继电保护整定计算方法的研究及优化

武改萍　郭帅

摘要：随着我国电力系统的快速发展，电网结构逐步完善。要求电力系统的技术发展必须跟上国家的城镇发展。电力系统中，继电保护具有重要作用，能够有效预防电力事故的发生，进而避免造成严重的经济损失。整定计算在电力系统中可以有效地解决复杂的封闭线路。因此，研究了电网继电保护配置与继电器保护的整定计算。

关键词：电网系统;继电保护;整定计算

引言

随着我国经济的快速发展，人们的生活质量要求越来越高，而电力系统的稳定与否直接关系到人们的生活质量，因此，保障电力系统的稳定性变得至关重要。继电保护装置作为电力系统的主要保护装置，在保证电力系统的稳定性方面发挥着巨大作用。当电力系统发生故障或者异常时，继电保护装置能够快速检测到故障点并做出相对准确的动作，最大程度地保证电力系统的稳定和完整，减少损失，维护用户的利益。

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，当继电保护的范圍确定后，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继电保护配置原则

对于继电保护的配置，具有相关的原则和规范。（1）根据保护对象的故障特点进行配置。继电保护装置有效提取保护对象的运行状态和发生故障数量等相关数据，判断是否有故障点和异常状态。对产生故障的线路进行分类，根据重要等级和位置等级的不同安装不同种类或者不同数量的继电保护装置。（2）该装置具有保护电路的电压等级和重要等级。电力系统具有保护配置要求，因其电压等级不同而不同。例如，高压电网系统，因为其稳定性比较高，所以对切断故障的所需时间也要求相对较高，同时必须增加主线路的保护装置，以便日后的简化工作。电路中主线路的保护装置在安装的情况下需要明确设备的可靠性和安全性，用最快的速度选择被保护的线路，并对存在故障的线路进行隔离和切断。需注意，高压系统中需设计多重保护机制，防止电路出现故障无法切除的情况。如果系统存在的电压参数比较低，利用元后背的方式进行调整和优化。如果保护装置在容错范围内且无法关闭保护系统，那么相邻的保护系统会对该故障点打开保护系统。对整个电网系统都具有保护的作用。

3继电保护整定计算方法

3.1继电保护的基本要求

继电保护装置为了完成任务需要满足4个基本要求，即可靠性、灵敏性、选择性和速动性。（1）继电保护可靠性是指其对电力线路、用电器等故障保护精准，在使用过程中，不会出现由于误动而导致电流被切断等问题。（2）继电保护灵敏性是指当系统中出现故障时，继电保护装置能够在第一时间做出反应，保护用电设备。（3）继电保护选择性是指在发生故障后，首先应该由发生故障的用电器本身做出相应的反应，当用电器的保护器发生拒动后，相邻的设备才被允许做出反应。（4）继电保护速动性是指当电力系统发生故障后，继电保护装置能够在第一时间对故障进行切除，将由于电路故障造成的损失降到最低。

3.2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。整定计算在线模式主要依赖于微机保护、电力通信技术和在线继电保护整定计算软件的开发。它能够根据电力系统运行方式的变化，对保护定值进行动态在线整定，调整各线路保护段保护值的配合问题，同时还能校验保护定值的灵敏度。随着目前电力通信技术越来越成熟，在线继电保护整定技术已得到越来越多的应用，特别是自适应继电保护在线整定，它能够根据电力系统运行方式的改变，实时地对继电保护定值进行修改，保证继电保护装置的最佳保护性能。同时在其他性能方面，它相比离线整定有很大的优势。

3.3整定计算的研究发现和状态

随着科学技术的不断发展和时代的不断进步，整定技术的计算工具和方法有了很大的发展，其发展历程大致可分为以下三个阶段。第一阶段是所有人工参与计算的过程。针对继电保护装置的整定工作，专业人员通过Y/△变换的方式简化电力系统，计算出分支系数和通路的电流数据。对各个部分的电路的保护装置设定整定值，工作难度非常大，造成工作效率非常低。第二阶段是半自动的计算过程。通过人工计算的方法计算故障点的数据程序。电脑分析人工完成的故障点的数据，并计算整定值。专业人员手工进行该系统的保护值的计算。第三阶段是设定计算整定系统的阶段。计算机针对整定的所有计划展开计算，完全取代了专业人员的手动计算，大大提高了继电保护整定系统的准确性和稳定性。对现阶段国内电网系统的整定计算的结果进行评定，现在应用计算机参与整定工作的还是少数企业，该部分的工作量还是依靠专业人员完成的。继电保护装置建立整定计算体系时，先将整个电网系统的情况进行有效分析，针对整定的系统确定各个元器件之间的关系，然后应用计算机对其发生的故障点进行计算，按其电力系统的相关规定，考虑整个系统发生故障的相关点，同时应看到各个元器件之间的相互关系，保证该装置对整个系统提出的相关要求。

结束语

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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