導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇繼電保護(hù)的整定值，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：定值整定；計(jì)算管理；繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

配電系統(tǒng)主要是因?yàn)槿藶樵O(shè)備或者自然等方面的因素而形成的，因此當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障后，為了保證繼電保護(hù)裝置能夠快速地清除故障，就需要保證繼電系統(tǒng)的可靠性以及設(shè)備安全等。因此，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的地位，我們可以看出是十分重要的。

1、電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算的現(xiàn)狀分析

在電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行發(fā)展中，繼電保護(hù)整定計(jì)算是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作運(yùn)行的重要基礎(chǔ)保障，對(duì)于電網(wǎng)工作運(yùn)行以及建設(shè)發(fā)展有著非常重要的作用和影響。近年來(lái)，隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)裝置以及種類越來(lái)越復(fù)雜，進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算的工作量也越來(lái)越大，為了滿足電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算的相關(guān)需求，對(duì)于整定計(jì)算工作人員的專業(yè)化水平以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求也越來(lái)越高，而實(shí)際的電網(wǎng)建設(shè)中繼電保護(hù)整定計(jì)算主要依賴于人工手算，遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算的實(shí)際需求，針對(duì)這種情況，在電網(wǎng)建設(shè)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)不斷發(fā)展應(yīng)用基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)外對(duì)于電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算的研究也有了一定的新突破與新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，并在實(shí)際計(jì)算中得到應(yīng)用。

這一時(shí)期設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的繼電保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)主要由圖形建模以及故障計(jì)算、整定計(jì)算、數(shù)據(jù)管理等結(jié)構(gòu)模塊組成，在電網(wǎng)建設(shè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，很大程度上提升了電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算的自動(dòng)化水平，但仍然存在著較多的人工操作環(huán)節(jié)，為繼電保護(hù)整定計(jì)算的智能化研究與發(fā)展提供了很大的空間。

2、繼電保護(hù)整定計(jì)算概述

繼電保護(hù)是研究電力系統(tǒng)故障并提出反故障措施的一個(gè)過(guò)程，因其在維護(hù)過(guò)程中與繼電器有關(guān)，因而稱其為繼電保護(hù)。從其名詞解釋中可以看到繼電保護(hù)的重要性，因?yàn)槔^電保護(hù)關(guān)乎到能否在最短時(shí)間內(nèi)將故障帶來(lái)的破壞降到最低，從而達(dá)到維護(hù)供電設(shè)備與供電區(qū)域的用電安全與通達(dá)。然而繼電保護(hù)又與其定值計(jì)算有極大關(guān)系，因其對(duì)保持供電的穩(wěn)定和順暢有很大關(guān)系，所以加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算特點(diǎn)分析是我們務(wù)必進(jìn)行討論的課題。時(shí)代的發(fā)展讓全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)的工作日益復(fù)雜化，21世紀(jì)是一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)代，電力的發(fā)展也離不了高科技的數(shù)據(jù)平臺(tái)，有關(guān)繼電保護(hù)整定計(jì)算的相關(guān)軟件也不斷涌現(xiàn)，然而總的情況是各自為政，沒(méi)有一個(gè)共同的軟件，且其間利用的數(shù)據(jù)也不盡相同，這在一定程度上影響到了電力故障的及時(shí)維修。因而我們通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算特點(diǎn)的分析在某種程度上增進(jìn)了電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的可吸取之經(jīng)驗(yàn)。

3、定值整定計(jì)算管理其在繼電保護(hù)之中的應(yīng)用

3.1、電流速斷保護(hù)措施

我們?cè)谶M(jìn)行整定計(jì)算的時(shí)候，由于10kV的線路一般都是為了保護(hù)電流速斷最末級(jí)，因此定值計(jì)算就偏重于靈敏性，為了不改變用戶變電站的線路，我們需要選擇性靠重合閘來(lái)保證。進(jìn)而在進(jìn)行實(shí)際計(jì)算的時(shí)候，需要我們按照保護(hù)安裝較近的線路最大的變壓器低壓側(cè)的故障進(jìn)行整定。因此，當(dāng)保護(hù)按照處變電站主變流保護(hù)為一般過(guò)流保護(hù)的時(shí)候，需要進(jìn)行電路速斷定值與主變過(guò)流定值相配合。特殊線路的處理：①線路很短，最小方式時(shí)無(wú)人保護(hù)區(qū)；下一級(jí)為重要的用戶變電站時(shí)，要將速斷保護(hù)改為時(shí)限速斷保護(hù)。動(dòng)作電流與下級(jí)保護(hù)速斷配合，此種情況出現(xiàn)在城區(qū)新建變電站或改造變電站的時(shí)候，我們建議保護(hù)配置用全面的微機(jī)進(jìn)行保護(hù)，這樣改變保護(hù)方式就相對(duì)容易。我們?cè)跓o(wú)法采用其它保護(hù)的情況下，可以依靠重合閘來(lái)保證選擇性。②當(dāng)保護(hù)安裝處于主變過(guò)流保護(hù)為復(fù)壓閉鎖過(guò)流或低壓閉鎖過(guò)流時(shí)，不能夠與主變過(guò)流配合。③當(dāng)線路較長(zhǎng)且相對(duì)規(guī)則的時(shí)候，線路上的用戶就會(huì)逐漸減小，我們就需要采用躲過(guò)線路末端的最大短路電流進(jìn)行整定，這時(shí)候可靠的系數(shù)則采取1.5-1.8。此種情況我們一般也只是能夠保證選擇性和靈敏性。④當(dāng)速斷的定值較小或者與負(fù)荷電流相差不大的時(shí)候，我們需要先驗(yàn)證速斷定值躲過(guò)勵(lì)磁涌流的能力，然后再往下繼續(xù)進(jìn)行。2.2過(guò)電流保護(hù)我們按照躲過(guò)線路上配變的勵(lì)磁涌流整定。變壓器的勵(lì)磁涌流一般是額定電流的6-8倍。因此，當(dāng)重合閘線路需要躲過(guò)勵(lì)磁涌流的時(shí)候。我們需要決定線路總勵(lì)磁涌流就會(huì)小于同容量的單臺(tái)變壓器的勵(lì)磁涌流。因此，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)際整定計(jì)算的時(shí)候，就會(huì)適當(dāng)降低勵(lì)磁涌流系數(shù)。

3.2、TA飽和

在10kV的配電線路中，因?yàn)樵谡麄€(gè)線路的各個(gè)位置的電流是不相等的，且在線路出口位置的電流一般也比較小和不固定的，且會(huì)隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式或者是規(guī)模的改變而改變，其電流最高可達(dá)到TA幾百倍的額定電流，這個(gè)時(shí)候TA飽和的現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)。此外，由于在短路電流當(dāng)中會(huì)含有大量的非周期分量，暫態(tài)的短路故障也會(huì)加速TA的飽和。如果10kV的配電線路出現(xiàn)暫態(tài)的短路故障時(shí)，因TA處于飽和狀態(tài)，二次側(cè)的感應(yīng)電流會(huì)很小，保護(hù)裝置就會(huì)因?yàn)槟芰坎蛔愣a(chǎn)生拒動(dòng)作的可能，不但延長(zhǎng)了故障的時(shí)間擴(kuò)大了事故范圍，甚至?xí)绊懻麄€(gè)配電線路的穩(wěn)定安全運(yùn)行，所以，TA飽和問(wèn)題是應(yīng)該引起重視的問(wèn)題，因?yàn)槠渥陨淼碾y于控制和事故易擴(kuò)大的特點(diǎn)。通常情況下對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決大致有以下兩種方法：一是在選擇繼電保護(hù)裝置特別是TA的時(shí)候，盡量不要選擇變化范圍較小的，TA飽和是必須要充分考慮到線路短路故障的，比如對(duì)于10kV的線路保護(hù)來(lái)說(shuō)，TA的選擇變化范圍應(yīng)不小于300/5。第二就是要盡量降低TA的二次負(fù)載阻抗，避免計(jì)量與保護(hù)共用TA，從而縮短TA的二次電纜長(zhǎng)度，也加大了二次電纜的截面，以防止TA飽和的問(wèn)題。

4、繼電保護(hù)整定計(jì)算中的重點(diǎn)與注意事項(xiàng)

我們已反復(fù)談到繼電保護(hù)整定計(jì)算對(duì)維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要性?？晌覀?nèi)砸紤]到一些突況下的繼電保護(hù)。

4.1、冬季，惡劣的天氣情況可能突然降臨

例如2008年的雪災(zāi)、冰災(zāi)造成了全國(guó)很大區(qū)域的用電困難。為此，我們要增強(qiáng)冰災(zāi)用電方面的預(yù)防意識(shí)。因冰災(zāi)期間的電網(wǎng)線路強(qiáng)弱電源變化無(wú)序，所以加強(qiáng)繼電保護(hù)定值的研究很有必要。這樣不僅能響應(yīng)國(guó)家節(jié)能方面的要求，也能為此電網(wǎng)運(yùn)行順暢。

4.2、既然繼電保護(hù)整定計(jì)算如此重要，因此要維持一個(gè)較穩(wěn)定的值就要加強(qiáng)繼電保護(hù)管理。要根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展與變化，及時(shí)修訂繼電保護(hù)的管理方案。同時(shí)也要加強(qiáng)繼電保護(hù)整定計(jì)算中的檔案資料記載，這樣有利于新舊整定值的替換，為以后的工作留下參考的依據(jù)。

4.3、任何一項(xiàng)活動(dòng)的開展都少不了各個(gè)部分的合作。繼電保護(hù)整定值的運(yùn)用中也少不了。例如在整定值的變更中，繼電保護(hù)整定人員，生技部門與調(diào)度部門要密切聯(lián)系和配合。再一個(gè)就是要在對(duì)定值更變時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的檢修力度，并要按照一定的程序來(lái)申請(qǐng)變更方案，在獲得大多數(shù)部門的認(rèn)可后再來(lái)開展后續(xù)工作。

5、結(jié)語(yǔ)

在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，繼電保護(hù)發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，而且繼電保護(hù)裝置工作過(guò)程中，繼電保護(hù)整定計(jì)算作為十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，整定計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性是確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以需要我們?cè)谌粘９ぷ髦屑訌?qiáng)繼電保護(hù)的整定計(jì)算，從而確保繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，確保電網(wǎng)能夠及時(shí)、穩(wěn)定的提供電能的供應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

[1]都健剛.繼電保護(hù)定值整定計(jì)算和管理中的自適應(yīng)技術(shù)[D].四川大學(xué),2003.

[2]鐘耀星.縣級(jí)電網(wǎng)繼電保護(hù)整定系統(tǒng)研制與應(yīng)用[D].南昌大學(xué),2013.

