继电保护整定计算方法存在的几点疑问及探讨论文_张军

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摘要:为了满足我国经济发展的要求,我国在近几年加大了对基础电力设施的投入力度,现阶段我国电力系统的规模逐步提升。与此同时,随着我国电力系统规模的增大,相关的电气事故问题频发,对电力系统的正常工作存在负面影响,通过对继电保护整定计算方法存在疑问与解决对策进行详尽探讨

关键词:继电保护;整定计算方法;电力系统

引言

继电保护作为电力系统的一个重要组成部分,它快速切除故障的功能构成了电力系统的第一道防线。电力系统对继电保护提出了严格的“四性”基本要求,即可靠性、灵敏性、速动性、选择性。其中,保护装置的合理配置、技术性能和产品质量决定了保护定值的可靠性。因此,保护定值的准确整定计算对继电保护装置可靠动作非常关键。

1继电保护整定计算方法,原则与步骤介绍

1.1继电保护整定计算方法

近些年来,我们国家的电网规模不断扩大,并且其中保护定值的计算方法也由起初的依赖于人工的计算方式转变为依赖于计算机的计算方式。这种转变在一定程度上适应了大数据时代的发展潮流,解决了计算工作中的时间拖沓、工作量大以及计算精确度的问题。

在电力系统中,其继电保护的整定计算是一个整体性的计算工作,要求相关的计算人员必须准确地了解继保整定计算的基本原理,并且熟练地掌握电网运行的具体特点。在实际的继电保护整定计算中,首先要考虑的是电力系统运行的结构以及运行中的要求。其次,必须制定科学、有效的整定计算方案。

一般情况下,在目前的电力系统中得到广泛应用的整定计算方法主要有序分量法和相分量法。在此基础上,从整定计算的原则出发,计算人员就能够提出实际操作的计算方法。例如先利用相分量法及序分量法两种方法来计算相关的电气量,接着根据出现故障的电气量计算继电保护的整定值。

1.2整定原则

在整定计算过程中,计算人员除了对电网运行结构以及实际要求等有着清楚的掌握与了解外,还应遵从科学有效的整定原则完成整定计算,确保继电保护整定计算的合理性。

1.3整定计算步骤

在整定计算过程中,相分量法与序分量法是普遍采用的计算模式。整定计算常用的步骤为:电气量用相分量法与序分量法计算得出,随后以故障状态下的电气量为参考,以此完成继电保护整定值的计算。

2继电保护整定计算方法存在的疑问

现今,继电保护装置广泛应用于我国的高压电网中,继电保护装置的保护方式分为零序电流保护、距离保护以及继电器保护。这些保护措施主要采用具有固定行为特点且不具备自适应能力的继电保护整定,并对整定值进行离线计算操作,进而依据继电保护整定计算原则,保证继电保护整定方式不受影响。在实际的高压电网继电保护整定计算过程中,采用故障电气继电保护装置整定值的计算方式,这种计算方式主要通过继电保护在电力系统中的适应性,进行合理分析计算的过程。

2.1断相口开路电压计算中存在的疑问

断相口开路电压计算中存在的问题第一,在非全相震荡状态下,开路电压参数进行继电保护整定计算,没有考虑到网络结构对继电保护整定计算结果带来的影响,导致继电整定计算结果出现严重的误差;第二,在实施继电保护过程中,过分注重电力系统运行线路在非全震荡状态运行下产生的电流参数计算,每次进行网络操作都需要重新计算电流参数,过大的计算量导致电压参数增大。

2.2重复断开同一段线路疑问

如果利用计算机来对继电保护整定值进行计算,那么就会利用循环保护的线性流程来进行相关的计算。但是这种方法可能会导致在整定计算过程中出现多次重复的开断同一段线路的问题。比如说,在对图1中位于A到B线路的1号保护的I段动作值进行计算时,必须轮流在B母线上开断一到两条线路。而在计算图1中E到C线路的E侧保护的I段动作值的过程中,还得需要再次重复轮流地将在整定A到B线路的保护1时开断过的线路开断。同时,在对继电保护延时段的动作值进行计算时也存在相似的问题。

2.3分支系数计算方面存在的疑问

极限短路电流运行模式与分支系数电力运行系统之间存在一定的出入,充分表明不存在与继电保护区域动作值相对应的不利运行模式,仅只是一种虚拟的运行模式。由于引入分支系数,导致电流保护延迟区域动作值增大;且电力网络系统运行模式各种各样。所以,在继电保护整定计算中,很难确切地评价电源运行模式对分支系数产生的影响。

图1电力系统运行方式的选择

3继电保护整定计算方法存在的疑问及解决对策

3.1断相口开路电压计算

首先,通过运用双口网络H参数法,将震荡发电机分解为两个震荡群,随后用断相口与等效电势端口来将端口所取代。其次,通过运行网络等值法,将全非相电路中的两端口用作结点,并且将操控网络分解为无源的双端口网络,对相应的阻抗参数用补偿原理计算方法进行计算,随后将线路两端的互相与自由阻抗参数通过叠加原理进行计算得出,最后将此结果作为参考来对完成断相口开口电压的计算。

3.2减少重复断开同一线路的方法

计算机在计算继电保护整定值的时候,不能再按照之前的继电保护循环的方式来确定整定计算的先后顺序,而应该按照开断线路的循环来对继电保护整定计算的先后顺序进行调整,从而有效地减少出现多次重复开断同一段线路的现象。例如,当对图1中B到C的线路进行开断时,只要分别对A到B线路中保护1以及E到C线路中E侧的保护的整定值进行计算,就可以避免多次重复地对B到C线路进行开断。

3.3电力系统极端运行情况的计算

计算人员可在整定计算过程中假设某一条线路在电力系统中处于断开状态,并且对电力系统的整体结构存在影响,从而导致相邻的线路出现短路电流,进而自然会导致整定计算的结果受到一定程度的变化,由此可以准确的定位扰动区域的具体位置。此外,为了防止断开多次现象的发生,整定计算顺序可以根据开端线路的循环情况进行重新设定,从而有助于避免同一线路中多次断开现象的发生。

3.4励磁涌流

在变压器中,励磁涌流现象较为常见。其中,由于变压器在空投过程中,磁通在变压器内部铁芯中难以及时做出应对,从而导致非周期分量磁通的出现,导致铁芯内部处于饱和状态,从而使得励磁电流出现大幅增长,且最高可为额定电流的10多倍。

作为励磁涌流的主要特征形式,二次谐波会随着时间的延长而出现衰减,所以利用这个特点,可在电流快速断开保护装置整定计算过程中加入一段时间延时,以此来解决变压器在快速切换后所出现的励磁涌流问题。

结束语

随着社会经济的发展速度越来越快,人们对电力供应质量要求也越来越高,对电力资源的需求也越来越大。因此,保证电能量能够安全、稳定地供应给用户,对电力企业来说相当重要。而要确保电力系统安全、稳定地运行,就必须重视继电保护整定计算中存在的疑问,并且对其采取有效的解决措施,本文就继电保护整定的计算方法以及根据继电保护整定计算的特点,给出了提升继电保护整定计算准确度的解决措施,希望能对继电保护工作者有所帮助。

参考文献

[1]周艳华.试论继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策[J].通讯世界,2016(22):126-127.

论文作者:张军

论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期

论文发表时间:2019/1/3

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