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

篇1

關鍵詞：定值整定；計算管理；繼電保護

中圖分類號：TM77文獻標識碼： A

引言

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

1、電網(wǎng)繼電保護整定計算的現(xiàn)狀分析

在電網(wǎng)建設與運行發(fā)展中，繼電保護整定計算是實現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作運行的重要基礎保障，對于電網(wǎng)工作運行以及建設發(fā)展有著非常重要的作用和影響。近年來，隨著電網(wǎng)建設的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護的結(jié)構裝置以及種類越來越復雜，進行繼電保護整定計算的工作量也越來越大，為了滿足電網(wǎng)繼電保護整定計算的相關需求，對于整定計算工作人員的專業(yè)化水平以及實踐經(jīng)驗要求也越來越高，而實際的電網(wǎng)建設中繼電保護整定計算主要依賴于人工手算，遠不能滿足電網(wǎng)繼電保護整定計算的實際需求，針對這種情況，在電網(wǎng)建設與計算機信息技術不斷發(fā)展應用基礎上，國內(nèi)外對于電網(wǎng)繼電保護整定計算的研究也有了一定的新突破與新發(fā)展，實現(xiàn)繼電保護整定計算系統(tǒng)軟件的設計，并在實際計算中得到應用。

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

2、繼電保護整定計算概述

繼電保護是研究電力系統(tǒng)故障并提出反故障措施的一個過程，因其在維護過程中與繼電器有關，因而稱其為繼電保護。從其名詞解釋中可以看到繼電保護的重要性，因為繼電保護關乎到能否在最短時間內(nèi)將故障帶來的破壞降到最低，從而達到維護供電設備與供電區(qū)域的用電安全與通達。然而繼電保護又與其定值計算有極大關系，因其對保持供電的穩(wěn)定和順暢有很大關系，所以加強對繼電保護整定計算特點分析是我們務必進行討論的課題。時代的發(fā)展讓全國電網(wǎng)互聯(lián)的工作日益復雜化，21世紀是一個數(shù)據(jù)時代，電力的發(fā)展也離不了高科技的數(shù)據(jù)平臺，有關繼電保護整定計算的相關軟件也不斷涌現(xiàn)，然而總的情況是各自為政，沒有一個共同的軟件，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維修。因而我們通過對繼電保護整定計算特點的分析在某種程度上增進了電力系統(tǒng)安全運行的可吸取之經(jīng)驗。

3、定值整定計算管理其在繼電保護之中的應用

3.1、電流速斷保護措施

我們在進行整定計算的時候，由于10kV的線路一般都是為了保護電流速斷最末級，因此定值計算就偏重于靈敏性，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保證。進而在進行實際計算的時候，需要我們按照保護安裝較近的線路最大的變壓器低壓側(cè)的故障進行整定。因此，當保護按照處變電站主變流保護為一般過流保護的時候，需要進行電路速斷定值與主變過流定值相配合。特殊線路的處理：①線路很短，最小方式時無人保護區(qū)；下一級為重要的用戶變電站時，要將速斷保護改為時限速斷保護。動作電流與下級保護速斷配合，此種情況出現(xiàn)在城區(qū)新建變電站或改造變電站的時候，我們建議保護配置用全面的微機進行保護，這樣改變保護方式就相對容易。我們在無法采用其它保護的情況下，可以依靠重合閘來保證選擇性。②當保護安裝處于主變過流保護為復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時，不能夠與主變過流配合。③當線路較長且相對規(guī)則的時候，線路上的用戶就會逐漸減小，我們就需要采用躲過線路末端的最大短路電流進行整定，這時候可靠的系數(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當速斷的定值較小或者與負荷電流相差不大的時候，我們需要先驗證速斷定值躲過勵磁涌流的能力，然后再往下繼續(xù)進行。2.2過電流保護我們按照躲過線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般是額定電流的6-8倍。因此，當重合閘線路需要躲過勵磁涌流的時候。我們需要決定線路總勵磁涌流就會小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此，我們在進行實際整定計算的時候，就會適當降低勵磁涌流系數(shù)。

