继电保护整定算法现存问题及解决策略探析

王嘉琳

摘要：继电保护装置是电力系统重要的组成部分，一方面维护着电力系统的安全稳定，另一方面保障着其运行的可靠性。文章从当前的继电保护中整定计算方法所存在问题及其解决方法等方面进行分析，提出了与之相适应的解决措施。

关键词：继电保护；整定计算方法；解决对策；电力系统；继电装置 文献标识码：A

中图分类号：TM744 文章编号：1009-2374（2016）33-0053-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.028

随着当今我国经济和社会的快速发展，电力产业对我们各个领域的生产生活的正常运转都起着不可替代的作用，因此，电力系统运行的稳定性成为了我们社会发展的决定性因素，变得越来越重要。继电保护这一装置，在电力系统的正常运行中起着安全的保障作用，它是维持电力稳定供给的一条重要防线。当电力系统发生故障时，它会准确无误地加以识别，然后及时采取各种解决措施比如对故障的隔离和切除、紧急预警等，对于电力系统运行状况起到一定的缓冲和保护作用，防止运行状态恶化。同时，它有效地防止了设备的损毁，在一定程度上保障了市民的人身财产安全，对电能的高效利用和稳定传输起着重要的保障作用。

1 继电保护整定计算概述

要使继电保护装置得以安全可靠的运行，可以从它的机件设计、制造程序、整定计算，安全运行、全面维护等多个方面来进行。其中，整定计算进行准确应用对于继电装置的稳定运行，具有重要的意义和保障作用。

我国电力系统的发展史，继电保护中整定计算这一工具也是由简单向高级逐步发展的过程。近几年，我国电网规模加速扩大，起初的保护定值的计算方法由一般依赖于人工或者人工为主专用计算机为辅助，逐步转变为利用数字计算机为主。在一定程度上既顺应了大数据时代潮流，又解决了工作量大、时间拖沓和计算精度和准确性的问题。

继电保护的整定计算，在电力系统中是一个整体性的工作。这就要求计算人员要准确了解基本原理和熟练的掌握工作内容。在具体的整定计算中，第一，要考虑电网系统运行的结构和运行的实际要求等诸多因素；第二，要制定科学、可行的整定原则。

通常情况下，广泛应用在现阶段电力系统中的整定计算模式主要包括相分量法和序分量法，根据整定计算法则，可以做出具体的计算方法，其步骤为：第一，先用上述的两种方法对电气量进行准确的计算；第二，将故障电气量作为依据来对继电保护整定值进行计算。

2 继电保护整定计算方法存在的主要问题

随着我国科学技术的快速发展，继电保护整定计算方法得到了很大程度的改善，但是在实际计算过程中仍然有各种各样的问题，具体表现为以下方面：

2.1 分支系数计算环节存在较大偏差

电力系统中的电源运行模式多样且分布较为分散，因此开展继电保护整定计算，需充分考虑分布式电源发生变化对分支系数的产生的影响，分支系数一旦发生改变，整定计算的结果也将随之发生变化。但是，当涉及到继电保护的整定计算时，在电源运行模式和分支系数之间的影响往往难以做出精确评判，对于这一变化的忽视，分支系数与实际情况相偏离也在所难免，并导致延时时段动作参数设定出现一定失误。

2.2 断相口位置开路电压参数设定与实际严重不符

继电保护的整定计算中，计算电气量、电流量是首要问题，需要充分考虑到线路的非全相运行过程而引起的电力系统震荡对电气量和电流量造成的影响。这个电气量和电流量以正序断相开口电压为基础。在计算端相开口的电压时，一般利用叠加原理。在暂态稳定性的计算数量减少方面，电力系统的内部在非全相震荡线路中，假设等效发电机的电势与相位角度相同，接着用相应的公式计算开路电压。这种计算方法有计算步骤少的优势，但也存在一定的缺点，因为这种计算方法会受到电网结构变化的影响，一旦网络结构环境发生变化，整定值需更新。假设不考虑网络结构变化在继电保护整定计算中的结果所产生的影响，那么计算误差将会进一步加剧，最终导致整定计算的结果产生较大偏差。