篇2

關(guān)鍵詞：三次諧波；定子接地保護(hù)、阻抗補(bǔ)償。

0 引言

小灣水電站位于瀾滄江中下游河段大理州南澗縣和臨滄市風(fēng)慶縣交界處，是“西電東送”的標(biāo)志性工程；總裝機(jī)容量420萬(wàn)千瓦（6×700MW）。

小灣發(fā)電機(jī)采用整數(shù)槽（q=4）波繞組（定子繞組節(jié)距為y1=13、y2=11），40極，定子槽數(shù)為480，每相8分支，每分支20個(gè)線圈。電站投產(chǎn)后，發(fā)電機(jī)線棒陸續(xù)出現(xiàn)電暈現(xiàn)象，阿爾斯通水電設(shè)備（中國(guó)）有限公司通過(guò)改進(jìn)發(fā)電機(jī)定子繞組接線方式對(duì)線棒進(jìn)行防暈處理。

發(fā)電機(jī)定子改接線不會(huì)改變發(fā)電機(jī)單相接地時(shí)的零序電壓分布規(guī)律，因此不會(huì)對(duì)利用零序電壓原理構(gòu)成的定子接地保護(hù)造成影響，但發(fā)電機(jī)定子改接線改變了定子對(duì)地分布電容，會(huì)影響三次諧波定子接地保護(hù)及注入式定子接地保護(hù)的整定值。

1 發(fā)電機(jī)定子改接線簡(jiǎn)介

小灣電廠發(fā)電機(jī)原繞組繞線方式中，所有繞組的走線方向都是相同的，這就造成相鄰的不同相別的線棒（定子端部每8根線棒）之間的電勢(shì)差逐漸從零（中性點(diǎn)端）變大到18kV（出口段），繼而造成定子繞組電場(chǎng)分布不均，局部電勢(shì)差過(guò)高，加重了電暈。為解決電暈問(wèn)題，小灣電廠對(duì)發(fā)電機(jī)定子進(jìn)行改接線，改變部分支路繞組的走線方向，使相鄰的不同相別繞組的走線方向相反，這樣就使得它們之間的電勢(shì)差始終保持在10.4kV左右，從而降低繞組間的局部電勢(shì)差、改善線棒間的電場(chǎng)分布，進(jìn)而減少、減弱電暈的發(fā)生[1]。

2 發(fā)電機(jī)定子改接線對(duì)三次諧波定子接地保護(hù)定值的影響

發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地保護(hù)是通過(guò)比較發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)的三次諧波電壓的比值，來(lái)判斷發(fā)電機(jī)是否滿足定子接地相關(guān)動(dòng)作條件，以達(dá)到檢測(cè)距中性點(diǎn)5%～15%范圍內(nèi)定子接地故障的目的。三次諧波定子接地保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為：U3T/U3N >K3wzd，式中： U3T、U3N為機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓值，K3wzd為三次諧波電壓比定值。機(jī)組在并網(wǎng)后，受變壓器對(duì)地容抗的影響，機(jī)端等值容抗會(huì)發(fā)生較大的變化，三次諧波電壓比值也會(huì)隨之變化，因此微機(jī)保護(hù)在機(jī)組并網(wǎng)前后各設(shè)置一個(gè)三次諧波電壓比值整定值，根據(jù)機(jī)組出口斷路器位置接點(diǎn)變化自動(dòng)切換。

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，正常運(yùn)行時(shí)機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓比值并不是一個(gè)固定的值，隨著機(jī)組有功負(fù)荷變化而變化。這是因?yàn)椋弘S著發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的改變，定子繞組各點(diǎn)溫升有差異，不同程度改變著定子繞組各點(diǎn)對(duì)地電導(dǎo)的大??；隨著發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的改變，發(fā)電機(jī)沿磁極表面各部位飽和程度不一致，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)是不均勻分布的，由此造成三次諧波電動(dòng)勢(shì)的不均勻；隨著發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的改變，升壓變壓器的鐵芯飽和程度不同，變壓器產(chǎn)生的三次諧波電動(dòng)勢(shì)也不同[3]。

發(fā)電機(jī)定子改接線后，改變了發(fā)電機(jī)定子繞組對(duì)地電容分布，將對(duì)機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓比值U3T/U3N造成影響，同時(shí)比值U3T/U3N又隨著機(jī)組有功負(fù)荷變化而變化。因此需要實(shí)際測(cè)量定子改接線后，機(jī)組不同運(yùn)行工況下機(jī)端和中性點(diǎn)三次諧波電壓比值的最大值，以此為依據(jù)對(duì)三次諧波電壓定子接地保護(hù)定值進(jìn)行整定。

小灣電廠1、2、3號(hào)機(jī)組定子改接線前后三次諧波現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)量可以看出，定子改接線后U3T/U3N的實(shí)測(cè)最大值比改接線前增大了，根據(jù)理論計(jì)算可以得出，發(fā)電機(jī)定子單相接地故障時(shí)：

（1）

（2）

U3T/U3N增大，則 就減小，所以小灣電站發(fā)電機(jī)定子改接線縮小了三次諧波定子接地保護(hù)的保護(hù)范圍。

3 發(fā)電機(jī)定子改接線對(duì)注入式接地保護(hù)定值的影響

3.1 注入式定子接地保護(hù)簡(jiǎn)介

小灣電廠發(fā)變組B套定子接地保護(hù)使用的是20Hz電源注入式保護(hù)，其原理是在發(fā)電機(jī)定子回路對(duì)地之間外加一個(gè)20Hz交流電源，保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為：RERE.SET}IG0ISAFE，即發(fā)電機(jī)定子繞組接地電阻小于接地電阻跳閘定值且流過(guò)發(fā)電機(jī)接地設(shè)備的零序電流大于安全接地電流定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作跳閘。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三相定子繞組對(duì)地是絕緣的，20Hz電源回路檢測(cè)到的定子繞組接地電阻很大。而發(fā)生定子接地故障時(shí)，20Hz電源回路將檢測(cè)到定子繞組的接地過(guò)渡電阻值，該值小于接地電阻跳閘定值，同時(shí)發(fā)電機(jī)接地設(shè)備將流過(guò)較大的零序電流，使保護(hù)滿足動(dòng)作條件跳閘。保護(hù)具體接線方式為：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器副邊接負(fù)載電阻，20Hz注入式電源疊加在負(fù)載電阻上，通過(guò)接地變壓器副邊耦合至一次側(cè)。

注入式接地保護(hù)的整定值主要有：接地電阻定值、安全接地電流定值、相角補(bǔ)償值、電阻補(bǔ)償值、電抗補(bǔ)償值、電阻折算系數(shù)、電壓回路監(jiān)視定值、電流回路監(jiān)視定值。

3.2 接地電阻定值

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)接地變壓器高阻接地，當(dāng)定子繞組發(fā)生單相接地故障時(shí)，其等效的基波零序回路電路如圖2所示。圖中，E為發(fā)電機(jī)相電壓；RE為故障點(diǎn)的接地過(guò)渡電阻；α為接地故障位置至中性點(diǎn)的匝數(shù)占定子繞組一相串聯(lián)總匝數(shù)的百分比；Rn為中性點(diǎn)接地電阻；Xc為三相定子繞組側(cè)系統(tǒng)對(duì)地總電容的容抗； U0為基波零序電壓；IE為流過(guò)故障點(diǎn)的基波零序電流。

考慮發(fā)生嚴(yán)重的機(jī)端接地故障，根據(jù)規(guī)程允許的接地故障電流值，通過(guò)等效電路求出接地過(guò)渡電阻值，此電阻值作為保護(hù)接地電阻報(bào)警值和調(diào)整值的整定依據(jù)。

根據(jù)等效電路可得出

（3）

式中RN為接地變壓器等效至發(fā)電機(jī)一次側(cè)的電阻值。

根據(jù)公式（3）可以計(jì)算出機(jī)端接地故障時(shí)在規(guī)定接地故障電流下的過(guò)渡電阻值。接地過(guò)渡電阻值由兩部分組成：可以看出第一部分是一個(gè)固定值（機(jī)端接地時(shí)α=1，IE取規(guī)程允許的接地故障電流值）；第二部分在定子改接線后變化很小，這是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)定子繞組對(duì)地總電容的容抗Xc比RN大得多，定子改接線后Xc發(fā)生了一定的變化，但Xc仍然比RN大得多，RN/（-jXc）的值變化很小。

綜上所述，定子改接線前后，機(jī)端接地故障時(shí)在規(guī)定接地故障電流下的過(guò)渡電阻計(jì)算值變化很小，所以注入式定子接地保護(hù)的接地電阻定值受發(fā)電機(jī)定子改接線的影響很小。

3.3 安全接地電流定值

發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)，機(jī)端金屬性接地，串接一電流表，發(fā)電機(jī)零起升壓，當(dāng)電流表顯示接地故障電流到達(dá)安全電流時(shí)，讀取保護(hù)裝置檢測(cè)到的流過(guò)接地變壓器電流IG0，作為安全接地電流的定值。這是比較準(zhǔn)確的安全接地電流的整定方法[7]。

如圖2在定子繞組對(duì)地總電容和接地變壓器構(gòu)成的并聯(lián)回路中，流經(jīng)接地變壓器的接地故障電流為：

（4）

由于發(fā)電機(jī)定子繞組對(duì)地總電容的容抗Xc比RN大得多，所以流經(jīng)接地變壓器的電流占發(fā)電機(jī)接地故障電流的很大一部分。發(fā)電機(jī)定子改接線雖然改變了定子繞組對(duì)地總電容的容抗Xc，但Xc仍比RN大得多，定子繞組對(duì)地總電容和接地變壓器構(gòu)成的并聯(lián)回路的總阻抗變化很小，流經(jīng)接地變壓器的接地故障電流的變化也很小，所以對(duì)安全接地電流定值不會(huì)有太大的影響。

3.4 相角補(bǔ)償值

發(fā)電機(jī)在正常絕緣情況下，注入電流表現(xiàn)為電容電流，注入電壓滯后注入電流90°，由于電壓、電流回路硬件檢測(cè)通道相位存在延遲差異，會(huì)使電壓、電流相位發(fā)生偏移。因此須查看正常狀態(tài)下保護(hù)裝置顯示的相角，然后通過(guò)修改相角補(bǔ)償值進(jìn)行相角補(bǔ)償，使補(bǔ)償后的相角為270°[8]。

發(fā)電機(jī)定子改接線后改變了定子繞組對(duì)地總電容容抗Xc的大小，但不會(huì)改變注入電流、電壓的相角關(guān)系，因此發(fā)電機(jī)定子改接線對(duì)注入式定子接地保護(hù)的相角補(bǔ)償值沒(méi)有影響。

3.5 電阻、電抗補(bǔ)償值

電阻補(bǔ)償值、電抗補(bǔ)償值的整定方法為：發(fā)電機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，接地變壓器高壓側(cè)對(duì)地短路，投入“補(bǔ)償試驗(yàn)狀態(tài)投入”控制字，讀取測(cè)量電阻二次值作為電阻補(bǔ)償值，讀取測(cè)量電抗二次值作為電抗補(bǔ)償值。經(jīng)補(bǔ)償后裝置測(cè)量的電阻值應(yīng)該接近為零[8]。

20Hz注入式電源的等效電路如圖3所示，圖中， 、是接地變壓器一次側(cè)繞組漏阻抗，R2、X2是接地變壓器二次側(cè)繞組漏阻抗，、是接地變壓器激磁阻抗，EZ是注入式電源電動(dòng)勢(shì)，各參數(shù)均為20Hz下折算到接地變壓器二次側(cè)的值?？梢钥闯?，接地變壓器高壓側(cè)對(duì)地短路時(shí)，所測(cè)量出來(lái)的電阻二次值、電抗二次值，實(shí)際上就是接地變壓器的電阻、電抗值，因此發(fā)電機(jī)定子改接線對(duì)注入式定子接地保護(hù)的電阻補(bǔ)償值、電抗補(bǔ)償值沒(méi)有影響。

3.6 電阻折算系數(shù)

理論上電阻折算系數(shù)，但實(shí)際的接地變壓器電壓變比nt、分壓器分壓比、中間電流互感器變比與設(shè)計(jì)值之間有偏差，因此需按現(xiàn)場(chǎng)模擬接地故障試驗(yàn)調(diào)整該系數(shù)。發(fā)電機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，中性點(diǎn)對(duì)地經(jīng)過(guò)電阻接地，將實(shí)際電阻值與裝置中測(cè)量的接地電阻值進(jìn)行比較，電阻折算系數(shù)，其中RE為實(shí)際接地故障電阻的阻值（一次值），為裝置測(cè)量到的接地電阻的二次值。調(diào)整折算系數(shù)后，裝置測(cè)量結(jié)果（一次值）應(yīng)與實(shí)際電阻阻值相對(duì)應(yīng)。由上述可見(jiàn)，電阻折算系數(shù)與電壓、電流回路變比有關(guān)，發(fā)電機(jī)定子改接線對(duì)注入式定子接地保護(hù)的電阻折算系數(shù)沒(méi)有影響。