3.2、TA飽和

在10kV的配電線路中，因為在整個線路的各個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，且會隨著系統(tǒng)運行方式或者是規(guī)模的改變而改變，其電流最高可達到TA幾百倍的額定電流，這個時候TA飽和的現(xiàn)象就會出現(xiàn)。此外，由于在短路電流當中會含有大量的非周期分量，暫態(tài)的短路故障也會加速TA的飽和。如果10kV的配電線路出現(xiàn)暫態(tài)的短路故障時，因TA處于飽和狀態(tài)，二次側(cè)的感應電流會很小，保護裝置就會因為能量不足而產(chǎn)生拒動作的可能，不但延長了故障的時間擴大了事故范圍，甚至會影響整個配電線路的穩(wěn)定安全運行，所以，TA飽和問題是應該引起重視的問題，因為其自身的難于控制和事故易擴大的特點。通常情況下對于這個問題的解決大致有以下兩種方法：一是在選擇繼電保護裝置特別是TA的時候，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，比如對于10kV的線路保護來說，TA的選擇變化范圍應不小于300/5。第二就是要盡量降低TA的二次負載阻抗，避免計量與保護共用TA，從而縮短TA的二次電纜長度，也加大了二次電纜的截面，以防止TA飽和的問題。

4、繼電保護整定計算中的重點與注意事項

我們已反復談到繼電保護整定計算對維護電網(wǎng)安全運行的重要性?？晌覀?nèi)砸紤]到一些突況下的繼電保護。

4.1、冬季，惡劣的天氣情況可能突然降臨

例如2008年的雪災、冰災造成了全國很大區(qū)域的用電困難。為此，我們要增強冰災用電方面的預防意識。因冰災期間的電網(wǎng)線路強弱電源變化無序，所以加強繼電保護定值的研究很有必要。這樣不僅能響應國家節(jié)能方面的要求，也能為此電網(wǎng)運行順暢。

4.2、既然繼電保護整定計算如此重要，因此要維持一個較穩(wěn)定的值就要加強繼電保護管理。要根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展與變化，及時修訂繼電保護的管理方案。同時也要加強繼電保護整定計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、任何一項活動的開展都少不了各個部分的合作。繼電保護整定值的運用中也少不了。例如在整定值的變更中，繼電保護整定人員，生技部門與調(diào)度部門要密切聯(lián)系和配合。再一個就是要在對定值更變時加強設備的檢修力度，并要按照一定的程序來申請變更方案，在獲得大多數(shù)部門的認可后再來開展后續(xù)工作。

5、結(jié)語

在配電網(wǎng)運行過程中，繼電保護發(fā)揮著極為關鍵的作用，而且繼電保護裝置工作過程中，繼電保護整定計算作為十分關鍵的環(huán)節(jié)，整定計算的準確性和可靠性是確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運行的基礎，所以需要我們在日常工作中加強繼電保護的整定計算，從而確保繼電保護系統(tǒng)能夠正常運行，確保電網(wǎng)能夠及時、穩(wěn)定的提供電能的供應。

參考文獻

[1]都健剛.繼電保護定值整定計算和管理中的自適應技術[D].四川大學,2003.

[2]鐘耀星.縣級電網(wǎng)繼電保護整定系統(tǒng)研制與應用[D].南昌大學,2013.

篇2

關鍵詞：三次諧波；定子接地保護、阻抗補償。

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慶縣交界處，是“西電東送”的標志性工程；總裝機容量420萬千瓦（6×700MW）。

小灣發(fā)電機采用整數(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個線圈。電站投產(chǎn)后，發(fā)電機線棒陸續(xù)出現(xiàn)電暈現(xiàn)象，阿爾斯通水電設備（中國）有限公司通過改進發(fā)電機定子繞組接線方式對線棒進行防暈處理。

發(fā)電機定子改接線不會改變發(fā)電機單相接地時的零序電壓分布規(guī)律，因此不會對利用零序電壓原理構成的定子接地保護造成影響，但發(fā)電機定子改接線改變了定子對地分布電容，會影響三次諧波定子接地保護及注入式定子接地保護的整定值。

1 發(fā)電機定子改接線簡介

小灣電廠發(fā)電機原繞組繞線方式中，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）之間的電勢差逐漸從零（中性點端）變大到18kV（出口段），繼而造成定子繞組電場分布不均，局部電勢差過高，加重了電暈。為解決電暈問題，小灣電廠對發(fā)電機定子進行改接線，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差始終保持在10.4kV左右，從而降低繞組間的局部電勢差、改善線棒間的電場分布，進而減少、減弱電暈的發(fā)生[1]。

