浅谈继电保护整定计算方法存在的问题及措施

浅谈继电保护整定计算方法存在的问题及措施
摘要：伴随着国民经济的不断发展和社会的进步，电力系统规模逐渐扩大，对
电力系统稳定性和动力机械设备的安全性提出了更高的要求，因自然、人为等因
素引发的电力设备故障问题日益凸显。

本文结合工作经验探讨了继电保护整定计
算方法存在的问题及解决对策。

关键词：继电保护；整定计算；电力系统；电力设备
在电力系统的运行过程中不可避免地会出现各种故障，为有效规避各种故障
的发生，引入了继电保护装置。

一旦发生故障继电保护装置可快速切断故障原件，保障电力系统的稳步、安全运行。

一、继电保护分析
1.1继电保护要求
为切实保障电网的安全、高效运行，继电保护应具有较高的可靠性、速动性、灵敏性和选择性。

其中可靠性是指一旦发生故障继电保护装置可进行正确的动作，在无需动作时可拒绝动作要求，进而规避错误动作的出现；速动性是指发生故障
时可快速切除设备，进而减小电气设备的损坏程度，避免事态扩大化；灵敏性是
指无论在哪种电网运行模式中，继电保护装置均能准确动作；选择性是指在继电
保护装置的保护过程中，应尽量缩小停电范围，保障电网中没有故障的部位。

1.2继电保护原理
1.2.1一侧反应电气量。

一侧反应电气量的继电保护通常为分段形式，如若电网中的反应电流不断加大，则实施电流保护，反应电压降低时，则实施低电压保护，例如距离保护、零序电流保护。

1.2.2两侧及多侧反应电气量。

两侧及所侧反应电气量是指针对两侧及多侧电流实施相位和功率差动保护。

此种保护模式不受电网运行方式的影响，可独立实
现动作，且容易计算整定计算，例如纵联差动保护、纵联方向高频保护。

二、继电保护整定计算简析
2.1整定原则
继电保护整定计算具有较强的整体性，相应的计算人员应全面掌握继电保护
基本要求和工作原理。

通常在具体的整定计算过程中会遵循一定的规律，却存在
细节不明确和在特定的原则性规定范围中提供所有情况的问题，这要求我们在具
体的整定计算中，除了要考虑电网运行结构和运行实际要求等因素外，还应制定
科学、可行的整定原则。

2.2整定计算步骤
相分量法和序分量法是较为常用的整定计算模式，现阶段，这种整定计算模
式被广泛地应用在电力系统中。

依据整定计算法则，具体的计算步骤为：首先利
用相分量法和序分量法准确计算电气量，再以故障电气量为依据进行继电保护整
定值计算。

三、继电保护整定计算方法存在的问题及措施
3.1端相口开路电压计算
3.1.1问题。

在继电保护整定计算过程中，我们需要计算电流量和电气量，这个电流量和电气量是在系统非全相运行过程中出现的，其中以正序断相开口电压
为基础。

通常借助叠加原理计算端相开口电压，为缩减暂态稳定性的计算数量，
我们可假定电系统内部的位于非全相震荡线路中的等效发电机的相位角度和电势
均相同，然后在通过相应的公式求解开路电压。

这种计算方法具有计算步骤少的
优点，然而也存在一定的缺陷，因电网结构在某种程度上影响开路电压，在此种
方法中却没有考虑到这一点，如若是在非放射状非全相振荡电路中误差将会更加
凸显。

为解决此类问题，可以采用下述方法。

3.1.2措施。

一方面可以使用双口网络H参数法，由于电网网络结构在某种程度上会影响继电保护整定计算结果，考虑此点，可分解震荡发电机，将其划分成
两个震荡群，然后以其等效电势端口和断相口充当端口。

另一方面可以使用网络
等值法，这种方法是指以全非相电路中的两端结点充当结点，待操控网络时将其
划分成无源的双端口网络，在利用补偿原理计算相应的阻抗参数，利用叠加原理
计算线路两端的互相阻抗和自由阻抗参数，以此为依据计算端相口开口电压。

3.2电力系统最不利运行情况
3.2.1问题。

为检验计算动作值和灵敏度，需要查找电力系统最不利运行方式。

在电力系统的运行过程中，我们无法快速查找其中的最不利运行方式，因此，我
们应在继电保护整定计算中明确最不利运行方式。

同时，在电力系统最不利运行
条件下，十分容易出现相同线路中反复多次断开现象，这在很大程度上影响了整
定计算效率。

为解决此类问题，通常可采用以下解决对策。

3.2.2措施。

在整定计算过程中，我们可假定此条件下的电力系统中存在着一
条断开的线路，且这必然会影响系统的网络结构，出现相应的变化，造成与之相
邻的线路的短路电流出现一定的转变，自然会影响最终的整定计算结果，我们可
观察某一范围中整定值的变化情况而明确扰动区域；为规避相同线路中多次出现
断开现象，我们可不遵从继电保护的顺序，有效利用开端线路的循环状况重新设
定整定计算顺序，进而规避相同线路中多次出现开端现象。

3.3分支系数计算
我们都知道，最小分支系数对照的电力系统运行模式和极限短路电流对照运
行模式之间存在出入，这表明不存在与继电保护延长区域动作值相对照的最不利
运行模式，这种运行模式只是一种虚拟模式。

由于引入了分支系数，导致相间电
流保护延迟区域的动作值稍大，电力系统网络结构决定着稍大程度。

因电力系统中的电源分布较为分散且运行模式多种多样，因此，在具体的继
电保护整定计算中，无法准确评判电源运行模式对分支系数的影响。

在借助计算
机实施继电保护整定计算时，单纯地考虑了整定保护自身所在侧母线上的电源对
分支系数的影响，这种计算方法自身具有一定误差。

3.4励磁涌流
3.4.1问题。

励磁涌流专属于变压器，这主要是因为在空投变压器的过程中，
因内部铁芯中的磁通无法及时突变，进而形成非周期分量磁通，造成内部铁芯饱和，励磁电流大幅增加。

通常最大值可达到其额定电流的7倍左右，且与其容量
呈现负相关。

3.4.2措施。

含有较多的二次谐波且随着时间的延长不断衰减这是励磁涌流的
主要特征，通过励磁涌流的这个显著特征，我们可以在电流快速断开保护装置中
加设一段时间延时，这种方法过于简单且不利于快速切除变压器故障。

通过相关
研究，励磁涌流的电流中二次谐波分量和五次谐波分量很大，同时励磁涌流的波
形偏于时间轴的一侧，间断角可达60度，这是励磁涌流区别于合应涌流等其他
突变电流的三个显著特征。

保护装置加入二次谐波或者五次谐波制动、间断角原
理和波形对称原理可以有效规避因励磁涌流而引发的错误动作。

结语
伴随着电网规模的日益扩大，继电保护整定计算愈发受人关注，对于继电保
护整定计算中相关问题的探讨有助于保障电力系统的安全、高效运行。

我们应在
有效掌握继电保护要求和工作原理的基础上，明确继电保护整定计算中存在的问题，并针对这些问题，采取相应的解决对策，不断探索，进而保证电力系统的安
全运行。

参考文献：
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西电力，2012.
[2]胡宇慧．分析继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策[J]．城市建设，2012．
[3]钟绮娜．继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策分析[J]．科技与企业，2014．。