3.7 電壓回路監(jiān)視定值

在發(fā)電機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)做金屬性短路試驗(yàn)，實(shí)測(cè)低頻零序電壓為，則電壓回路監(jiān)視定值，其中Krel為可靠系數(shù)，取0.4～0.6。根據(jù)T型等效電路圖（圖3）可以看出，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)金屬性短路時(shí)，其實(shí)測(cè)低頻零序電壓的大小與定子繞組對(duì)地總電容的容抗Xc無(wú)關(guān)，因此發(fā)電機(jī)定子改接線對(duì)注入式定子接地保護(hù)的電壓回路監(jiān)視定值沒(méi)有影響。

3.8 電流回路監(jiān)視定值

在發(fā)電機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，無(wú)接地故障時(shí)，保護(hù)裝置實(shí)測(cè)低頻零序電流為IG0.min，則電流回路監(jiān)視定值，其中Krel為可靠系數(shù)，取0.4～0.6。

無(wú)故障時(shí)保護(hù)裝置檢測(cè)到的低頻零序電流主要為發(fā)電機(jī)對(duì)地低頻電容電流，其大小與定子繞組對(duì)地總電容的容抗Xc有很大關(guān)系，因此發(fā)電機(jī)定子改接線對(duì)注入式定子接地保護(hù)的電流回路監(jiān)視定值有較大影響。

3.9 注入式定子接地保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況

小灣電廠1、2、3號(hào)機(jī)組定子改接線前后注入式定子接地保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)整定數(shù)據(jù)如下表。

從表中數(shù)據(jù)可以看出，小灣電站發(fā)電機(jī)定子改接線前后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法整定的注入式定子接地保護(hù)的相角補(bǔ)償值、電阻補(bǔ)償值、電抗補(bǔ)償值、電阻折算系數(shù)、電壓回路監(jiān)視定值變化很小，只有電流回路監(jiān)視定值發(fā)生了比較明顯的變化。

篇3

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)； 安全運(yùn)行； 改進(jìn)措施

繼電保護(hù)試驗(yàn)的宗旨就是檢測(cè)繼電保護(hù)設(shè)備質(zhì)量，從各種技術(shù)參數(shù)中判斷保護(hù)的好壞，達(dá)到保證設(shè)備正常工作之目的。因此，對(duì)繼電保護(hù)試驗(yàn)中發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，制定改進(jìn)預(yù)防措施，對(duì)于工程實(shí)踐，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1繼電保護(hù)的基本要求

當(dāng)電力系統(tǒng)中，如果本身發(fā)生故障或不安全運(yùn)行時(shí)，且有可能危及電力系統(tǒng)安全的情況下，能夠自動(dòng)向相關(guān)工作人員發(fā)出信號(hào)，或者通過(guò)控制裝置設(shè)備發(fā)出跳閘命令，切斷或終止引起這一事件的設(shè)備，通稱為繼電保護(hù)裝置。

1.1 基本結(jié)構(gòu)

繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的模擬量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，也有其他的開關(guān)量。大多數(shù)情況下，繼電保護(hù)裝置分為四大模塊，如圖所示：測(cè)量單元、定值設(shè)定單元、邏輯處理單元、執(zhí)行單元。

1.2 基本功能

繼電保護(hù)設(shè)備作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，在大量的工作實(shí)踐中，要求繼電保護(hù)設(shè)備具有以下基本功能：

（1）保護(hù)。當(dāng)被保護(hù)的電力元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地向最有效的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)系統(tǒng)的影響，降低對(duì)系統(tǒng)安全供電的影響。

（2）調(diào)整。在電氣設(shè)備的不正常工況時(shí)，能夠根據(jù)具體的工作情況及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員進(jìn)行處理。通常，在一定的范圍內(nèi)，是由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，一旦發(fā)生重大偏差時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)主動(dòng)將事故的電氣設(shè)備予以切除。

1.3基本要求

由于繼電保護(hù)的重要性，其裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。

可靠性是指保護(hù)應(yīng)當(dāng)能夠可靠動(dòng)作。這是最根本的要求。選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。為保證對(duì)相鄰設(shè)備和線路，裝置的靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間，在一般情況下應(yīng)相互配合。靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，保證能夠有效切除故障，在繼電保護(hù)中，對(duì)選擇性和靈敏性的確定，通過(guò)繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。這也是繼電保護(hù)裝置安裝與調(diào)試的重要內(nèi)容。速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。

2 繼電保護(hù)裝置故障異常動(dòng)作原因類型統(tǒng)計(jì)分析

綜合某電建公司繼電保護(hù)班的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在多個(gè)110KV變電站試運(yùn)期間，裝置共動(dòng)作182 次。繼電保護(hù)裝置異常動(dòng)作原因類型統(tǒng)計(jì)如表1 所示。

表1 繼電保護(hù)裝置故障異常動(dòng)作原因類型統(tǒng)計(jì)

注：其它類型故障導(dǎo)致繼電保護(hù)動(dòng)作的原因主要是指直流接地、直流保險(xiǎn)熔斷、直流回路串入交流信號(hào)、電壓抽取不正常、一次設(shè)備等引起的保護(hù)裝置異常動(dòng)作。

從表1 統(tǒng)計(jì)的數(shù)字來(lái)看，占前五位的異常動(dòng)作原因分別是定值整定問(wèn)題、接線問(wèn)題、瞬時(shí)缺陷，分別占故障總次數(shù)的35.3%、17.6% 、13.2%?！岸ㄖ嫡▎?wèn)題”原因造成繼電保護(hù)裝置異常動(dòng)作占首位（35.3%）。定值整定問(wèn)題系指對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備整定得不合理，造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或者拒動(dòng)。而接線問(wèn)題也占有較大份額，說(shuō)明這類故障也要引起工作人員足夠的重視。

3 問(wèn)題分析

3.1 繼電保護(hù)定值整定

針對(duì)繼電保護(hù)裝置異常動(dòng)作原因的微機(jī)保護(hù)大量使用后，整定試驗(yàn)不應(yīng)該再作為檢驗(yàn)工作的重點(diǎn)，雖然現(xiàn)在的檢驗(yàn)規(guī)程，包括針對(duì)微機(jī)保護(hù)的檢驗(yàn)規(guī)程，對(duì)定值試驗(yàn)仍保留了較大篇幅。從近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的定值整定方面的問(wèn)題看，主要集中在控制字整定、臨時(shí)定值整定及應(yīng)用、綜自站改定值等方面，問(wèn)題的發(fā)生基本上都與人員技術(shù)水平和責(zé)任心相關(guān)，而不是保護(hù)裝置本身的定值錯(cuò)誤。

3.2 回路檢查試驗(yàn)

接線問(wèn)題造成的故障，作為專業(yè)人員，應(yīng)當(dāng)根據(jù)二次回路的特點(diǎn)，按照檢驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定及具體工程的實(shí)際，進(jìn)行必要項(xiàng)目的檢查，因?yàn)槎位芈飞婕罢麄€(gè)變電站，較保護(hù)裝置影響范圍更廣，這是形成了當(dāng)前安裝檢驗(yàn)的重點(diǎn)。

4 改進(jìn)預(yù)防措施

4.1 單體調(diào)試前

在施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行繼電保護(hù)定值整定時(shí)，首先要進(jìn)行技術(shù)交底，按照作業(yè)指導(dǎo)書的方法與程序進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。對(duì)于安裝工作完工后，調(diào)試工作開始前，應(yīng)檢查安裝人員是否按要求將應(yīng)斷開的連接片斷開，著重檢查連跳其它斷路器的連接片、啟動(dòng)失靈保護(hù)連接片、遠(yuǎn)跳回路連接片，聯(lián)切小電源連接片、跳合本間隔的連接片等：檢查應(yīng)斷開的交直流電源空氣開關(guān)是否已斷開。

工作開始前根據(jù)圖紙擬訂好二次回路安全措施單.對(duì)于所有連跳回路、遠(yuǎn)傳啟動(dòng)對(duì)側(cè)回路、失靈回路、跳合本間隔等重要回路在解脫和恢復(fù)安全措施前應(yīng)將上下相臨的端子用絕緣膠布封好。對(duì)于交流電壓回路也應(yīng)采用相同的方法做好安全措施，以防將試驗(yàn)設(shè)備所加電壓加入交流電壓回路。

如果檢修的設(shè)備電流回路接入母線保護(hù)裝置，應(yīng)在母線保護(hù)屏內(nèi)將該電流回路端子連接片斷開。

4.2 整組試驗(yàn)

整組試驗(yàn)時(shí)要采用動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行。在試驗(yàn)開始前應(yīng)打印一份定值與正式定值核對(duì)，定值單上沒(méi)有的定值應(yīng)認(rèn)真記錄，裝置內(nèi)調(diào)整的系數(shù)，將裝置插件拔出檢查并記錄。試驗(yàn)時(shí)定值要按運(yùn)行定值擺放。在試驗(yàn)過(guò)程中如有疑問(wèn)應(yīng)仔細(xì)檢查，不能讓輕易放過(guò)任何細(xì)小的問(wèn)題。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)按定值的1.05倍與0.95倍來(lái)檢查裝置，應(yīng)該動(dòng)作的必須動(dòng)，不該動(dòng)作的必須不動(dòng)。動(dòng)作的時(shí)間應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)備采集并分析是否正確。如果設(shè)備可以打印故障波形的要將波形打印出來(lái)分析。

帶有方向的保護(hù)必須做正、反方向試驗(yàn)，結(jié)合TA的一次及二次極性接法，并對(duì)照保護(hù)定值驗(yàn)證保護(hù)的方向性是否正確。保護(hù)裝置相關(guān)韻閉鎖條件必須一一模擬檢驗(yàn)其閉鎖功能是否正常。對(duì)于定值投入的信號(hào)均要逐一檢驗(yàn)，如過(guò)負(fù)荷閉鎖有載調(diào)壓、TA斷線等。

篇4

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù);整定計(jì)算;運(yùn)行維護(hù)

前言

眾所周知，繼電保護(hù)是電網(wǎng)不可分割的一部分，它的作用是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速地有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)的其余部分快速恢復(fù)正常運(yùn)行;當(dāng)發(fā)生不正常工作情況時(shí)，迅速地、有選擇地發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并由此進(jìn)行人工調(diào)整或觸發(fā)自動(dòng)裝置的調(diào)整策略。文章主要就繼電保護(hù)整定計(jì)算運(yùn)行維護(hù)措施進(jìn)行探析。

1 繼電保護(hù)整定計(jì)算

1.1 繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)及步驟

繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)：就是要對(duì)系統(tǒng)裝設(shè)的各種繼電保護(hù)裝置進(jìn)行整定計(jì)算并給出整定值。任務(wù)的實(shí)施需要對(duì)電力系統(tǒng)中的各種繼電保護(hù)，編制出一個(gè)整體的整定方案。整定方案通常按兩種方法確定，一種是按電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)或設(shè)備來(lái)編制，另一種按繼電保護(hù)的功能劃分方案來(lái)編制。因?yàn)楦鞣N保護(hù)裝置適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行變化的能力都是有限的，所以繼電保護(hù)整定方案也不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的變化，當(dāng)其超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時(shí)，就需要對(duì)全部或部分保護(hù)定值重新進(jìn)行整定，以滿足新的運(yùn)行需要。如何獲得一個(gè)最佳的整定方案，要考慮到繼電保護(hù)的快速性、可靠性、靈敏性、選擇性之間求得妥協(xié)和平衡。因此，整定計(jì)算要綜合、辨證、統(tǒng)一的運(yùn)用。

1.2 進(jìn)行整定計(jì)算的步驟大致如下

（1）按繼電保護(hù)功能分類擬定短路計(jì)算的運(yùn)行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計(jì)算條件。

（2）進(jìn)行短路故障計(jì)算。

（3）按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，如按距離保護(hù)或按零序電流保護(hù)分別進(jìn)行整定計(jì)算，選取出整定值，并做出定值圖。