2 發(fā)電機定子改接線對三次諧波定子接地保護定值的影響

發(fā)電機三次諧波定子接地保護是通過比較發(fā)電機機端和中性點的三次諧波電壓的比值，來判斷發(fā)電機是否滿足定子接地相關動作條件，以達到檢測距中性點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的動作判據(jù)為：U3T/U3N >K3wzd，式中： U3T、U3N為機端和中性點三次諧波電壓值，K3wzd為三次諧波電壓比定值。機組在并網(wǎng)后，受變壓器對地容抗的影響，機端等值容抗會發(fā)生較大的變化，三次諧波電壓比值也會隨之變化，因此微機保護在機組并網(wǎng)前后各設置一個三次諧波電壓比值整定值，根據(jù)機組出口斷路器位置接點變化自動切換。

根據(jù)實際運行情況，正常運行時機端和中性點三次諧波電壓比值并不是一個固定的值，隨著機組有功負荷變化而變化。這是因為：隨著發(fā)電機運行工況的改變，定子繞組各點溫升有差異，不同程度改變著定子繞組各點對地電導的大小；隨著發(fā)電機運行工況的改變，發(fā)電機沿磁極表面各部位飽和程度不一致，發(fā)電機磁場是不均勻分布的，由此造成三次諧波電動勢的不均勻；隨著發(fā)電機運行工況的改變，升壓變壓器的鐵芯飽和程度不同，變壓器產(chǎn)生的三次諧波電動勢也不同[3]。

發(fā)電機定子改接線后，改變了發(fā)電機定子繞組對地電容分布，將對機端和中性點三次諧波電壓比值U3T/U3N造成影響，同時比值U3T/U3N又隨著機組有功負荷變化而變化。因此需要實際測量定子改接線后，機組不同運行工況下機端和中性點三次諧波電壓比值的最大值，以此為依據(jù)對三次諧波電壓定子接地保護定值進行整定。

小灣電廠1、2、3號機組定子改接線前后三次諧波現(xiàn)場試驗測量數(shù)據(jù)如下表。

通過現(xiàn)場試驗測量可以看出，定子改接線后U3T/U3N的實測最大值比改接線前增大了，根據(jù)理論計算可以得出，發(fā)電機定子單相接地故障時：

（1）

（2）

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

3 發(fā)電機定子改接線對注入式接地保護定值的影響

3.1 注入式定子接地保護簡介

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

注入式接地保護的整定值主要有：接地電阻定值、安全接地電流定值、相角補償值、電阻補償值、電抗補償值、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)電機中性點經(jīng)接地變壓器高阻接地，當定子繞組發(fā)生單相接地故障時，其等效的基波零序回路電路如圖2所示。圖中，E為發(fā)電機相電壓；RE為故障點的接地過渡電阻；α為接地故障位置至中性點的匝數(shù)占定子繞組一相串聯(lián)總匝數(shù)的百分比；Rn為中性點接地電阻；Xc為三相定子繞組側(cè)系統(tǒng)對地總電容的容抗； U0為基波零序電壓；IE為流過故障點的基波零序電流。

考慮發(fā)生嚴重的機端接地故障，根據(jù)規(guī)程允許的接地故障電流值，通過等效電路求出接地過渡電阻值，此電阻值作為保護接地電阻報警值和調(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)電機一次側(cè)的電阻值。

根據(jù)公式（3）可以計算出機端接地故障時在規(guī)定接地故障電流下的過渡電阻值。接地過渡電阻值由兩部分組成：可以看出第一部分是一個固定值（機端接地時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，這是因為發(fā)電機定子繞組對地總電容的容抗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，機端接地故障時在規(guī)定接地故障電流下的過渡電阻計算值變化很小，所以注入式定子接地保護的接地電阻定值受發(fā)電機定子改接線的影響很小。

3.3 安全接地電流定值

發(fā)電機停機時，機端金屬性接地，串接一電流表，發(fā)電機零起升壓，當電流表顯示接地故障電流到達安全電流時，讀取保護裝置檢測到的流過接地變壓器電流IG0，作為安全接地電流的定值。這是比較準確的安全接地電流的整定方法[7]。

如圖2在定子繞組對地總電容和接地變壓器構成的并聯(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)電機定子繞組對地總電容的容抗Xc比RN大得多，所以流經(jīng)接地變壓器的電流占發(fā)電機接地故障電流的很大一部分。發(fā)電機定子改接線雖然改變了定子繞組對地總電容的容抗Xc，但Xc仍比RN大得多，定子繞組對地總電容和接地變壓器構成的并聯(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，所以對安全接地電流定值不會有太大的影響。

