00-01

一、整定计算的概况

（一）继电保护整定计算：针对具体的电力系统，分析计算继电保护装置定值以满足电力系统的运行要求。

（二）继电保护整定计算的主要内容包括：绘制电力系统接线图；计算电力系统中各元件的电气参数；确定整定计算需要的电力系统规模及运行方式变化限度；各点的短路计算；各种继电保护的整定计算；整定计算结果分析评价；对存在问题的分析及采取的措施。

（三）整定计算是保障电网安全运行的基础性工作，其研究具有巨大的经济效益和社会效益。提高保护运行的性能具有重要作用，保护装置的快速、准确动作是由合理的定值来保证的。

（四）保护整定计算一体化系统由各子系统构成，系统管理子系统实现电力系统一、二次参数的建立和管理功能。 阶段式保护整定计算子系统实现面向线路保护装置的零序电流保护、相间距离保护和接地距离保护的整定计算功能。

（五）一套线路保护装置通常有多种不同原理的保护和保护装置运行所需的其他量需要进行整定计算。整定计算比较复杂，必须对电网的多种运行方式和故障情况进行周密的计算。线路保护整定计算一体化系统各个环节紧密结合，完全由软件自动建立和保持保护参数、阶段式保护整定，实现了线路保护整定计算全过程的自动化，能够大幅度地提高整定计算的准确性和效率。

二、整定计算的过程

（一）整定计算的步骤：1、确定整定方案所适应的系统情况。2、确定系统的各种运行方式（包括系统中性点接地方式），并选择短路类型、选择分支系数的计算条件等。3、收集必要的参数与资料。4、结合系统情况，确定整定计算的具体原则5、根据需要进行短路计算，得到短路电流计算结果表。6、按同一功能的保护进行整定计算，并计算出保护装置的二次定值。7、对整定结果分析比较，选出最佳方案，最后应归纳出存在的问题，并提出运行的要求。

（二）运行方式的选择：在整定计算中，传统选择运行方式的原则是比较简单的，正常运行方式是系统经常所处的运行状态，此时系统内的线路、变压器等设备全部投入运行，发电设备则按照系统正常负荷的要求全部或部分投入。要充分发挥保护的作用，首先应改善正常运行情况下的保护性能。因此，整定保护定值时，应着眼于正常运行方式，保护有较好的工作性能。

（三）參数计算：1、忽略发电机、调相机、变压器、架空线路、电缆线路等阻抗参数的电阻部分，并假定旋转电机的负序电抗等于正序电抗。2、发电机及调相机的正序电抗可采用t=0时的瞬态值Xd'' 的饱和值和暂态电抗 Xd'值。3、发电机电动势可以假定等于1标幺，且相位一致。只有在计算线路非全相运行电流和全相振荡电流时，才考虑线路两侧发电机综合电动势间有一定的相角差。4、不考虑短路电流的衰减。5、各级电压可采用标称电压值或平均电压值，不考虑变压器电压分接头实际位置的变动。6、不计线路电容和负荷电流的影响。7、不计故障点的相间电阻和接地电阻。8、不计短路暂态电流中的非周期分量，但具体整定时应考虑其影响。

（四）详细参数应使用实测值：1、三相三柱式变压器的零序电抗。2、架空线路和电缆线路的正序和零序阻抗、正序和零序电容。3、平行线之间的零序互感阻抗。4、对其他继电保护影响较大的有关参数。5、变压器参数和线路参数。

三、整定计算的配合方法

阶段式保护的基本配合方法，反应单端电气量变化构成的各种保护均应采用阶段式保护配置，如电流电压保护、零序电流保护、距离保护等。

（一）按照躲开本线路末端最大短路故障整定。适用情况：相邻元件为线路。实例如上图：保护1的选择本线路L1末端的F3点，计算在最大运行方式下时的三相短路电流值 Id.max，然后乘以可靠系数Kk 作为保护1的速断动作定值。

（二）按照躲开线路两侧最大短路故障整定。适用情况：多电源中保护不带方向时考虑。对保护3而言，如果对侧没有电源 EN，其整定同第一种情况，仅需考虑故障点F1时的短路电流Id1。当对侧有电源时，需要考虑线路L4在QF2出口短路时流过的短路电流Id2 的影响，如果 Id2超过速断电流定值，则保护3动作，失去了选择性。实际选择计算故障点时选在背侧母线上。

（三）按照躲开线路变压器组其他侧短路故障整定。适用情况：终端线路，且其相邻元件为一台变压器。当变压器装设差动保护时，其保护范围不会超过其他侧母线，按照变压器组其他侧短路故障整定即可。以保护2的电流速断保护为例，计算在最大方式下故障点F4的最大故障电流，然后乘以可靠系数便得到速断电流定值。

四、整定计算的注意事项

（一）整定计算要求有全面的系统观点。对于继电保护的技术要求，可靠性、选择性、灵敏性、速动性，要全面考虑，在某些情况下，“四性”的要求会有矛盾，不能兼顾，应有所侧重。

（二）整定保护定值时，要注意相邻上下保护间的配合。不但在正常方式下考虑，而且方式改变时也要考虑，特别是采取临时性的改变措施更要慎重，要安全可靠。

（三）当系统运行方式发生变化，超出了原整定计算方案中的运行方式要求，应当对相关保护进行重新计算或校验，以确定是否满足新运行方式的需求。

（四）主保护和后备保护应有所侧重，保护整定应以改善和保证主保护为主，兼顾后备性。

（五）大接地电流系统中，变压器中性点接地的分布，应按保证设备安全和零序电抗变化小，对保护效果有利的原则考虑，接地点不宜过多。

（六）制定保护整定方案要尽可能地适应较多的运行方式，提高保护的适应性。

（七）对于临时性的改变定值要尽量减少。在主保护保证灵敏度的前提下，可适当提高后备段的后备灵敏度，用以解决常见的临时方式。