（4）對(duì)整定結(jié)果進(jìn)行比較，重復(fù)修改，選出最佳方案。最后歸納出存在的問(wèn)題，并提出運(yùn)行要求。

（5）畫出定稿的定值圖，并編寫整定方案說(shuō)明書。

2 加強(qiáng)繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)的相關(guān)措施

2.1 優(yōu)化繼電保護(hù)原則

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)要將系統(tǒng)安全作為繼電發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)繼電保護(hù)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行質(zhì)量。在對(duì)系統(tǒng)安全原則、宏觀規(guī)劃原則進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中要對(duì)電力系統(tǒng)目標(biāo)進(jìn)行明確，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分層落實(shí)、逐層安排，實(shí)現(xiàn)管理環(huán)節(jié)一體化。繼電人員要對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢修，對(duì)監(jiān)控工作、繼電保護(hù)周期等進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，要對(duì)電力系統(tǒng)全過(guò)程形成完善的繼電保護(hù)內(nèi)部操作。

2.2 繼電運(yùn)行維護(hù)的具體內(nèi)容

繼電保護(hù)裝置要對(duì)可能出現(xiàn)的異常狀況進(jìn)行分析，對(duì)繼電保護(hù)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，降低繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)問(wèn)題的發(fā)生率。要對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行上報(bào)，提高主管部門對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的了解程度。

相關(guān)人員要對(duì)檢修內(nèi)容進(jìn)行明確，對(duì)檢修操作進(jìn)行合理安排。要積極與負(fù)責(zé)人進(jìn)行協(xié)商，嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢修中的分合開關(guān)操作、二次接線操作，降低可能出現(xiàn)的意外狀況。

保護(hù)動(dòng)作是繼電保護(hù)的重要部分。在進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中要將保護(hù)工作信號(hào)作為保護(hù)的基本點(diǎn)，對(duì)保護(hù)故障發(fā)生原因、發(fā)生狀況、處理操作內(nèi)容進(jìn)行記錄，為后續(xù)設(shè)備運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

繼電保護(hù)裝置的操作權(quán)限應(yīng)有非常嚴(yán)格的把關(guān)，相關(guān)人員需要完全了解設(shè)備運(yùn)行工況及部門允許的情況下才能對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸、重置等操作，防止繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)異常造成無(wú)法實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)安全可靠運(yùn)行要求。

2.3 繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)優(yōu)化方案

繼電保護(hù)技術(shù)能夠完成對(duì)數(shù)據(jù)的迅速處理，實(shí)現(xiàn)智能處理和人機(jī)互動(dòng)，改善人機(jī)互動(dòng)質(zhì)量及從本質(zhì)上提高運(yùn)行設(shè)備的可靠性。在進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中相關(guān)人員要對(duì)保護(hù)基礎(chǔ)、日常維護(hù)、人員技術(shù)等進(jìn)行提升，提高運(yùn)行維護(hù)水平。

（1）加大繼電保護(hù)投入。在進(jìn)行繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)的過(guò)程中，單位企業(yè)要首先對(duì)繼電保護(hù)投入進(jìn)行加大，增強(qiáng)保護(hù)基礎(chǔ)和保障質(zhì)量。隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善和提高信息技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到繼電保護(hù)過(guò)程中。通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備、材料、通道等的提升，可以有效提高繼電保護(hù)技術(shù)數(shù)據(jù)處理效果，滿足繼電保護(hù)裝置對(duì)大容量故障信息的貯存要求。單位企業(yè)要對(duì)設(shè)備資源進(jìn)行合理引進(jìn)，加大資金控制力度和資金投入力度增強(qiáng)投運(yùn)后的維護(hù)效果。

（2）加強(qiáng)繼電保護(hù)日常維護(hù)。單位企業(yè)要建立完善的日常維護(hù)體系，擴(kuò)大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)范圍及內(nèi)容，對(duì)日常運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)日常維護(hù)運(yùn)行的完善和提升。要對(duì)可能出現(xiàn)的故障及時(shí)進(jìn)行預(yù)防和處理，對(duì)出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和制動(dòng)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。要對(duì)運(yùn)行質(zhì)量的控制力度進(jìn)行強(qiáng)化，對(duì)自身的故障處理能力進(jìn)行提升。除此之外，部門之間還要對(duì)日常維護(hù)操作進(jìn)行合理安排，對(duì)日常維護(hù)人員進(jìn)行合理分配，明確增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)效果。通過(guò)部門之間的層層落實(shí)、層層監(jiān)督，為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)正常運(yùn)行建立良好的外部環(huán)境，增強(qiáng)運(yùn)行質(zhì)量和效果。

（3）增強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)人員技能素質(zhì)。運(yùn)行維護(hù)人員的素質(zhì)和技術(shù)直接關(guān)系到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量，是保護(hù)操作的軟基礎(chǔ)。因此單位企業(yè)要對(duì)自身的運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行全面教育，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)人員的維護(hù)技術(shù)和維護(hù)意識(shí)進(jìn)行提升，提高檢修效果和檢修質(zhì)量。要對(duì)人員的技術(shù)效果進(jìn)行考核，確保人員完全符合運(yùn)行要求后方可進(jìn)行上崗操作。單位企業(yè)要定期對(duì)人員技術(shù)理論進(jìn)行提升，加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)知識(shí)及更新維護(hù)設(shè)備的宣傳，提高人員對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)知識(shí)的了解和認(rèn)識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上可知，繼電保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)已經(jīng)給電力系統(tǒng)保護(hù)帶了巨大的便利，提升了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定與效率。上文主要就繼電保護(hù)整定計(jì)算的任務(wù)、步驟及計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析，且提出來(lái)一系列繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)的建議?？偠灾?，在未來(lái)的電力事業(yè)發(fā)展中，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)勢(shì)必會(huì)更加復(fù)雜，人們對(duì)電力的供應(yīng)質(zhì)量也將提出更高要求，繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用地位也將更加突出。因此我們必須不斷的提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)水平，使其為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行做出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件；通用性；實(shí)用性；研究

前言：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷的擴(kuò)大和繼電保護(hù)技術(shù)不斷的提高，使得繼電保護(hù)整定計(jì)算工作的復(fù)雜度和工作量加大。為此，通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件的通用性和實(shí)用性開展有效地研究，建立起完善的繼電保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)，不僅可以滿足繼電保護(hù)整定計(jì)算人員的工作需要，而且可以提高工作效率和促進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)將有效提升電力企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平。

一、繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件的通用性研究

具備通用性的繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件要實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的現(xiàn)代化管理，需要解決以下幾方面的問(wèn)題：首先，電力企業(yè)用戶可以根據(jù)自身需要，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和范圍進(jìn)行確定；其次，整定計(jì)算軟件必須可以精確計(jì)算和管理多樣化的數(shù)據(jù)，為繼電保護(hù)整定計(jì)算人員提供更多的參考；最后，繼電保護(hù)整定計(jì)算人員進(jìn)行計(jì)算繼電保護(hù)定值時(shí)，必須要嚴(yán)格按照規(guī)章制度的要求和電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際情況而進(jìn)行。通用性的整定計(jì)算程序?qū)收戏治瞿K有著較高的要求，既要具有完善的故障分析功能，又要具備控制操作的能力。

1.通用性的數(shù)據(jù)類型

具有通用性的繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件，需要對(duì)電力通用數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化與其他廠家的整定計(jì)算軟件進(jìn)行對(duì)接，首先需要國(guó)家電力行業(yè)整合現(xiàn)有的資源，規(guī)定統(tǒng)一的的數(shù)據(jù)類型格式，一般情況下，具有以下四種類型的數(shù)據(jù)：第一，電網(wǎng)一次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，例如：電力運(yùn)行中的線路、電力設(shè)備的參數(shù)等；第二，配合定值數(shù)據(jù)，電力運(yùn)行中，各條線路的配置都具有固定的定值和時(shí)間等；第三，繼電保護(hù)工作中的各種配置數(shù)據(jù)以及繼電保護(hù)裝置中的各類定值數(shù)據(jù)；第四，電力系統(tǒng)中，各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的特性描述數(shù)據(jù)。

2.實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件通用性的關(guān)鍵

繼電保護(hù)工作中，要想實(shí)現(xiàn)整定計(jì)算軟件的通用性，關(guān)鍵在于制定一種擁有計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的，具備數(shù)據(jù)訪問(wèn)、故障計(jì)算和分析、圖形化計(jì)算等功能的，可以將象形運(yùn)算化簡(jiǎn)成為最簡(jiǎn)單的指令的算法。一般情況下，繼電保護(hù)裝置中的整定計(jì)算具有不確定性，例如：電力運(yùn)行方式的變化范圍、配置裝置、數(shù)據(jù)測(cè)量的原理、定值項(xiàng)的計(jì)算等，其計(jì)算方法較多。即便如此，確定繼電保護(hù)的定值計(jì)算，仍然具有一定的規(guī)律，即遵循繼電保護(hù)中最基本的整定配合原則。由此可見(jiàn)，制定一種滿足繼電保護(hù)工作的算法發(fā)揮著重要作用。但是，尤為重要的是：其一，算法中計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言需要具有較多的支持功能；其二，計(jì)算機(jī)應(yīng)該提供具有共性的算法，以避免工作人員在工作中浪費(fèi)不必要的時(shí)間和增加不必要的工作量。

二、繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件的實(shí)用性研究

繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件的計(jì)算程序，不僅具有通用性，而且具有實(shí)用性，因而在電力企業(yè)的電力系統(tǒng)中，更應(yīng)該解決以下幾方面的問(wèn)題。

1.整定計(jì)算軟件需要具備較強(qiáng)的工作能力

繼電保護(hù)的整定計(jì)算工作尤其復(fù)雜，而計(jì)算的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須謹(jǐn)慎，如有絲毫的馬虎，則會(huì)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件的實(shí)用性有著較大的影響。一般情況下，整定計(jì)算程序中包括一次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集、管理、再處理環(huán)節(jié)、故障計(jì)算分析的環(huán)節(jié)、配合計(jì)算環(huán)節(jié)、管理保護(hù)裝置配置數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)、定值項(xiàng)計(jì)算、管理、傳送環(huán)節(jié)等。在整定計(jì)算工作中，任意一個(gè)環(huán)節(jié)都是必不可少的，每一個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算結(jié)果對(duì)下一個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算有著較大的影響，由此，如果在繼電保護(hù)工作中進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，缺少任意環(huán)節(jié)或者只選用一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)繼電保護(hù)計(jì)算工作有著極大的影響。

2.保證繼電數(shù)據(jù)的安全性

繼電保護(hù)的整定計(jì)算工作中，面臨著大量不同類型的數(shù)據(jù)，有的數(shù)據(jù)之間有著緊密的聯(lián)系，而有的數(shù)據(jù)之間聯(lián)系不夠直接，由此，需要在進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算中，保障計(jì)算數(shù)據(jù)的一致性、安全性、繼承性。例如：一次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、保護(hù)裝置和配置的數(shù)據(jù)、定值數(shù)據(jù)等，各種數(shù)據(jù)間有著不同程度的聯(lián)系，然而，隨著我國(guó)電網(wǎng)的不斷深入發(fā)展，繼電保護(hù)會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越多的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)種類，并且其數(shù)據(jù)具有動(dòng)態(tài)性。為此，數(shù)據(jù)的安全性是必須要保證的，以更好為繼電保護(hù)工作人員提供有效參考；保證數(shù)據(jù)的一致性，可以有效避免工作人員在工作中出現(xiàn)較大的偏差；保證數(shù)據(jù)的繼承性是針對(duì)于流動(dòng)的數(shù)據(jù)，既可以使數(shù)據(jù)為整定計(jì)算工作提供有效參考，又可以使數(shù)據(jù)具有一定的時(shí)效性。