3.4 相角補償值

發(fā)電機在正常絕緣情況下，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、電流回路硬件檢測通道相位存在延遲差異，會使電壓、電流相位發(fā)生偏移。因此須查看正常狀態(tài)下保護裝置顯示的相角，然后通過修改相角補償值進行相角補償，使補償后的相角為270°[8]。

發(fā)電機定子改接線后改變了定子繞組對地總電容容抗Xc的大小，但不會改變注入電流、電壓的相角關系，因此發(fā)電機定子改接線對注入式定子接地保護的相角補償值沒有影響。

3.5 電阻、電抗補償值

電阻補償值、電抗補償值的整定方法為：發(fā)電機停機狀態(tài)下，接地變壓器高壓側(cè)對地短路，投入“補償試驗狀態(tài)投入”控制字，讀取測量電阻二次值作為電阻補償值，讀取測量電抗二次值作為電抗補償值。經(jīng)補償后裝置測量的電阻值應該接近為零[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是注入式電源電動勢，各參數(shù)均為20Hz下折算到接地變壓器二次側(cè)的值?？梢钥闯觯拥刈儔浩鞲邏簜?cè)對地短路時，所測量出來的電阻二次值、電抗二次值，實際上就是接地變壓器的電阻、電抗值，因此發(fā)電機定子改接線對注入式定子接地保護的電阻補償值、電抗補償值沒有影響。

3.6 電阻折算系數(shù)

理論上電阻折算系數(shù)，但實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計值之間有偏差，因此需按現(xiàn)場模擬接地故障試驗調(diào)整該系數(shù)。發(fā)電機停機狀態(tài)下，中性點對地經(jīng)過電阻接地，將實際電阻值與裝置中測量的接地電阻值進行比較，電阻折算系數(shù)，其中RE為實際接地故障電阻的阻值（一次值），為裝置測量到的接地電阻的二次值。調(diào)整折算系數(shù)后，裝置測量結(jié)果（一次值）應與實際電阻阻值相對應。由上述可見，電阻折算系數(shù)與電壓、電流回路變比有關，發(fā)電機定子改接線對注入式定子接地保護的電阻折算系數(shù)沒有影響。

3.7 電壓回路監(jiān)視定值

在發(fā)電機停機狀態(tài)下，發(fā)電機中性點做金屬性短路試驗，實測低頻零序電壓為，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)電機中性點金屬性短路時，其實測低頻零序電壓的大小與定子繞組對地總電容的容抗Xc無關，因此發(fā)電機定子改接線對注入式定子接地保護的電壓回路監(jiān)視定值沒有影響。

3.8 電流回路監(jiān)視定值

在發(fā)電機停機狀態(tài)下，無接地故障時，保護裝置實測低頻零序電流為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。

無故障時保護裝置檢測到的低頻零序電流主要為發(fā)電機對地低頻電容電流，其大小與定子繞組對地總電容的容抗Xc有很大關系，因此發(fā)電機定子改接線對注入式定子接地保護的電流回路監(jiān)視定值有較大影響。

3.9 注入式定子接地保護現(xiàn)場試驗情況

小灣電廠1、2、3號機組定子改接線前后注入式定子接地保護現(xiàn)場試驗整定數(shù)據(jù)如下表。

從表中數(shù)據(jù)可以看出，小灣電站發(fā)電機定子改接線前后，通過現(xiàn)場試驗方法整定的注入式定子接地保護的相角補償值、電阻補償值、電抗補償值、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

【關鍵詞】繼電保護； 安全運行； 改進措施

繼電保護試驗的宗旨就是檢測繼電保護設備質(zhì)量，從各種技術參數(shù)中判斷保護的好壞，達到保證設備正常工作之目的。因此，對繼電保護試驗中發(fā)生的問題進行分析，制定改進預防措施，對于工程實踐，有著重要的現(xiàn)實意義。

1繼電保護的基本要求

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

1.1 基本結(jié)構

繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的模擬量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化，構成繼電保護動作的原理，也有其他的開關量。大多數(shù)情況下，繼電保護裝置分為四大模塊，如圖所示：測量單元、定值設定單元、邏輯處理單元、執(zhí)行單元。

1.2 基本功能

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

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

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

1.3基本要求

由于繼電保護的重要性，其裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。

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

2 繼電保護裝置故障異常動作原因類型統(tǒng)計分析

綜合某電建公司繼電保護班的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在多個110KV變電站試運期間，裝置共動作182 次。繼電保護裝置異常動作原因類型統(tǒng)計如表1 所示。