2.3 电力系统最不利运行情况

在对计算动作值及灵敏度的检验上，需要查找出电力系统中最为不利的运行方式，一般是在整定计算中查找。对动作值进行计算时，采用轮流开断保护所在线路母线的连接线路，从而使查找电力系统的最大化运行。在进行继电保护灵敏度检验时，则是通过对线路背后母线连接的线路进行轮流开断保护来实现查找系统的最小运行方式。由于无法快速查找电力系统运行中最不利的方式，所以在继电保护的整定计算中过程中应该明确地计算出最不利的运行模式。与此同时，在进行此项工作时，也比较容易出现一条线路反复断开的现象，从而影响整定计算的效率。

2.4 对线性流程运用过高

线性流程运用过高是导致继电保护整定计算结果错误的另一常见原因。线形流程的过度使用，尤其是在进行分支系数的实际运算过程时，可能会导致分支系数的运算产生较高的重复率，从而导致继电保护系统整定计算的速率严重降低。

2.5 继电保护整点算法缺乏实用性和通用性

如果运用计算软件来计算继电保护的整定值，就必须对软件的实用性进行充分考虑，一方面要保障计算软件可以自动进行整定计算；另一方面也要将准确、可行的方案提供给用户，一旦继电保护整定计算的过程中没有相应的交互设计，那么计算过程就会出现各种问题。

目前，整定计算是保障各级电网正常运行的关键一环，但是各级电网因为自身的网架结构、配套装置和运行方式的不同，在整定计算方面也采取了不同的模式和方法，这也导致了继电保护整定算法的局限性，即只能针对相应配置条件下的用户使用，所以继电保护整定计算软件的开发必须严格遵循用户的需求而定。

3 继电保护整定算法的改进措施

3.1 关于分支系数计算环节的改进

要全面充分地考虑整定计算过程中各方面因素的影响，当分布式电源产生变化的时候，就不能继续使用原有计算数据，而是要重新计算这些发生变化电源所在区域的继电保护，进而避免分支系数造成的误差，以达到最大限度地保障继电保护整定计算准确性的目的。

3.2 关于断相口开路电压计算环节的改进

一方面，采用双口网络的H参数法，因为继电保护整定计算的结果在一定程度上受电网网络结构的影响，可采用对震荡发电机分解，形成两个震荡群，然后将其断相口和等效电势端口充当端口；另一方面，采用网络等值计算的方法，以全非相电路中两端的结点为结点，在对网络进行操控的同时把它分为无源双端口网络，在运用补偿原理计算相应的阻抗参数时，依照叠加原理对线路两端的互阻抗和自阻抗参数进行取值，以此作为依据来计算断相口开口电压。

3.3 关于电力系统最不利运行情况的改进

在进行整定计算时，假设电力系统中有一条断开的线路，并且这条线路会使系统的网络结构产生变化，造成不必要的恶性影响，以至于同开断线路相邻的线路的短路电流会有一定的转变，并影响最后的整定计算结果，我们可以观察到某一范围中整定值受到影响，受到影响的区域就是扰动区域；为了使同一线路不出现多次重复断开的现象，可以采用其他顺序，利用开断线路循环状况，重新安排设定好整定计算的顺序，进而解决相同线路中多次出现开断现象的问题。

3.4 加强对继电保护整定计算系统的创新

为保证继电保护整定算法的准确性，应当定期对电网整定计算软件进行更新，同时分析并测试软件运行过程，保证每个阶段都能够通过专业测试和科学开发过程的严密性，进而保证整定计算的准确率。以网络等值法为例，当运用网络等值法计算电力系统的整定数值时，电力系统无缘双端口网络图的任何一条线都有可能出现问题，进而造成电力系统局部出现震荡，从而使两侧节点端口出现松动。因此，在设计过程中，应当把电力系统内部的正序网络整体化成无源的一个双端口网络。

4 结语

经济的高速发展也带动了电网规模的扩大发展，继电保护的整定计算变得尤其重要。在电力系统实际的运行过程中，为了保证电力系统可以安全稳定地运行，电力企业必须充分重视继电保护整定计算的重要意义，明确继电保护整定计算中存在的所有问题，对于这些问题的不断探究，采取与之相应的解决方法和手段，从而进一步提高控制能力，确保电力系统得以安全运行。

参考文献

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（责任编辑：蒋建华）