姚瑤 王斯妤 肖鵬 汪泓

摘 要：面臨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)電力的供應(yīng)，因此，供電安全變得尤為重要。隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)工作在電力企業(yè)的工作中起到了重要作用，通過(guò)繼電保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的電流輸出，并確保電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境提供有利保障。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);短路電流;計(jì)算

引言

近年來(lái)，隨著微機(jī)保護(hù)的普及，又提出了自適應(yīng)電流保護(hù)作用來(lái)提高保護(hù)的靈敏性.但是，在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化較大的情況下，自適應(yīng)保護(hù)也難以解決電流保護(hù)靈敏性低的缺點(diǎn)，針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出大保護(hù)范圍電流保護(hù)原理及裝置的設(shè)計(jì)方案，可以大大提高電流保護(hù)的靈敏性.

1、線路繼電保護(hù)配置現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

目前，線路繼電保護(hù)的典型配置一般為階段式時(shí)限配合的電流保護(hù)、電壓閉鎖電流保護(hù)和距離保護(hù)。通過(guò)定值、時(shí)限的配合來(lái)獲得選擇性，從原理上決定了線路中僅有部分區(qū)段中的故障能夠被無(wú)延時(shí)地快速切除，其余部分的故障則要經(jīng)0.3～0.5s或更長(zhǎng)的延時(shí)后才能切除，使故障有較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間？但階段式電流保護(hù)存在著靈敏度低？動(dòng)作性能受運(yùn)行方式影響大等缺點(diǎn)。就其實(shí)質(zhì)而言，階段式電流保護(hù)實(shí)際上是通過(guò)犧牲靈敏性和速動(dòng)性來(lái)?yè)Q取選擇性的。這就造成了低電壓等級(jí)的線路保護(hù)可能沒(méi)有靈敏度，并且后備保護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，上、下級(jí)保護(hù)不能很好配合等一系列的問(wèn)題。

2、繼電保護(hù)整定系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

通過(guò)軟件程序的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，為用戶提供更多的拓展功能，充分發(fā)揮編程語(yǔ)言類(lèi)的邏輯控制功能，同時(shí)利用強(qiáng)大的計(jì)算系統(tǒng)，使用戶能夠根據(jù)自己的實(shí)際需求來(lái)制定解決方案，雖然IPLAN語(yǔ)言是一種解釋性語(yǔ)言，但是計(jì)算機(jī)工作在PSS/E中完成的，因此繼電保護(hù)整定程序的總體性能不會(huì)受到影響。在程序的應(yīng)用中，應(yīng)該注重各環(huán)節(jié)支路的輪斷計(jì)算，在采用遞歸的方法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主要具有簡(jiǎn)單、易操作的特點(diǎn)，但是由于函數(shù)的調(diào)用層次比較多，導(dǎo)致速度緩慢。而應(yīng)用非遞歸的方法會(huì)使速度比較快，但也比較晦澀[1]。

3、繼電保護(hù)整定中的短路電流計(jì)算

3.1、裝設(shè)弱反饋邏輯

在配電網(wǎng)配有分布式電源的系統(tǒng)中，分布式電源側(cè)產(chǎn)生的短路電流相對(duì)較小，可能導(dǎo)致保護(hù)元件的信息反饋幅度過(guò)小甚至無(wú)法反饋，從而影響電網(wǎng)繼電保護(hù)。安裝在分布式電源這一側(cè)的弱反饋邏輯相當(dāng)于一個(gè)信號(hào)放大器。在接收到短路電流信息后，可以將其反饋為強(qiáng)信號(hào)。作為一個(gè)信息中繼站，附加的弱反饋邏輯截獲原始信息并進(jìn)行反饋。但是這樣會(huì)導(dǎo)致原本可啟動(dòng)保護(hù)元件的微弱短路電流不能直接到達(dá)最終的信息接收點(diǎn)。弱反饋邏輯安裝后，如果安裝側(cè)的故障檢測(cè)元件工作，則說(shuō)明這里的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有故障，否則這里沒(méi)有故障。如果從非安裝側(cè)接收到允許信號(hào)，則表示非安裝側(cè)的背面沒(méi)有故障。

3.2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K的設(shè)計(jì)

在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分發(fā)揮系統(tǒng)的主界面的作用，同時(shí)注重以下功能的開(kāi)發(fā)。1）為繼電保護(hù)整定短路電流計(jì)算提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淅L制。通過(guò)基礎(chǔ)的元器件作為繪圖的單元電氣接線圖，其中包括系統(tǒng)的母線、變壓器、線路以及負(fù)荷元件等，同時(shí)對(duì)這些圖元實(shí)現(xiàn)多元化的操作，例如實(shí)現(xiàn)便捷的旋轉(zhuǎn)、刪除、添加和移動(dòng)等多元化的功能。2）確保網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K的設(shè)計(jì)具備全屏動(dòng)態(tài)的縮放功能，同時(shí)滿足屏幕漫游的功能，在對(duì)鷹眼功能的實(shí)現(xiàn)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)查看整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的概況。3）需要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K設(shè)計(jì)中在理論上可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限大的網(wǎng)絡(luò)繪制和打印功能。確保網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)能夠允許用戶繪制大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)圖，并可以將網(wǎng)絡(luò)圖氛圍多個(gè)小圖，以便于更好的進(jìn)行修改。4）在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠K的設(shè)計(jì)時(shí)，需要其具備母線分裂與合并的能力，并能夠直接通過(guò)圖形來(lái)實(shí)現(xiàn)這一系列的操作功能。5）系統(tǒng)支持子系統(tǒng)功能。一旦設(shè)定子系統(tǒng)后，程序窗口中將只顯示當(dāng)前子系統(tǒng)中的元件。數(shù)據(jù)前端功能：將訪問(wèn)PSS/E數(shù)據(jù)的復(fù)雜性隱藏起來(lái)，用戶可直接從圖形上查詢?cè)姎鈪?shù)。系統(tǒng)的集成功能：其他模塊都無(wú)縫地集成進(jìn)繪圖模塊，用戶可以方便地在圖形界面上進(jìn)行短路、整定等各項(xiàng)操作[2]。