3.營(yíng)造一個(gè)良好的用戶操作環(huán)境

繼電保護(hù)的整定計(jì)算程序由多個(gè)模塊構(gòu)成，因而在整定計(jì)算程序運(yùn)行中，應(yīng)該注重各模塊間的協(xié)調(diào)性，增強(qiáng)程序的整體感，為用戶提供更大的方便。要想為用戶提供一個(gè)良好的操作環(huán)境，首先，需要相關(guān)人員在主界面上設(shè)置可以調(diào)動(dòng)其它模塊的功能，使用戶可以通過(guò)輕松操作即可鏈接到需要操作的界面中，盡可能的采用內(nèi)嵌模塊方式；其次，將各個(gè)界面的操作、風(fēng)格等進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)整體感；最后，盡可能采用圖形界面，使用戶界面表現(xiàn)的更加清晰和直觀。

4.考慮電力運(yùn)行環(huán)境的要求和問(wèn)題

首先，考慮電力運(yùn)行環(huán)境的要求，例如：對(duì)操作系統(tǒng)的要求，如何使操作系統(tǒng)發(fā)揮著最大的效果，為用戶提供更大便利和獲取用戶的青睞。其次，考慮電力運(yùn)行環(huán)境的可維護(hù)性問(wèn)題，例如：隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的程序需要不斷升級(jí)以適應(yīng)電力發(fā)展的需要，保證電力運(yùn)行環(huán)境的可維護(hù)性，有利于電網(wǎng)的發(fā)展。最后，考慮電力運(yùn)行環(huán)境的個(gè)性化問(wèn)題，用戶可以根據(jù)自身風(fēng)格對(duì)界面進(jìn)行字體、顏色等方面的設(shè)置。

三、建立和完善繼電保護(hù)的管理系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)的整定計(jì)算軟件實(shí)用性和通用性進(jìn)行了有效分析，為建立起完善繼電保護(hù)的管理系統(tǒng)提出了一些要求和方向。該系統(tǒng)應(yīng)以整定計(jì)算支持平臺(tái)為基礎(chǔ)，以管理通用數(shù)據(jù)為中心，結(jié)合數(shù)據(jù)的各個(gè)處理模塊，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的故障計(jì)算分析和故障計(jì)算分析控制等。繼電保護(hù)的管理系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成，各個(gè)模塊在電力運(yùn)行中發(fā)揮著不同的作用，既方便于繼電保護(hù)工作人員的工作，又提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

四、結(jié)論

繼電保護(hù)工作在電力企業(yè)中發(fā)揮著重要作用，對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件進(jìn)行實(shí)用性和通用性的研究有著重要意義，既提高繼電保護(hù)工作人員的工作效率，又促進(jìn)電網(wǎng)安全運(yùn)行，還可以通過(guò)研究以建立和完善繼電保護(hù)的管理系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]鄧豐強(qiáng)，呂飛鵬，張向亮，趙美琳，張新峰，肖飛.面向?qū)ο蟮碾娋W(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算管理系統(tǒng)[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，04（12）：56-60.

篇6

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)裝置：仿真系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)保護(hù)通用模型來(lái)實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)裝置的功能。設(shè)立保護(hù)總的故障入口，另外把保護(hù)分為4大模塊，分別是線路、變壓器、母線和發(fā)電機(jī)，每一種模塊中包含了一些具體的保護(hù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)各自的功能。本文通過(guò)了解繼電保護(hù)仿真系統(tǒng)的分類及組成對(duì)事故中繼電保護(hù)裝置動(dòng)作行為和線路保護(hù)及其仿真原理進(jìn)行分析。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)仿真技術(shù)的分類

1．1 數(shù)?；旌戏抡婕夹g(shù)

電網(wǎng)重要的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備采用數(shù)學(xué)模擬方法，重要的變壓器、線路元件和直流輸電系統(tǒng)采用物理模擬方法，其他電網(wǎng)元件及特性采用全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)模擬，通過(guò)功率連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真與物理仿真裝置的連接，從而構(gòu)成兼有物理和數(shù)字模擬技術(shù)特點(diǎn)，并且能夠突破模擬規(guī)模限制為特征的實(shí)時(shí)電力系統(tǒng)數(shù)模混合仿真模擬。該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)突破的重要依托之一，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)關(guān)鍵仿真模擬功能的重要試驗(yàn)驗(yàn)證手段之一。

1．2 動(dòng)態(tài)模擬仿真技術(shù)

具有多年的動(dòng)態(tài)模擬仿真技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)l000 kV及以下交流系統(tǒng)，800 kV直流輸電系統(tǒng)及交直流混合輸電系統(tǒng)、變壓器、并聯(lián)電抗器、固定及可控串補(bǔ)、數(shù)字式電壓、電流互感器等的動(dòng)態(tài)模擬?？砷_展繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的試驗(yàn)研究；保護(hù)控制裝置與通道的聯(lián)合測(cè)試；負(fù)荷模型、發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)的試驗(yàn)研究：可控電抗器、靜止無(wú)功補(bǔ)償、故障限流器等新型設(shè)備的性能及對(duì)系統(tǒng)影響的試驗(yàn)研究。

1．3 建模技術(shù)

采用統(tǒng)計(jì)綜合法、總體辨測(cè)法、故障擬合法等技術(shù)，開展負(fù)荷模型建模研究及SLM 綜合負(fù)荷模型適應(yīng)性研究；結(jié)合機(jī)組勵(lì)磁及PSS參數(shù)實(shí)測(cè)、調(diào)速系統(tǒng)實(shí)測(cè)技術(shù)研究工作，進(jìn)行大電網(wǎng)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真建模及校核技術(shù)研究。

2 事故中繼電保護(hù)裝置動(dòng)作行為的分析

如果在電網(wǎng)故障中，保護(hù)裝置有不正確動(dòng)作行為，要根據(jù)當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行方式，在尋找到的故障點(diǎn)處模擬相同的故障類型，來(lái)計(jì)算相關(guān)變電站和發(fā)電廠的電壓、電流及阻抗等值，觀察保護(hù)的動(dòng)作情況，分析故障中的保護(hù)裝置的動(dòng)作行為。并與錄波結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行核實(shí)，以保證與當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況相符，從而驗(yàn)證了保護(hù)裝置動(dòng)作的正確與否。利用仿真程序分析電網(wǎng)事故，可以大大提高工作效率和工作質(zhì)量，為繼電保護(hù)工作提供了先進(jìn)的管理手段。

在電網(wǎng)運(yùn)行中，會(huì)出現(xiàn)很多難以預(yù)料的運(yùn)行方式，這些運(yùn)行方式在保護(hù)整定計(jì)算中，是沒(méi)有考慮的，也是無(wú)法預(yù)料的。利用繼電保護(hù)仿真程序，可以很方便地校驗(yàn)臨時(shí)方式各種保護(hù)的靈敏度，對(duì)緊急情況或電網(wǎng)事故作出正確的處理。

3 繼電保護(hù)仿真系統(tǒng)的組成

繼電保護(hù)仿真程序就是利用計(jì)算機(jī)程序模擬電力系統(tǒng)各種故障，用故障量來(lái)檢測(cè)保護(hù)的動(dòng)作行為，并能輸出各站的保護(hù)動(dòng)作情況。其主要由程序和數(shù)據(jù)庫(kù)2部分組成。

3．1 數(shù)據(jù)庫(kù)

(1)電網(wǎng)一次系統(tǒng)圖。包括所有整定范圍的一次電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖，應(yīng)標(biāo)有斷路器狀態(tài)，斷路器在斷開位置和合閘位置應(yīng)有明顯區(qū)別，以提醒計(jì)算人員有關(guān)保護(hù)動(dòng)作跳閘情況。

(2)繼電保護(hù)定值庫(kù)。1)元件參數(shù)：電網(wǎng)元件參數(shù)數(shù)據(jù)是用來(lái)模擬故障計(jì)算時(shí)的依據(jù)，必須是電網(wǎng)運(yùn)行元件的實(shí)測(cè)參數(shù)。2)繼電保護(hù)定值庫(kù)：與在電網(wǎng)中運(yùn)行的實(shí)際定值一致，包括各種保護(hù)的定值。

3．2 程序部分

程序主要包括以下幾個(gè)部分：模擬故障計(jì)算、保護(hù)動(dòng)作行為的判斷和報(bào)告輸出等。

(1)模擬故障計(jì)算程序：模擬故障計(jì)算程序是仿真系統(tǒng)的核心，它應(yīng)能模擬各種故障類型，并對(duì)各廠、變每條線的保護(hù)的各種測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，如相電壓、相電流、相問(wèn)阻抗、接地阻抗、零序電流、負(fù)序電流等。(2)輸出報(bào)告：比較完畢后，輸出保護(hù)動(dòng)作情況報(bào)告，并在電網(wǎng)一次結(jié)線圖上標(biāo)明保護(hù)動(dòng)作情況。

4 線路保護(hù)及其仿真

4．1 線路保護(hù)配置原理

110 kV及以下中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)，主要采用過(guò)電流保護(hù)，某些情況下采用距離保護(hù)，甚至是高頻保護(hù)，并列運(yùn)行的平行線路采用橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，以階段式電流保護(hù)作為后備保護(hù)。110--220 kV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，通常采用距離保護(hù)作為主保護(hù)，階段式或反時(shí)限零序電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)作為后備保護(hù)，有些110kV線路也裝設(shè)l套全線速動(dòng)保護(hù)。220kV線路通常裝設(shè)2套全線速動(dòng)保護(hù)，采用接地距離保護(hù)、階段式或反時(shí)限零序電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)等作為后備保護(hù)。

4．2 管理功能

4．2．1 定值單的自動(dòng)生成功能

當(dāng)完成系統(tǒng)整定配合后，進(jìn)入定值單生成模塊。程序可根據(jù)保護(hù)裝置類型自動(dòng)提供一種裝置定值單的模板，定值項(xiàng)的值自動(dòng)取自整定出的定值。定值單可以修改、保存。

4．2．2 計(jì)算書自動(dòng)生成功能

定值整定的整個(gè)過(guò)程都自動(dòng)記錄在計(jì)算書中。手工進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，計(jì)算書同步顯示，清楚地顯示每步操作的情況，十分方便。計(jì)算書可以查看、保存。

4．2．3 定值單管理功能

可以顯示所有生成的系統(tǒng)定值單，也可分別顯示正在整定、待執(zhí)行、已執(zhí)行、已作廢4種狀態(tài)的定值單。可查閱各定值單對(duì)應(yīng)的裝置型號(hào)、保護(hù)對(duì)象、定值單編號(hào)等?？梢詫⒋龍?zhí)行定值單通過(guò)點(diǎn)擊轉(zhuǎn)化為已執(zhí)行定值單，并自動(dòng)添加執(zhí)行日期?？梢詫⒁褕?zhí)行定值單通過(guò)點(diǎn)擊轉(zhuǎn)為已作廢定值單，并自動(dòng)記錄作廢日期。對(duì)于已作廢的定值單可設(shè)定保留期限，到期后自動(dòng)刪除。

5 變壓器保護(hù)及仿真

5．1 變壓器保護(hù)的邏輯動(dòng)作原理

變壓器保護(hù)主保護(hù)的邏輯動(dòng)作方式比較簡(jiǎn)單，不管設(shè)置的內(nèi)部故障還是外部絕緣套管及引出線處故障，都只要直接跳開變壓器兩側(cè)或三側(cè)開關(guān)。當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，搜索此變壓器上安裝的保護(hù)，并根據(jù)其動(dòng)作時(shí)延進(jìn)行排序，動(dòng)作時(shí)延最短的即為動(dòng)作的保護(hù)，由于變壓器很多保護(hù)都是零秒延時(shí)，因此有可能2個(gè)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作。當(dāng)變壓器發(fā)生外部絕緣套管及引出線處發(fā)生故障時(shí)則認(rèn)為差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。保護(hù)變壓器防止出現(xiàn)故障和后備保護(hù)的動(dòng)作