表1 繼電保護裝置故障異常動作原因類型統(tǒng)計

注：其它類型故障導致繼電保護動作的原因主要是指直流接地、直流保險熔斷、直流回路串入交流信號、電壓抽取不正常、一次設備等引起的保護裝置異常動作。

從表1 統(tǒng)計的數(shù)字來看，占前五位的異常動作原因分別是定值整定問題、接線問題、瞬時缺陷，分別占故障總次數(shù)的35.3%、17.6% 、13.2%。“定值整定問題”原因造成繼電保護裝置異常動作占首位（35.3%）。定值整定問題系指對繼電保護設備整定得不合理，造成繼電保護裝置誤動或者拒動。而接線問題也占有較大份額，說明這類故障也要引起工作人員足夠的重視。

3 問題分析

3.1 繼電保護定值整定

針對繼電保護裝置異常動作原因的微機保護大量使用后，整定試驗不應該再作為檢驗工作的重點，雖然現(xiàn)在的檢驗規(guī)程，包括針對微機保護的檢驗規(guī)程，對定值試驗仍保留了較大篇幅。從近年來發(fā)現(xiàn)的定值整定方面的問題看，主要集中在控制字整定、臨時定值整定及應用、綜自站改定值等方面，問題的發(fā)生基本上都與人員技術水平和責任心相關，而不是保護裝置本身的定值錯誤。

3.2 回路檢查試驗

接線問題造成的故障，作為專業(yè)人員，應當根據(jù)二次回路的特點，按照檢驗規(guī)程的規(guī)定及具體工程的實際，進行必要項目的檢查，因為二次回路涉及整個變電站，較保護裝置影響范圍更廣，這是形成了當前安裝檢驗的重點。

4 改進預防措施

4.1 單體調(diào)試前

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

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

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

4.2 整組試驗

整組試驗時要采用動態(tài)方式進行。在試驗開始前應打印一份定值與正式定值核對，定值單上沒有的定值應認真記錄，裝置內(nèi)調(diào)整的系數(shù)，將裝置插件拔出檢查并記錄。試驗時定值要按運行定值擺放。在試驗過程中如有疑問應仔細檢查，不能讓輕易放過任何細小的問題。試驗時應按定值的1.05倍與0.95倍來檢查裝置，應該動作的必須動，不該動作的必須不動。動作的時間應用試驗設備采集并分析是否正確。如果設備可以打印故障波形的要將波形打印出來分析。

帶有方向的保護必須做正、反方向試驗，結(jié)合TA的一次及二次極性接法，并對照保護定值驗證保護的方向性是否正確。保護裝置相關韻閉鎖條件必須一一模擬檢驗其閉鎖功能是否正常。對于定值投入的信號均要逐一檢驗，如過負荷閉鎖有載調(diào)壓、TA斷線等。

篇4

【關鍵詞】繼電保護;整定計算;運行維護

前言

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

1 繼電保護整定計算

1.1 繼電保護整定計算的基本任務及步驟

繼電保護整定計算的基本任務：就是要對系統(tǒng)裝設的各種繼電保護裝置進行整定計算并給出整定值。任務的實施需要對電力系統(tǒng)中的各種繼電保護，編制出一個整體的整定方案。整定方案通常按兩種方法確定，一種是按電力系統(tǒng)的電壓等級或設備來編制，另一種按繼電保護的功能劃分方案來編制。因為各種保護裝置適應電力系統(tǒng)運行變化的能力都是有限的，所以繼電保護整定方案也不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化，當其超出預定的適應范圍時，就需要對全部或部分保護定值重新進行整定，以滿足新的運行需要。如何獲得一個最佳的整定方案，要考慮到繼電保護的快速性、可靠性、靈敏性、選擇性之間求得妥協(xié)和平衡。因此，整定計算要綜合、辨證、統(tǒng)一的運用。

1.2 進行整定計算的步驟大致如下

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

（2）進行短路故障計算。

（3）按同一功能的保護進行整定計算，如按距離保護或按零序電流保護分別進行整定計算，選取出整定值，并做出定值圖。

（4）對整定結(jié)果進行比較，重復修改，選出最佳方案。最后歸納出存在的問題，并提出運行要求。

（5）畫出定稿的定值圖，并編寫整定方案說明書。

2 加強繼電保護運行維護的相關措施

2.1 優(yōu)化繼電保護原則

電力系統(tǒng)繼電保護運行維護要將系統(tǒng)安全作為繼電發(fā)展的基礎，對繼電保護原則進行設計提高電力系統(tǒng)安全運行質(zhì)量。在對系統(tǒng)安全原則、宏觀規(guī)劃原則進行應用的過程中要對電力系統(tǒng)目標進行明確，對目標進行分層落實、逐層安排，實現(xiàn)管理環(huán)節(jié)一體化。繼電人員要對繼電保護裝置運行狀態(tài)進行檢修，對監(jiān)控工作、繼電保護周期等進行設置和調(diào)整，要對電力系統(tǒng)全過程形成完善的繼電保護內(nèi)部操作。