3.3、變壓器組對(duì)的整定計(jì)算

在整定的過(guò)程中，主要是面向的繼電保護(hù)，就整定電源側(cè)的饋供線繼電保護(hù)，要保證整個(gè)線路具備較強(qiáng)的靈敏度，同時(shí)也要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變壓器內(nèi)部的有效保護(hù)。在實(shí)際的工作中，需要對(duì)零序iv段的線路進(jìn)行設(shè)定，對(duì)相間距離和接地距離加以明確。在整定時(shí)，要注意科學(xué)避開(kāi)下一級(jí)的電壓母線，應(yīng)停用受電側(cè)的線路保護(hù)，除此之外，還應(yīng)該停用線路兩側(cè)的受電保護(hù)。將系統(tǒng)設(shè)置為雙線饋供，就能解環(huán)運(yùn)行饋電線路。將終端打開(kāi)，并構(gòu)建母聯(lián)的運(yùn)行方式。將饋電線路重合閘設(shè)置成兩種方式，一種是單相故障，具體是跳三相和合三相。另外一種則是相間故障，同樣也是跳三相，但是不會(huì)重合，也可以將其稱作是三相合一的重合閘方式。這種整定方式在實(shí)際運(yùn)行時(shí)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行過(guò)程也非常方便。無(wú)論采用哪一種方式，電源側(cè)的饋電線路都能與聯(lián)絡(luò)線路實(shí)現(xiàn)良好配合。兩個(gè)饋供線路的故障是互不影響的。為了能夠方便供電，也會(huì)采取自切投入重合閘的操作[3]。

3.4、等值網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

在較大的電力系統(tǒng)中，由于所管轄的區(qū)域劃分和研究對(duì)象的側(cè)重需求，需要對(duì)研究系統(tǒng)以外的部分進(jìn)行等值，因此資源保留研究系統(tǒng)和一些邊界節(jié)點(diǎn)，才能更好的發(fā)揮短路電流計(jì)算效果，并實(shí)現(xiàn)等值電流，等值接地之路和等值線路的計(jì)算。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，也可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)等值采取簡(jiǎn)化處理，對(duì)于我國(guó)目前的電網(wǎng)編制來(lái)說(shuō)，每年的短路容量以及等值阻抗都需要進(jìn)行電網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交流。通過(guò)等值網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成短路容量以及等值阻抗的效果，利用自動(dòng)系統(tǒng)對(duì)每一條母線的三相短路進(jìn)行計(jì)算，從而得出母線段路電流的倒數(shù)，這也是正序的等值阻抗計(jì)算結(jié)果。在對(duì)母線進(jìn)行單項(xiàng)短路的計(jì)算時(shí)，需要對(duì)故障木星的零序等值阻抗進(jìn)行計(jì)算[4]。

3.5、變電站間隔層的繼電保護(hù)

對(duì)間隔層設(shè)置繼電保護(hù)裝置，也就是在變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用雙重化裝置，這是一個(gè)集中設(shè)置后備保護(hù)的過(guò)程。在后備保護(hù)系統(tǒng)的作用下，展開(kāi)集中的配置活動(dòng)。后備保護(hù)系統(tǒng)的作用是為變電站提供后背設(shè)備，另外還能提供開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)。除此之外保護(hù)作用還涉及到相鄰范圍內(nèi)的相連電路和對(duì)端母線。將后備電流作為基礎(chǔ)內(nèi)容，正確診斷電網(wǎng)的運(yùn)行問(wèn)題，同時(shí)也準(zhǔn)確診斷電網(wǎng)中存在的實(shí)際問(wèn)題。專門(mén)針對(duì)電網(wǎng)存在的跳閘現(xiàn)象提出有效地解決對(duì)策。在全站的外部電壓中集中裝配等級(jí)。對(duì)應(yīng)用的技術(shù)加以科學(xué)地調(diào)整。良好適應(yīng)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，能夠較好對(duì)應(yīng)電網(wǎng)的實(shí)際功能。以電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況為基礎(chǔ)依據(jù)，陳列幾種電網(wǎng)的運(yùn)行方案，全面分析站內(nèi)電網(wǎng)的實(shí)際情況，從而在方案中選擇出最佳的一套，以較好實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的繼電保護(hù)[5]。

結(jié)束語(yǔ)

由于技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)的短路故障和其他較為復(fù)雜的故障都伴隨著復(fù)雜的電磁和極端過(guò)程，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定短路電流計(jì)算的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，構(gòu)建完整的短路電流和故障計(jì)算策略，從而提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃毓瑄.基于Matlab軟件的水電站繼電保護(hù)仿真研究[J].黑龍江水利科技，2019，47（06）：61-64.

[3]張峰.基于微機(jī)綜合保護(hù)裝置的繼電保護(hù)改造[J].合成技術(shù)及應(yīng)用，2019，34（02）：60-64.

[4]廖鵡嘉.配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合的配電網(wǎng)故障處理探究[J].低碳世界，2019，9（06）：79-80.

[5]周?chē)?guó)平.發(fā)電機(jī)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)計(jì)算方法探討[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2019，（06）：133-134.

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