情況與線路故障基本相同。

5．2 變壓器保護(hù)模型仿真流程

系統(tǒng)中的變壓器保護(hù)是由函數(shù)TransformerSimulator來(lái)實(shí)現(xiàn)的，變壓器保護(hù)的程序流程框圖如圖1所示。

變壓器保護(hù)仿真程序流程圖

6 結(jié)語(yǔ)

本文以基于邏輯的保護(hù)通用為基礎(chǔ)，并根據(jù)實(shí)際保護(hù)元件的特點(diǎn)，對(duì)各種元件保護(hù)原理實(shí)行變通和合理的分析，使其更能滿足本課題的快速性及逼真性的要求。分別對(duì)線路保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)及發(fā)電機(jī)保護(hù)中各相具體保護(hù)裝置明確動(dòng)作原理及判據(jù)，而后建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及程序?qū)崿F(xiàn)，并對(duì)其作必要的解釋說(shuō)明，根據(jù)各類的保護(hù)裝置的相互配合，即可仿真實(shí)現(xiàn)整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的仿真。

[參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；圖形化仿真；虛擬繼電器

1 引言

電網(wǎng)本身是由眾多元件連接成的統(tǒng)一的系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)中繼電保護(hù)設(shè)備的要求不僅僅局限于邏輯功能正確、動(dòng)作可靠，更重要的是強(qiáng)調(diào)各級(jí)電網(wǎng)的繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作行為必須嚴(yán)格配合，在一次設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置必須做到該動(dòng)必動(dòng)，不能誤動(dòng)。繼電保護(hù)定值作為保護(hù)設(shè)備能否正確動(dòng)作的直接依據(jù)，各級(jí)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作行為的配合實(shí)際上就是保護(hù)定值的配合。如果對(duì)保護(hù)定值的正確性進(jìn)行校驗(yàn)就必須考慮到各級(jí)保護(hù)定值的逐級(jí)配合，聯(lián)系各級(jí)電網(wǎng)對(duì)定值進(jìn)行系統(tǒng)的校驗(yàn)。

由于電力系統(tǒng)故障的瞬時(shí)性、突發(fā)性、破壞性以及故障過(guò)程的不可逆轉(zhuǎn)性，現(xiàn)有的技術(shù)手段尚不能對(duì)電網(wǎng)各級(jí)保護(hù)定值進(jìn)行系統(tǒng)的檢驗(yàn)。本系統(tǒng)在現(xiàn)已成熟的電網(wǎng)一次設(shè)備電磁暫態(tài)仿真（DDRTS仿真系統(tǒng)）技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用圖形化仿真支撐平臺(tái)系統(tǒng)建立電網(wǎng)中各種繼電保護(hù)設(shè)備的數(shù)字化模型――虛擬繼電器，將電網(wǎng)中各級(jí)保護(hù)定值置入虛擬繼電器，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行各種電磁暫態(tài)過(guò)程仿真，觀察各虛擬繼電器的動(dòng)作情況，從而檢驗(yàn)電網(wǎng)中各級(jí)繼電保護(hù)定值的正確性。

2 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)的數(shù)字化建模

DDRTS是基于微機(jī)開放式的體系結(jié)構(gòu)和自主開發(fā)的全中文圖形化電力系統(tǒng)仿真軟件，用于模擬電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過(guò)程，可以進(jìn)行電力系統(tǒng)一次系統(tǒng)部分的仿真計(jì)算。

仿真系統(tǒng)中包括豐富的電力系統(tǒng)元件模型，如發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)及勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置、調(diào)速器、電動(dòng)機(jī)、變壓器、負(fù)荷、斷路器等，能夠根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際接線結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)對(duì)一次系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，輸出與系統(tǒng)實(shí)際相同的電壓、電流波形。

2.1 實(shí)際電力系統(tǒng)模型的建立

利用仿真軟件提供的電力系統(tǒng)元件庫(kù)，根據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)接線圖將有關(guān)元件進(jìn)行連接，輸入各元件數(shù)據(jù)，并通過(guò)編譯生成電力系統(tǒng)一、二次電網(wǎng)數(shù)字化模型。

2.2 各種典型保護(hù)的建模

為構(gòu)建電網(wǎng)二次系統(tǒng)，形成完整的電網(wǎng)模型，利用仿真軟件建立各種典型保護(hù)的數(shù)字化模型，從而建立完善的一二次電網(wǎng)系統(tǒng)。

3 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)閉環(huán)仿真測(cè)試

針對(duì)以上系統(tǒng)模型，模擬各種情況下系統(tǒng)的電流電壓變化情況，根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)比一、二次采樣同步、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊運(yùn)行情況，分析驗(yàn)證保護(hù)采樣接口算法、濾波算法、各種保護(hù)算法的原理、配合效果，整定方案合理性等環(huán)節(jié)，從而對(duì)系統(tǒng)的正常、異常及事故運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而采取有效措施保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少事故損失。

⑴系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下一次系統(tǒng)潮流與二次系統(tǒng)采樣分析

⑵系統(tǒng)故障情況下一次系統(tǒng)潮流與二次系統(tǒng)采樣分析

利用已搭建的實(shí)際一二次系統(tǒng)的數(shù)字化模型，分析系統(tǒng)故障時(shí)不同安裝地點(diǎn)保護(hù)的動(dòng)作行為和相互配合情況。

4 二次系統(tǒng)整定方案校驗(yàn)

在已建立的一二次仿真模型上，將保護(hù)整定方案輸入保護(hù)模塊，實(shí)際模擬各種不同類型的故障和各種異常情況（主保護(hù)退出、開關(guān)拒動(dòng)）下的故障，保護(hù)動(dòng)作邏輯均正確，同時(shí)也反應(yīng)出當(dāng)主保護(hù)退出后，后備保護(hù)的配合不易整定。

5 結(jié)論

虛擬繼電器開發(fā)及仿真研究系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于提高繼電保護(hù)整定值校驗(yàn)的可靠性，避免因整定失誤造成不可預(yù)見(jiàn)的電網(wǎng)事故，降低定值復(fù)核所投入的人力、物力大幅度提高了工作效率，對(duì)優(yōu)化二次電網(wǎng)結(jié)構(gòu)編制技術(shù)改造方案提供有力的技術(shù)支撐。

[參考文獻(xiàn)]

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【關(guān)鍵詞】220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)；自動(dòng)重合閘；縱聯(lián)保護(hù)；零序電流保護(hù)

引 言

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)在發(fā)生故障或出現(xiàn)威脅安全運(yùn)行狀況時(shí)，利用繼電器來(lái)保護(hù)發(fā)電機(jī)變壓器輸電線路等電力系統(tǒng)元件免受損壞的措施利用它可以在最短時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)從系統(tǒng)中切除故障設(shè)備，或者發(fā)出信號(hào)讓工作人員能及時(shí)排除故障，從而將損失減少到最小。在文中，所確定的220kV及以上電網(wǎng)繼電保護(hù)研究范圍主要指220kV、330kV、及500kV電網(wǎng)。這三個(gè)等級(jí)的電網(wǎng)繼電保護(hù)可以通過(guò)線路、母線以及與電網(wǎng)保護(hù)配合有關(guān)的變壓器等電力設(shè)備繼電保護(hù)運(yùn)行整定。但文章以自動(dòng)重合閘保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)和零序電流保護(hù)方法為研究對(duì)象，主要是由于這些方法的運(yùn)用可以保證220kV及以上電網(wǎng)繼電保護(hù)實(shí)施的快速性、正確性及有效性，從表1可以很直觀的看出結(jié)果。

表1 220kv及以上電網(wǎng)主保護(hù)運(yùn)行情況年統(tǒng)計(jì)表

繼電保護(hù)方法 自動(dòng)重合閘保護(hù) 縱聯(lián)保護(hù) 零序電流保護(hù)

動(dòng)作總次數(shù) 4026 7312 2580

正確動(dòng)作次數(shù) 4016 7244 2575

不正確動(dòng)作次數(shù) 誤動(dòng) 3 64 3

拒動(dòng) 7 4 7

年正確動(dòng)作率（100%） 99.75 99.07 99.75

1、220kV及以上電網(wǎng)繼電保護(hù)原則

由于220kV及以上電網(wǎng)繼電保護(hù)方式較多，所以在確定使何種繼電保護(hù)方法的同時(shí)必須遵守一定的原則，只有在一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范要求下，才能更有效的體現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護(hù)效果。

220kV及以上電網(wǎng)的繼電保護(hù)，必須滿足可靠性、速動(dòng)性、選擇性及靈敏性的基本要求。可靠性由繼電保護(hù)裝置的合理配置、本身的技術(shù)性能和質(zhì)量以及正常的運(yùn)行維護(hù)來(lái)保證：速動(dòng)性由配置的全線速動(dòng)保護(hù)、相間和接地故障的速斷段保護(hù)以及電流速斷保護(hù)取得保證；通過(guò)繼電保護(hù)運(yùn)行整定，實(shí)現(xiàn)選擇性和靈敏性的要求，并處理運(yùn)行中對(duì)快速切除故障的特殊要求。對(duì)于300～500kV電網(wǎng)和聯(lián)系不強(qiáng)的220kV電網(wǎng)，在保證繼電保護(hù)可靠動(dòng)作的前提下，重點(diǎn)應(yīng)防止繼電保護(hù)裝置的非選擇性動(dòng)作：而對(duì)于聯(lián)系緊密的220kV電網(wǎng)，重點(diǎn)應(yīng)保證繼電保護(hù)裝置的可靠快速動(dòng)作。

2、220kV及以上電網(wǎng)繼電保護(hù)方式分析

2.1自動(dòng)重合閘繼電保護(hù)

自動(dòng)重合閘裝置是當(dāng)斷路器跳開后按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。從上表可以看出其正確動(dòng)作率達(dá)到了99.75％，采用自動(dòng)重合閘的繼保護(hù)可以在提高供電的可靠性的基礎(chǔ)上，保證電網(wǎng)系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，并糾正斷路器的誤跳閘。下面來(lái)看一組數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2 220kv及以上電網(wǎng)單相接地故障統(tǒng)計(jì)

電壓等級(jí) 220kv 330kv 500kv

單相故障占所有故障的百分比 92.05% 98% 98.87%

從中可以看出，220kv及以上電網(wǎng)單相接地故障率非常高，針對(duì)上表所描述的現(xiàn)象，可以通過(guò)自動(dòng)重合閘繼電保護(hù)，以提高其準(zhǔn)確性。常用方式有單相自動(dòng)重合閘和綜合重合閘兩種。

(1)單相自動(dòng)重合閘要求在保證選擇性的基礎(chǔ)上并擁有足夠的靈敏性。在動(dòng)作時(shí)．限的選擇方面，除應(yīng)滿足三相重合閘時(shí)所提出的要求外，還應(yīng)考慮：兩側(cè)選相元件與繼電保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性和潛供電流對(duì)滅弧所產(chǎn)生的影響(圖1)。時(shí)刻注意線路電壓越高，線路越長(zhǎng)，潛供電流就越大，潛供電流持續(xù)時(shí)間不僅與其大小有關(guān)，而且與故障電流的大小、故障切除的時(shí)間、弧光的長(zhǎng)度以及故障點(diǎn)的風(fēng)速等因素有關(guān)。單相自動(dòng)重合閘在絕大多數(shù)情況下保證對(duì)用戶的供電，并提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。但在具體實(shí)踐中需要有按相操作的斷路器，重合閘回路的接線比較復(fù)雜，促使了保護(hù)的接線、整定計(jì)算和調(diào)試工作復(fù)雜化。為了彌補(bǔ)以上缺點(diǎn)，可以通過(guò)以下介紹的綜合重合閘方式來(lái)解決。

