继电保护整定计算方法的研究及优化

肖弘文

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的继电工程的发展也突飞猛进。继电保护装置的应用在一定程度上提升了电力网络的智能化效果。而精确可靠的继电保护整定计算则是提升继电保护性能的重要指标。不同于电流电压的计算，继电保护的整定计算是一个非常复杂的过程，包含了双口网络H参数与网络等值计算法应用。近些年，随着计算机技术的兴起，对继电保护定值整定计算也由以往人工计算分析方式转为计算机模拟分析计算，大大提升了其可靠性，继电保护性能也有相当提高。但纵观继电保护分析计算现状，依然存在一些问题，故本文就相关问题应对措施进行探讨。

关键词：继电保护整定;计算方法;研究及优化

引言

随着我国电网规模的不断扩大，电网等级不断提高，电力系统变得越来越复杂和庞大，为了保证电网的稳定性，对继电保护的研究变得十分重要，特别是对其整定计算方法的研究。现简单介绍了电力系统中继电保护的工作原理，以及目前一些主流的继电保护整定计算方法，并针对这些方法存在的问题提出了几点优化措施。

1继电保护原理概述

继电保护装置的主要作用就是对电力系统中的故障和异常进行监测，然后发出报警信号给工作人员，让值班员人为消除故障，或在最短时间内和最小区域内自动将故障点隔离或切除，以减轻或避免其他设备的损坏，保障邻域地区供电的稳定。通常当电力系统发生故障时，系统中的电流、电压、相位角、功角、频率和测量阻抗都会发生变化，甚至当系统发生不对称故障时，出现相序分量和功率方向的变化，这些都可以作为继电保护装置判定被保护元件状态的依据。另外，除反映各种电气量的保护以外，还有根据电气设备的特点实现反映非电量的保护，当绕组多相短路、匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良时，电力线路中应该有瓦斯保护、过热保护等装置，确保电力线路的稳定性与安全性。微机继电保护装置一般由三部分组成，分别是测量单元、逻辑单元和执行单元，当继电保护的范围确定后，需要在范围内进行设置，比如根据发生故障的强弱做出跳闸、风险预警、不动作等反应。在执行单元中，主要是根据逻辑判断单元给出的指令进行执行，确保继电保护装置的可靠性、灵活性等。

2当前继电保护整定计算存在的问题分析

2.1相关计算软件常见问题分析

相关软件计算不准确性及整定计算结果的实用性问题是当前计算机软件在整定计算时所暴露的严重不足。針对前者，软件计算结果的不准确性，继电保护数值的整定与计算是一个非常复杂的过程，因此相关软件的开发设计具有一定的难度。在整定计算前首先需要对其进行基础值的拟定及核算，并对整个计算过程中可能存在的错误分析法进行排除，随后对各种情形计算结果进行对比拟合，及时发现潜在问题并予以纠正，而当多个继电保护装置之间配合出现问题时，则需要对其进行更为深入的研究说明。整个计算流程均需要具备丰富经验的人员参与进行，而简单的依据理论知识来整定计算则势必难以应对真实突发情况，整定结果使人产生质疑。为了进一步确保整定结果的可靠性，一些人员甚至会自己再重新计算一遍，从而避免软件计算存在偏差导致严重的后果。由此，软件计算优势得不到展现，整定计算过程变得更为复杂。

2.2重复断开同一段线路

如果采用计算机来进行继电保护整定值的计算，那么在相关的计算中就会使用到循环保护的线性流程。然而这种方法有可能会造成多次冲段开断同一条线路的情况在整定计算过程中出现。

3优化措施分析

3.1运行方式选择存在的问题

电力系统运行方式是影响继电保护整定的重要因素，一般在进行继电保护整定时只是将继电保护所在的母线进行隔离，并没有考虑到其他运行方式对整定的影响，这样会造成保护范围过大。找到电力系统的极端运行方式是进行继电保护整定的关键一步，一般都是通过对保护所在的线路进行轮流开断的方法来查找，然而在某些情况下这种方法无法找到电力系统的极端运行方式。为了能找到电力系统的最不利运行方式，运用计算机来完成继电保护整定值的计算。计算机可以完成开断线路，根据开断线路所造成的扰动域来判断继电保护整定值的计算范围，只有这样才能准确查找出电力系统的最不利运行方式。

3.2提升计算软件准确性与通用性

半自动整定模式是目前较为有效的通用的提升软件计算精度的办法，可以使用户参与整个的计算流程中。对于用户将计算的过程以及故障判断方式等录入软件系统中，从而提高系统的自识别能力。在整个的计算整定过程中，运行方式往往具有多种选择情况。首先电网存在许多不同的运行模式，且长期高负荷运行一次极易出现各种问题，其次在保护整定期间所涉及的故障电气量往往比较复杂，且大都基于一定不利条件下所得到的极限值，同样会使得整个结果存在较大偏差。但继电保护则可以依据不用的工作环境以及电网供电形式等进行自由随机组合。在对总的方式进行设计时，可以参照一下规律，即将各厂站全部设备均投入运行，打开开关以及外接线路时的等值电源阻抗选择大方是运行情况下的阻抗值，一些变压器中性点接地运行的则可以选择零序阻抗较低的变压器进行接地处理。

3.3分支系数计算问题

在开展继电保护整定计算时，必须充分考虑到分布式电源变化对分支系数的影响，如果没有严谨选择合适的分支系数，会导致计算出的整定值有很大的误差。为了能选择合适的分支系数，在计算分支系数之前，要充分、全面地考虑到各方面因素，当分布式电源发生变化时，要修改旧数据，重新计算更新数据，保证分支系数的准确性，最大程度地减小分支系数的计算误差。

3.4整定方法及整定步骤

继电保护整定计算模式主要有离线模式和在线模式两种，其中离线模式主要包括完全人工计算、半人工计算和全计算机计算三种。全人工计算是指继电保护整定技术人员通过对区域电网的网络拓扑结构进行分析和计算，得出相关的短路电流和分支系数，最后根据整定规则和实际要求对保护值进行整定。半人工计算则是由计算机软件先计算出线路相关的故障电流，然后由人工进行保护整定值的计算。全计算机计算则完全由计算机软件来代替人工进行继电保护的整定工作。

结语

继电保护作为电力系统中的主要保护装置，在保证电力系统稳定性、安全性和可靠性方面起着不可替代的作用，因此提高和改善继电保护装置的性能十分必要。其中，对继电保护整定值计算方法的研究十分重要，它关系到保护装置的准确性和灵敏性。目前我国电网系统变得越来越庞大和复杂，继电保护整定在实践过程中遇到了不少问题，继电保护整定计算既是一门理论学科，又是一门实践学科，我们需要理论联系实际，不断发现并善于总结问题，最终找到解决途径，保证继电保护装置的稳定运行，提高电力系统的可靠性。

参考文献

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