2.2 繼電運行維護的具體內(nèi)容

繼電保護裝置要對可能出現(xiàn)的異常狀況進行分析，對繼電保護各項指標進行全面監(jiān)測，降低繼電保護運行維護問題的發(fā)生率。要對電力系統(tǒng)繼電保護裝置的狀況進行實時控制，對相關數(shù)據(jù)及時進行上報，提高主管部門對設備運行狀況的了解程度。

相關人員要對檢修內(nèi)容進行明確，對檢修操作進行合理安排。要積極與負責人進行協(xié)商，嚴格依照標準要求進行檢修中的分合開關操作、二次接線操作，降低可能出現(xiàn)的意外狀況。

保護動作是繼電保護的重要部分。在進行維護的過程中要將保護工作信號作為保護的基本點，對保護故障發(fā)生原因、發(fā)生狀況、處理操作內(nèi)容進行記錄，為后續(xù)設備運行打下良好的基礎。

繼電保護裝置的操作權限應有非常嚴格的把關，相關人員需要完全了解設備運行工況及部門允許的情況下才能對設備進行拆卸、重置等操作，防止繼電保護裝置出現(xiàn)異常造成無法實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護安全可靠運行要求。

2.3 繼電保護運行維護優(yōu)化方案

繼電保護技術能夠完成對數(shù)據(jù)的迅速處理，實現(xiàn)智能處理和人機互動，改善人機互動質(zhì)量及從本質(zhì)上提高運行設備的可靠性。在進行優(yōu)化的過程中相關人員要對保護基礎、日常維護、人員技術等進行提升，提高運行維護水平。

（1）加大繼電保護投入。在進行繼電保護運行維護的過程中，單位企業(yè)要首先對繼電保護投入進行加大，增強保護基礎和保障質(zhì)量。隨著當前計算機技術的不斷完善和提高信息技術已經(jīng)逐漸應用到繼電保護過程中。通過對繼電保護設備、材料、通道等的提升，可以有效提高繼電保護技術數(shù)據(jù)處理效果，滿足繼電保護裝置對大容量故障信息的貯存要求。單位企業(yè)要對設備資源進行合理引進，加大資金控制力度和資金投入力度增強投運后的維護效果。

（2）加強繼電保護日常維護。單位企業(yè)要建立完善的日常維護體系，擴大數(shù)據(jù)監(jiān)測范圍及內(nèi)容，對日常運行的數(shù)據(jù)進行強化，實現(xiàn)對日常維護運行的完善和提升。要對可能出現(xiàn)的故障及時進行預防和處理，對出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進行分析和制動，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。要對運行質(zhì)量的控制力度進行強化，對自身的故障處理能力進行提升。除此之外，部門之間還要對日常維護操作進行合理安排，對日常維護人員進行合理分配，明確增強系統(tǒng)建設效果。通過部門之間的層層落實、層層監(jiān)督，為電力系統(tǒng)繼電保護正常運行建立良好的外部環(huán)境，增強運行質(zhì)量和效果。

（3）增強運行維護人員技能素質(zhì)。運行維護人員的素質(zhì)和技術直接關系到電力系統(tǒng)繼電保護運行維護質(zhì)量，是保護操作的軟基礎。因此單位企業(yè)要對自身的運行維護人員進行全面教育，對電力系統(tǒng)繼電保護運行維護人員的維護技術和維護意識進行提升，提高檢修效果和檢修質(zhì)量。要對人員的技術效果進行考核，確保人員完全符合運行要求后方可進行上崗操作。單位企業(yè)要定期對人員技術理論進行提升，加強對先進技術知識及更新維護設備的宣傳，提高人員對電力系統(tǒng)繼電保護運行維護知識的了解和認識。