(2)綜合重合閘是指當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，采用單相重合閘方式，而當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí)，采用三相重合閘方式。實(shí)現(xiàn)綜合重合閘回路接線時(shí)應(yīng)考慮的一些問(wèn)題：①單相接地故障時(shí)只跳故障相斷路器，然后進(jìn)行單相重合。②相間故障時(shí)跳三相斷路器，然后進(jìn)行三相重合。③選相元件拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)能跳開三相并進(jìn)行三相重合。④對(duì)于非全相運(yùn)行中可能誤動(dòng)的保護(hù)，應(yīng)進(jìn)行可靠的閉鎖；對(duì)于在單相接地時(shí)可能誤動(dòng)作的相間保護(hù)(如距離保護(hù))，應(yīng)有防止單相接地誤跳三相的措施。⑤一相跳閘后重合閘拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)斷開其它兩相。⑥任意兩相的分相跳閘繼電器動(dòng)作后，應(yīng)能跳開三相并進(jìn)行三相重合。⑦無(wú)論單相或三相重合閘，在重合不成功后，應(yīng)能加速切除三相，即實(shí)現(xiàn)重合閘后加速。⑧在非全相運(yùn)行過(guò)程中又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護(hù)應(yīng)能有選擇性予以切除。⑨當(dāng)斷路器氣壓或液壓降低至不允許斷路器重合時(shí)，應(yīng)將重合閘回路自動(dòng)閉鎖；但如果在重合閘的過(guò)程中下降到低于運(yùn)行值時(shí)，則應(yīng)保證重合閘動(dòng)作的完成。

2.2縱聯(lián)保護(hù)

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，220kV及以上電網(wǎng)縱聯(lián)保護(hù)目前采用反應(yīng)兩側(cè)電量的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)，其工作原理如圖2所示。通過(guò)利用通信通道將兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)結(jié)起來(lái)，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，保證繼電保護(hù)的選擇性。

縱聯(lián)保護(hù)一般分為方向比較式縱聯(lián)保護(hù)和縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)兩種，在從具體方式上來(lái)看主要有縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)、微波保護(hù)、光纖差動(dòng)保護(hù)等，在些方式之中，靈敏度整定都要不得小于2.0。由于各種方式的在整定時(shí)要求有所不同，在此就高頻保護(hù)整定稍作概述。

在反映不對(duì)稱故障的起動(dòng)元件整定時(shí)，高定值起動(dòng)元件應(yīng)按被保護(hù)線路末端兩相短路、單相接地及兩相短路接地故障有足夠的靈敏度整定，12力爭(zhēng)大于4.0，最低不得小于2.0。同時(shí)要可靠躲過(guò)三相不同步時(shí)的線路充電電容電流，可靠系數(shù)大于2.0。低定值起動(dòng)元件應(yīng)按躲過(guò)最大負(fù)荷電流下的不平衡電流整定，可靠系數(shù)取2．5。高、低定值起動(dòng)元件的配合比值取1.6～2.0。

2.3零序電流保護(hù)

零序電流保護(hù)一般為四段式。在復(fù)雜環(huán)網(wǎng)中為簡(jiǎn)化整定配合，零序電流保護(hù)I、II、III、Ⅳ各段均可分別經(jīng)零序功率方向元件控制。如實(shí)際選用的定值，不經(jīng)過(guò)方向元件也能保證選擇性時(shí)，則不宜經(jīng)方向元件控制。為了不影響各保護(hù)段動(dòng)作性能，零序方向元件要有足夠的靈敏度，在被控制保護(hù)段末端故障時(shí)，零序電壓應(yīng)不小于方向元件最低動(dòng)作電壓的1.5倍，零序功率應(yīng)不小于方向元件實(shí)際動(dòng)作功率的2倍。

方向零序電流I段定值和無(wú)方向零序電流I段定值，按躲過(guò)本線路區(qū)外故障最大零序電流整定。若本線路采用單相重合閘方式，尚應(yīng)按躲過(guò)本線路非全相運(yùn)行最大零序電流整定。零序電流II段定值，若相鄰線路配置的縱聯(lián)保護(hù)能保證經(jīng)常投入運(yùn)行，可按與相鄰線路縱聯(lián)保護(hù)配合整定，躲過(guò)相鄰線路末端故障。否則，按與相鄰線路在非全相運(yùn)行中不退出運(yùn)行的零序電流II段配合整定；若無(wú)法滿足配合關(guān)系，則可與相鄰線路在非全相運(yùn)行過(guò)程中不退出工作的零序段配合整定。零序電流II段定值還應(yīng)躲過(guò)線路對(duì)側(cè)變壓器的另一側(cè)母線接地故障時(shí)流過(guò)本線路的零序電流。零序電流III段定值，按靈敏性和選擇性要求配合整定，應(yīng)滿足靈敏度要求，并與相鄰線路在非全相運(yùn)行中不退出工作的零序電流III段定值配合整定。若配合有困難，可與相鄰線路零序電流Ⅲ段定值配合整定。零序電流Ⅳ，段定值(最末一段)應(yīng)不大于300A，按與相鄰線路在非全相運(yùn)行中不退出工作的零序電流Ⅲ段或Ⅳ段配合整定。對(duì)采用重合閘時(shí)間大于1.0s的單相重合閘線路，除考慮正常情況下的選擇配合外，還需要考慮非全相運(yùn)行中健全相故障時(shí)的選擇性配合，此時(shí)，零序電流Ⅳ段的動(dòng)作時(shí)間宜大于單相重合閘周期加兩個(gè)時(shí)間級(jí)差以上。當(dāng)本線路進(jìn)行單相重合閘時(shí)，可自動(dòng)將零序電流Ⅳ段動(dòng)作時(shí)間降為本線路單相重合閘周期加一個(gè)級(jí)差，以取得在單相重合閘過(guò)程中相鄰線路的零序電流保護(hù)與本線路零序電流Ⅳ段之間的選擇性配合，以盡快切除非全相運(yùn)行中再故障。線路零序電流保護(hù)的電流定值和時(shí)間定值可參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)定。

篇9

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 傳統(tǒng)電流保護(hù)

中圖分類號(hào)： TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

0 引言

自適應(yīng)繼電保護(hù)是20世紀(jì)80年代提出的研究課題。其基本思想是使保護(hù)裝置盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化，改善保護(hù)性能，使其能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和復(fù)雜故障類型，有效地處理故障信息，從而獲得更可靠的保護(hù)。自適應(yīng)繼電保護(hù)能夠克服同類型傳統(tǒng)保護(hù)長(zhǎng)期以來(lái)存在的困難和問(wèn)題，改善保護(hù)的動(dòng)作性能。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前自適應(yīng)保護(hù)在電力系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛運(yùn)用。2006年1月13日由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布：經(jīng)國(guó)家電網(wǎng)公司推薦，國(guó)電自動(dòng)化研究院薛禹勝院士發(fā)明的“電力系統(tǒng)的自適應(yīng)系統(tǒng)保護(hù)方法”榮獲中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

1 自適應(yīng)電流速斷保護(hù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求包括選擇性和速動(dòng)性。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)不僅要有選擇地切除故障路線，而且要在保障可靠性和穩(wěn)定性的前提下盡量快速地執(zhí)行，以最大限度地減少故障造成的損失。這種在電流瞬時(shí)增大時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)就是電流速斷保護(hù)。

傳統(tǒng)的速斷裝置是在離線狀態(tài)下，假定工作在最大運(yùn)行方式下，當(dāng)線路末端發(fā)生短路時(shí)確定出保護(hù)整定值。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，其規(guī)模越來(lái)越大，而且處在不斷地變化之中，電力系統(tǒng)故障變得多種多樣，傳統(tǒng)的速斷保護(hù)明顯地與電網(wǎng)變化發(fā)展脫節(jié)：一方面，整定值雖然相對(duì)合理，但與實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)仍有區(qū)別，它必將導(dǎo)致保護(hù)裝置不能總是運(yùn)行在最佳狀態(tài)；另一方面，整定值是假設(shè)工作在最大運(yùn)行方式下得到的，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在其它(或最小)運(yùn)行方式時(shí)，保護(hù)可能失效。

自適應(yīng)電流速斷保護(hù)特點(diǎn)是可以根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和故障狀態(tài)實(shí)時(shí)改變保護(hù)性能和整定值，使保護(hù)性能最優(yōu)化。

1．1 傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)原理

根據(jù)電力系統(tǒng)短路分析，當(dāng)電源電勢(shì)一定時(shí)，三相短路電流可以表示為

Id=E/Zs+Zd ,(1)

式中：E―系統(tǒng)等效電源的相電勢(shì)；

Zd ,―短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗，即被保護(hù)線路的阻抗；

Zs―保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源的阻抗。

Id.max=E/Zs.min+Zd 0(2)

則流過(guò)保護(hù)的電流的整定值

ID=KkId.max，(3)

式中，可靠度系數(shù)Kk=1.2～1.3，用來(lái)反映理論計(jì)算與實(shí)際情況之間存在的差別。

以上僅是理論上的計(jì)算值，在實(shí)際運(yùn)行中，短路電流還與故障點(diǎn)的位置和故障類型有關(guān)，用公式表示為

ID.1=Kd.E/Zs+aZd，(4)

式中，Kd為故障類型系數(shù)，故障類型不同，Kd取不同的值，在相間短路保護(hù)條件下，三相短路時(shí)，Kd =1；兩相短路時(shí)，Kd：√3／2。

令I(lǐng)D.1=ID，可得電流速斷最小保護(hù)范圍為

a=Kd/(Zs.min+Zd)/Kk.Zd-Zs/Zd。(5)

由以上公式可以分析得出，傳統(tǒng)速斷保護(hù)的保護(hù)范圍總是小于最大運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍，且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響很明顯，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)保護(hù)范圍為0的情況，這是亟待解決的突出問(wèn)題。

1.2自適應(yīng)電流速斷保護(hù)原理

自適應(yīng)電流保護(hù)的特點(diǎn)是利用微型機(jī)的計(jì)算和記憶功能，在線計(jì)算出電流速斷保護(hù)的整定值，即讓整定值隨著運(yùn)行方式和故障類型的變化而變化。

自適應(yīng)電流保護(hù)整定值

I,D=KkKdE/Zs+Zd’ (6)

式中：E ―系統(tǒng)等效電源的相電勢(shì)；

Zd― 短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗，即被保護(hù)線路的阻抗；

Zs―保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源的阻抗；

Kk― 取1．2～1．3；

Kd ― 故障類型系數(shù)。

所以，必須實(shí)時(shí)測(cè)量出Kd 和Zs才能確保整定值的實(shí)時(shí)性。

測(cè)量Kd的關(guān)鍵是判斷電網(wǎng)的故障是三相故障還是兩相故障。三相故障時(shí)會(huì)有很小的不平衡負(fù)序電出現(xiàn)；兩相故障時(shí)，會(huì)有較大的負(fù)序電流出現(xiàn)?？蓳?jù)此判斷線路的故障類型。三相短路時(shí)，Kd= 1；

兩相短路時(shí)，Kd =√3／2。

令式(6)與式(4)相等，得到自適應(yīng)電流保護(hù)的范圍

а,=Zd-(KK-1)Zs/KkZd。(7)

從式(7)可以看出，自適應(yīng)電流保護(hù)的保護(hù)范圍與故障類型無(wú)關(guān)，但а,是隨時(shí)間變化的，它的大小取決于阻抗的大小，并能夠使保護(hù)總是處在最佳保護(hù)的狀態(tài)。

為了比較傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)和自適應(yīng)電流保護(hù)的性能，將Zs.min =0.187Ω，Zs =0.00375 LΩ，Zd=0.0032LΩ式中L為阻抗計(jì)算長(zhǎng)度，0．187，0．00375，0．0032分別為1km的阻抗值，代入式(5)和式(7)，分別計(jì)算出а和а,，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 傳統(tǒng)電流速斷保護(hù)和自適應(yīng)電流保護(hù)的性能比較

