电力系统继电保护整定计算中运行方式的组合问题论述

电力系统继电保护整定计算中运行方式的组合问题论述

宋明慧于洋魏剑萍

（国网山东省电力公司淄博供电公司山东255000）

摘要：为了保证继电保护装置内各个系统的运行方法均具有较高作业效率，需要加强高压电继电保护整定计算分析，一般整定计算前便需要确定各种量的准确性。电力系统运行状况不同，相应的运新方式存在一定差异。为此，提高电力系统继电保护整定计算的有效性十分重要，是当下电力行业中的重点研究问题。本文针对传统作业方法缺陷及改进方法等进行了分析，并提出了电力系统继电保护计算中提高精度的方法。

关键词：电力系统；继电保护；整定计算；运行方式

引言：电力系统中，继电保护整定计算的组合方法一直是业内学者关注重点。加强整定计算精度与降低故障状况具有一定关联，可避免电力故障发生频率及经济损失问题，需要建立合理化的整定计算数据结构，即针对系统元件的核心参数、运行参数等进行分析。传统电力系统中整定计算方法存在一定缺陷问题，需要提出有针对性的优化措施，如云计算方法等。电力系统对社会各行业的发展具有一定影响，需要加强运行方式组合问题的研发，从技术层面上提高系统运行稳定性。

一、传统运行方法分析

传统运行方法中，需要结合常见的运行方法进行选择，重点考虑外部系统的运行方法以及运行方法的特殊性。原因在于系统一般是处于正常工作状态，为了提高运行功效，需要在正常运作模式下提高作业效率。特殊运行方式下，则考虑补算工作等方法进行微调。工程经验表明传统作业方法一般较为简单，主要考虑问题是定值合理性。现阶段，电力行业的发展较快，对应系统规模、设备结构等发展较快，对应电厂企业的规模增加，系统接线方法呈现复杂化。如果仍然采用传统运行方法对特殊方式进行分析，可能对定值的精确度造成负面影响。为此，借助计算机技术进行电力系统的继电保护整定计算优化十分必要，运行方法中需要提高组合问题的考虑，保证继电保护整定计算结果的精度满足预期要求。

传统运行方法中，主要面对对象为常见运行方法，继电保护整定计算中，理论上应该加强线路两端电流的考虑，但是传统运行方法未注重该问题的解决，引起整定计算精度差。从提高继电保护整定计算运行方法精度的角度出发，需要结合系统运行原则仅分析，进而实现对整定计算的优化，提高诊断工作的全面有效性。

二、继电保护特点

电力系统中继电保护、安全装置均是系统运行安全的重要部分，高压设备投入后需要加强整个自动装置的检测，提高运行稳定性。

1、工作原理

继电保护工作主要处理系统内部短路、异常状况，如电流、功率等，进而形成继电保护动作。电力系统中，各个保护作业均十分关键，是提高系统保护动作合理基础。考虑到电力系统中各种保护均是系统故障的反应，包括电流、电压突变、电流电压间相位角突变等，将故障状况下的数值与正常运行状况下的参数对比可得到有用信息。

2、继电保护和自动装置的作用

电网运行中，机电保护、安全自动装置是十分必要的，可提高变电站运行的合理性，保证无人看守、综合自动化作业工作的全面实现。其作用主要表现在下述几点：第一、反映故障，借助该装置可保证设备损坏、电网运行故障状况下对设备进行快速切除的处置，避免事故扩大化。第二、反应异常，电网中的设备运行不正常时可及时发出报警信号，便于值班人员及时采取有效措施进行处理，提高电网运行的稳定性。第三、变电站自动化，借助装置的这种特点可实现对设备继电保护、自动装置的合理控制。

3、电力系统运行要求

电力系统中，可靠性、快速性、灵敏性、选择性是主要特点。快速性主要指继电保护装置中一旦发生故障可及时作出对应操作，避免长时间故障引发系统危害增加。可靠性主要是指保护装置故障状况下借助可靠动作进行分析，避免拒动引发的危害，原因在于拒动危害远大于误动操作。选择性是指装置不可以发生误动操作，避免误操作引发的问题。灵敏性主要是指设备的反应速度较高，提高对故障范围的合理控制，避免停电面积扩大化。