3 結(jié)語

綜上可知，繼電保護整定計算系統(tǒng)已經(jīng)給電力系統(tǒng)保護帶了巨大的便利，提升了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定與效率。上文主要就繼電保護整定計算的任務、步驟及計算機的實現(xiàn)進行了分析，且提出來一系列繼電保護運行維護的建議?？偠灾谖磥淼碾娏κ聵I(yè)發(fā)展中，電網(wǎng)結(jié)構勢必會更加復雜，人們對電力的供應質(zhì)量也將提出更高要求，繼電保護系統(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系統(tǒng)的運行維護水平，使其為保證電力系統(tǒng)安全運行做出更大貢獻。

參考文獻：

篇5

關鍵詞：繼電保護整定計算軟件；通用性；實用性；研究

前言：

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷的擴大和繼電保護技術不斷的提高，使得繼電保護整定計算工作的復雜度和工作量加大。為此，通過對繼電保護整定計算軟件的通用性和實用性開展有效地研究，建立起完善的繼電保護整定計算系統(tǒng)，不僅可以滿足繼電保護整定計算人員的工作需要，而且可以提高工作效率和促進電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，同時將有效提升電力企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平。

一、繼電保護整定計算軟件的通用性研究

具備通用性的繼電保護整定計算軟件要實現(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)構特點對電力系統(tǒng)運行方式和范圍進行確定；其次，整定計算軟件必須可以精確計算和管理多樣化的數(shù)據(jù)，為繼電保護整定計算人員提供更多的參考；最后，繼電保護整定計算人員進行計算繼電保護定值時，必須要嚴格按照規(guī)章制度的要求和電網(wǎng)運行過程中的實際情況而進行。通用性的整定計算程序?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整定計算軟件，需要對電力通用數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化與其他廠家的整定計算軟件進行對接，首先需要國家電力行業(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：電力運行中的線路、電力設備的參數(shù)等；第二，配合定值數(shù)據(jù)，電力運行中，各條線路的配置都具有固定的定值和時間等；第三，繼電保護工作中的各種配置數(shù)據(jù)以及繼電保護裝置中的各類定值數(shù)據(jù)；第四，電力系統(tǒng)中，各個數(shù)據(jù)項的特性描述數(shù)據(jù)。

2.實現(xiàn)繼電保護整定計算軟件通用性的關鍵

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

二、繼電保護整定計算軟件的實用性研究

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

1.整定計算軟件需要具備較強的工作能力

繼電保護的整定計算工作尤其復雜，而計算的各個環(huán)節(jié)都必須謹慎，如有絲毫的馬虎，則會對繼電保護整定計算軟件的實用性有著較大的影響。一般情況下，整定計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)、故障計算分析的環(huán)節(jié)、配合計算環(huán)節(jié)、管理保護裝置配置數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)、定值項計算、管理、傳送環(huán)節(jié)等。在整定計算工作中，任意一個環(huán)節(jié)都是必不可少的，每一個環(huán)節(jié)的計算結(jié)果對下一個環(huán)節(jié)的計算有著較大的影響，由此，如果在繼電保護工作中進行整定計算時，缺少任意環(huán)節(jié)或者只選用一個環(huán)節(jié)，對繼電保護計算工作有著極大的影響。

2.保證繼電數(shù)據(jù)的安全性

繼電保護的整定計算工作中，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，需要在進行繼電保護整定計算中，保障計算數(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，隨著我國電網(wǎng)的不斷深入發(fā)展，繼電保護會產(chǎn)生越來越多的數(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)的繼承性是針對于流動的數(shù)據(jù)，既可以使數(shù)據(jù)為整定計算工作提供有效參考，又可以使數(shù)據(jù)具有一定的時效性。

3.營造一個良好的用戶操作環(huán)境

繼電保護的整定計算程序由多個模塊構成，因而在整定計算程序運行中，應該注重各模塊間的協(xié)調(diào)性，增強程序的整體感，為用戶提供更大的方便。要想為用戶提供一個良好的操作環(huán)境，首先，需要相關人員在主界面上設置可以調(diào)動其它模塊的功能，使用戶可以通過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，將各個界面的操作、風格等進行統(tǒng)一設計，以增強整體感；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.考慮電力運行環(huán)境的要求和問題

首先，考慮電力運行環(huán)境的要求，例如：對操作系統(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，考慮電力運行環(huán)境的可維護性問題，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以適應電力發(fā)展的需要，保證電力運行環(huán)境的可維護性，有利于電網(wǎng)的發(fā)展。最后，考慮電力運行環(huán)境的個性化問題，用戶可以根據(jù)自身風格對界面進行字體、顏色等方面的設置。

三、建立和完善繼電保護的管理系統(tǒng)