從表1計(jì)算結(jié)果比較可以看出，自適應(yīng)電流速斷保護(hù)的性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)速斷保護(hù)。

2 自適應(yīng)過(guò)電流保護(hù)

過(guò)電流保護(hù)通常是指其啟動(dòng)電流按照躲開最大負(fù)荷電流來(lái)整定的一種保護(hù)。它在正常運(yùn)行時(shí)不應(yīng)該起動(dòng)，而在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，則能反應(yīng)于電流的增大而動(dòng)作。在一般情況下，它不僅能夠保護(hù)本線路，而且能夠保護(hù)相鄰線路，以起到后備保護(hù)的作用。

2．1 傳統(tǒng)過(guò)電流保護(hù)原理

過(guò)電流保護(hù)是根據(jù)在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)短路電流增大的原理動(dòng)作的。為了避免在非故障情況下保護(hù)誤動(dòng)，傳統(tǒng)過(guò)電流保護(hù)的整定式如下

IDZ=KkKzg/kh IHmax, (8)

式中： IDZ― 電流組件的啟動(dòng)電流；

kk―可靠系數(shù)，取1.15～1.25；

Kzg― 自啟動(dòng)系數(shù)，Kzg >1；

kh―― 電流組件的返回系數(shù)，ks1>0．85；

IHmax,―最大負(fù)荷電流。

過(guò)電流保護(hù)是否有效決定于靈敏度KLm

KLm=IFmin/IDZ,(9)

式中，IFmin為最小運(yùn)行方式下，保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬兩相短路的短路電流。

當(dāng)靈敏系數(shù)KLm≥1.3時(shí)，可以采用過(guò)電流保護(hù)。從式(9)可以看出，在IFmin 固定的條件下，ID的大小決定了靈敏系數(shù)能否滿足要求。

可見(jiàn)，傳統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)是按躲過(guò)最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定，在區(qū)外故障切除后繼電器應(yīng)能可靠返回，且要考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)。所以，過(guò)電流保護(hù)的保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式、負(fù)荷變化、返回系數(shù)及自起動(dòng)系數(shù)的影響，使它的保護(hù)范圍大大減小。

2．2 自適應(yīng)過(guò)電流保護(hù)原理

自適應(yīng)過(guò)電流保護(hù)按照當(dāng)時(shí)的負(fù)荷電流來(lái)整定動(dòng)作電流的定值；動(dòng)作時(shí)限按反時(shí)限特性在線或離線整定。

設(shè)當(dāng)時(shí)的負(fù)荷電流為，IH，其動(dòng)作電流就整定為

IzDz=KkKzqIH/Kho(10)

動(dòng)作時(shí)限設(shè)定，以離線方式整定

t= Tp／[(I,d/IP)n-1]，(11)

式中：t ―動(dòng)作時(shí)間；

Tp― 時(shí)間常數(shù)；

I,d―流人保護(hù)安裝處電流繼電器的電流；

IP―電流系數(shù)，取IP =(2／3)IDZ；

n ―般反時(shí)限取0.02，非常反時(shí)限取1。

如圖1所示，當(dāng)保護(hù)線路分成幾段時(shí)，上一段要與后一段相配合，只能采用一種特性，先把最后一段線路的時(shí)限設(shè)定好，比如設(shè)為t1，而上一段線路的時(shí)間就為t1+t，由此求出上一段線路的值來(lái)確定動(dòng)作時(shí)間曲線。

根據(jù)式(10)可以使保護(hù)裝置隨系統(tǒng)運(yùn)行方式、負(fù)荷的變化實(shí)時(shí)調(diào)整動(dòng)作電流定值，當(dāng)故障電流Id大于整定電流,IzDz時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，再用故障電流，Id與時(shí)間曲線方程式(11)計(jì)算出動(dòng)作延時(shí)，經(jīng)過(guò)動(dòng)作延時(shí)使保護(hù)動(dòng)作切除故障。

由此可見(jiàn)，自適應(yīng)過(guò)電流保護(hù)可以通過(guò)對(duì)負(fù)荷電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)調(diào)整動(dòng)作電流整定值及動(dòng)作時(shí)限特性，使保護(hù)時(shí)刻處于最佳狀態(tài)。

篇10

關(guān)鍵詞： 自適應(yīng)控制； 繼電保護(hù)； 距離保護(hù)； 整定值

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， 現(xiàn)代自動(dòng)控制理論正日漸深入應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域， 形成了各種成熟的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它具有不同的控制方式： 程序控制、數(shù)字控制、實(shí)時(shí)控制， 也可以充分發(fā)揮其計(jì)算機(jī)軟件功能與分時(shí)特性， 實(shí)現(xiàn)多變量、多回路、多對(duì)象、多工況、變參數(shù)和自適應(yīng)的綜合控制。電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)處于頻繁的變化中， 且可能發(fā)生各種類型的短路故障， 如瞬時(shí)的、永久的、金屬性的、非金屬性的故障， 以及可能出現(xiàn)的各種極端運(yùn)行方式等。

1 自適應(yīng)控制模型

設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制系統(tǒng)的目標(biāo)： 即使參數(shù)發(fā)生變化，這個(gè)系統(tǒng)也能保持它的標(biāo)準(zhǔn)特性。它可以通過(guò)反饋控制， 比較性能指標(biāo)后修改控制參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)某一系統(tǒng)的控制。自適應(yīng)控制系統(tǒng)分為參數(shù)自適應(yīng)控制系統(tǒng)和性能自適應(yīng)系統(tǒng)。后者最典型的模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)（ 如圖1 所示） 。

圖1 自適應(yīng)控制模型

在圖1 中， 輸入信號(hào)可同時(shí)加到可調(diào)系統(tǒng)和參考模型， OM代表期望的響應(yīng)， OS為系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的實(shí)際響應(yīng)， e 為期望響應(yīng)與實(shí)際響應(yīng)的誤差。自適應(yīng)控制的任務(wù)是， 當(dāng)可調(diào)系統(tǒng)受到干擾時(shí)， 使可調(diào)系統(tǒng)的輸出和參考模型之差e 為最小。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求， 自適應(yīng)機(jī)構(gòu)根據(jù)性能指標(biāo)， 按預(yù)定策略進(jìn)行參數(shù)調(diào)整或綜合出一個(gè)輔助輸入信號(hào)（ 虛線所示） ， 以實(shí)現(xiàn)可調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)響應(yīng)。

2 自適應(yīng)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

以繼電保護(hù)中最常用的且很重要的線路距離保護(hù)為例， 說(shuō)明自適應(yīng)保護(hù)的特點(diǎn)及應(yīng)用過(guò)程。

2.1 距離保護(hù)設(shè)置的難點(diǎn)

作為高壓、超高壓輸電線路的主保護(hù)， 距離保護(hù)基本不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)變化的影響，因而保護(hù)范圍較長(zhǎng)且穩(wěn)定， 適合于遠(yuǎn)距離、重負(fù)荷的高壓線路， 但在保護(hù)構(gòu)成上仍存在如下一些問(wèn)題：

a） 避越最小負(fù)荷阻抗， 防止保護(hù)誤動(dòng)的能力；

b） 避越非金屬性短路， 過(guò)渡電阻的影響， 防止保護(hù)拒動(dòng)的能力；

c） 外部短路伴隨系統(tǒng)振蕩時(shí)， 防止保護(hù)誤動(dòng)的能力。

2.2 自適應(yīng)距離保護(hù)方案

自適應(yīng)距離保護(hù)的構(gòu)成見(jiàn)圖2。

圖2 自適應(yīng)距離保護(hù)模型

如圖2， 自適應(yīng)控制回路的主要作用是根據(jù)被保護(hù)線路和系統(tǒng)有關(guān)部分所提供的輸入量， 識(shí)別系統(tǒng)所處的狀態(tài)， 進(jìn)一步作出自適應(yīng)的控制決策， 如改變距離保護(hù)的整定值、動(dòng)作特性等。距離保護(hù)本身包括測(cè)量回路和邏輯回路， 輸入量主要包括輸電線路本端的電流、電壓及序分量， 根據(jù)自適應(yīng)距離保護(hù)具體的要求， 除信息從本端獲得外， 還需通過(guò)遠(yuǎn)方線路或調(diào)度中心獲得。

2.3 自適應(yīng)距離保護(hù)方案舉例

2.3.1 在自動(dòng)重合閘過(guò)程中的自適應(yīng)控制

在距離保護(hù)中， 第I段采用方向阻抗繼電器以保證在反向故障時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)。為解決方向阻抗繼電器在線路正方向出口處發(fā)生故障時(shí)存在“死區(qū)”，保護(hù)不動(dòng)作的問(wèn)題， 廣泛采用記憶回路和引入非故障相電壓的方法。但在220 kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路， 其距離保護(hù)的電壓通常是由線路側(cè)的電壓互感器（ TV） 上引入的。在這種條件下， 當(dāng)故障線路兩端斷路器跳開后， 在自動(dòng)重合閘的過(guò)程中，由于線路上的電壓和繼電器中記憶回路作用已消失， 因而線路正方向出口永久故障保護(hù)跳閘， 自動(dòng)重合閘后， 保護(hù)不能再跳閘， 形成“重合閘于故障”的現(xiàn)象。為解決這一問(wèn)題， 在重合閘過(guò)程中采用自動(dòng)改變阻抗繼電器動(dòng)作特性的自適應(yīng)方案， 將方向阻抗繼電器的阻抗特性（ 虛線） 改變?yōu)榘杩蛊矫孀鴺?biāo)原點(diǎn)（ 即對(duì)應(yīng)線路正方向出口短路點(diǎn)） 的偏移特性（ 實(shí)線） ， 以使包含出口短路的所有正向短路測(cè)量阻抗均落在動(dòng)作圓內(nèi)， 如圖3 所示。

圖3 阻抗繼電器復(fù)平面向量圖

2.3.2 消除分支電流影響的自適應(yīng)控制

由于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性及運(yùn)行結(jié)構(gòu)的變化， 在構(gòu)成距離保護(hù)時(shí)， 往往需要考慮分支電流對(duì)距離Ⅰ， Ⅱ段的整定和保護(hù)范圍產(chǎn)生不利的影響，圖4 給出3 種代表性的網(wǎng)絡(luò)。

如圖4， 設(shè)距離保護(hù)裝設(shè)在a 和b 端， 則故障時(shí)測(cè)量阻抗為：

（a）助增電源電流的影響

（b）助增電流的影響

（c）汲出電流的影響

圖4 分支電流的影響

其中， K f z稱為分支因數(shù)， 它與電網(wǎng)運(yùn)行方式有關(guān)， 當(dāng)K fz> 1 時(shí)， 稱助增因數(shù)， 當(dāng)K f z< 1 時(shí)稱汲出因數(shù)。這時(shí)由于b 端主保護(hù)不能切除故障，需要上級(jí)a 端Ⅱ段距離保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)， 保護(hù)的配合關(guān)系中實(shí)際電流值有差異， 必須把分支因數(shù)考慮進(jìn)去， 否則保護(hù)范圍將會(huì)變化， 引起拒動(dòng)和誤動(dòng)， 因此采用相應(yīng)的自適應(yīng)控制方式， 根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行方式實(shí)時(shí)確定分支因數(shù)K f z和保護(hù)的整定值。實(shí)際上可采用較簡(jiǎn)單的方法， 如將b， c 端斷路器的狀態(tài)信息通過(guò)通信工具傳送到a 端， 此時(shí)可以確定保護(hù)的整定值：

式中 KK――可靠因數(shù)， 可取0.8；

端主保護(hù)距離Ⅰ段整定值；

端距離Ⅱ段作為b 端主保護(hù)的后備保護(hù)的整定值。

這樣， 只需將三端a， b 和c 的斷路器狀態(tài)進(jìn)行互相的傳送， 不要求經(jīng)常和實(shí)時(shí)傳送信息， 即可避免分支電流對(duì)保護(hù)范圍的影響。