三、完善电力系统继电保护整定计算运行方法的优化

1、基本思路

运行方法的选择上，一般需要在常规运行方法基础之上进行计算数据的选择，结合计算基础对系统运行方法进行优化。传统运行方式一般需要分析后进行选择，方可保证运行方法的完整性。

第一、电力系统运行方法中需要采用抗阻矩阵方法对其进行分析，主要从运行能力、系统故障状况下的处理考虑。节点的地方采用阻抗的方式来计算,它的公式是ZI=U。阻抗矩阵对角线是节点的自阻抗,由此可以输入阻抗。非对角线的阻抗矩阵数据为转移阻抗,每一个节点都可以通过阻抗的形式来说明系统的运行情况。

第二、在电力系统中的环路形式和运行方式变化均能用阻抗矩阵表示,在节点间使得阻抗的连支断开,其会改变电力系统中电压的分布距离。电力系统中的节点数和拓扑结构是确定繁荣,因此阻抗矩阵不会有太大差别,环路形式中,需要对阻抗做局部调整,环路的变化导致阻抗形式不同。节点处的阻抗矩阵就能够代表整个电力系统的特点,可以说是电力系统的运行方式的综合描述。电力系统的环路元件存在问题,阻抗也会发生变化。

2、抗阻矩阵的应用

如果电力系统的环路中安装继电保护装置，如果计算数值是继电保护中的最大电流，需要对电力系统的节点位置进行分析，主要考虑断开节点位置对继电保护的影响如果发生系统内部电流短路状况，如果短路属于金属性短路，短路处的数值为I=Z=0,如果发生环路断开将会对系统后续运行产生极大危害。其次，电力系统如果发生节点断开，系统内部的故障参数将会随之发生改变。该状况下需要考虑节点位置的临界值，用以确定故障发生位置、故障发生原因。电力系统如果发生节点位置单项短路状况，主要需要对阻抗参数进行分析，确定该参数后方可进行电力系统运行方法的建立。电力系统运行时，如果边界发生电流短路问题，一般需要借助阻抗矩阵处理，用以确定系统电路的运行方法。实践经验表明，环路系统状况下，系统运行方法与继电保护相关度极大，需要充分考虑过大电流的影响。一般传统电力系统中较少发生该类问题，因此需要采取阻抗矩阵作业方法。

3、整定计算的特点

电力系统继电保护的整定计算作业中，主要参考的法规十分关键，整定法规是主要参考依据。计算中，考虑到系统各个位置、结构构造、配置有所差异，可能存在无法明确相关细节的问题，具有特殊性较强的特点，对应各个地区的整定原则存在明显差异，需要提高限制性要求的全面落实。

为了充分满足各地区运行要求，需要从整个整定作业的特殊性出发进行分析，该特殊性主要考虑地方特色要求。作业原则需要从规程出发进行分析，结合各地区要求等进行分析，尽量保证满足通用性要求。安装作业中，结合当地人员特殊要求进行作业，提高整体计算的独立性、替换性。还需要结合通用型、专用型等进行分析，提高整定计算的合理性。

结语：

当电力系统出现故障时，要对故障进行数据的分析，节点的计算可以采用阻抗的形式来表达，由于电力系统中节点数是确定的，电力系统的拓扑结构是稳定的，所以阻抗矩阵的描述也不会有太大的变化，通过计算断开节点的边界数值，来确定系统故障的位置。当电力系统的节点出现单相短路情况时，可以通过计算阻抗参数，从而确定电力系统的运行方式，通过阻抗矩阵方法提高整定计算的准确性。

参考文献：

[1]刘国平.地区电网继电保护在线整定与评估预警方法研究[D].华北电力大学,2013.

[2]韩昆仑.高压直流输电系统换流器与线路保护动态特性分析与整定研究[D].华南理工大学,2013.

[3]李江华.继电保护整定计算云数据中心的研究及应用[D].华北电力大学,2013.