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

四、結(jié)論

繼電保護工作在電力企業(yè)中發(fā)揮著重要作用，對繼電保護整定計算軟件進行實用性和通用性的研究有著重要意義，既提高繼電保護工作人員的工作效率，又促進電網(wǎng)安全運行，還可以通過研究以建立和完善繼電保護的管理系統(tǒng)。

參考文獻：

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篇6

關鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護裝置：仿真系統(tǒng)：實現(xiàn)技術要點

根據(jù)保護通用模型來實現(xiàn)各種保護裝置的功能。設立保護總的故障入口，另外把保護分為4大模塊，分別是線路、變壓器、母線和發(fā)電機，每一種模塊中包含了一些具體的保護函數(shù)實現(xiàn)各自的功能。本文通過了解繼電保護仿真系統(tǒng)的分類及組成對事故中繼電保護裝置動作行為和線路保護及其仿真原理進行分析。

1 繼電保護系統(tǒng)仿真技術的分類

1．1 數(shù)?；旌戏抡婕夹g

電網(wǎng)重要的發(fā)電機、電動機等旋轉(zhuǎn)設備采用數(shù)學模擬方法，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)字實時仿真系統(tǒng)模擬，通過功率連接技術實現(xiàn)全數(shù)字實時仿真與物理仿真裝置的連接，從而構成兼有物理和數(shù)字模擬技術特點，并且能夠突破模擬規(guī)模限制為特征的實時電力系統(tǒng)數(shù)?；旌戏抡婺M。該技術是實現(xiàn)大電網(wǎng)關鍵技術突破的重要依托之一，是實現(xiàn)電網(wǎng)關鍵仿真模擬功能的重要試驗驗證手段之一。

1．2 動態(tài)模擬仿真技術

具有多年的動態(tài)模擬仿真技術研究經(jīng)驗，可以實現(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、數(shù)字式電壓、電流互感器等的動態(tài)模擬?？砷_展繼電保護和安全自動裝置的試驗研究；保護控制裝置與通道的聯(lián)合測試；負荷模型、發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)參數(shù)的試驗研究：可控電抗器、靜止無功補償、故障限流器等新型設備的性能及對系統(tǒng)影響的試驗研究。

1．3 建模技術

采用統(tǒng)計綜合法、總體辨測法、故障擬合法等技術，開展負荷模型建模研究及SLM 綜合負荷模型適應性研究；結(jié)合機組勵磁及PSS參數(shù)實測、調(diào)速系統(tǒng)實測技術研究工作，進行大電網(wǎng)發(fā)電機控制系統(tǒng)仿真建模及校核技術研究。

2 事故中繼電保護裝置動作行為的分析

如果在電網(wǎng)故障中，保護裝置有不正確動作行為，要根據(jù)當時的系統(tǒng)實際運行方式，在尋找到的故障點處模擬相同的故障類型，來計算相關變電站和發(fā)電廠的電壓、電流及阻抗等值，觀察保護的動作情況，分析故障中的保護裝置的動作行為。并與錄波結(jié)果進一步進行核實，以保證與當時的實際情況相符，從而驗證了保護裝置動作的正確與否。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，為繼電保護工作提供了先進的管理手段。

在電網(wǎng)運行中，會出現(xiàn)很多難以預料的運行方式，這些運行方式在保護整定計算中，是沒有考慮的，也是無法預料的。利用繼電保護仿真程序，可以很方便地校驗臨時方式各種保護的靈敏度，對緊急情況或電網(wǎng)事故作出正確的處理。

3 繼電保護仿真系統(tǒng)的組成

繼電保護仿真程序就是利用計算機程序模擬電力系統(tǒng)各種故障，用故障量來檢測保護的動作行為，并能輸出各站的保護動作情況。其主要由程序和數(shù)據(jù)庫2部分組成。

3．1 數(shù)據(jù)庫

(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)構圖，應標有斷路器狀態(tài)，斷路器在斷開位置和合閘位置應有明顯區(qū)別，以提醒計算人員有關保護動作跳閘情況。

(2)繼電保護定值庫。1)元件參數(shù)：電網(wǎng)元件參數(shù)數(shù)據(jù)是用來模擬故障計算時的依據(jù)，必須是電網(wǎng)運行元件的實測參數(shù)。2)繼電保護定值庫：與在電網(wǎng)中運行的實際定值一致，包括各種保護的定值。

3．2 程序部分

程序主要包括以下幾個部分：模擬故障計算、保護動作行為的判斷和報告輸出等。

(1)模擬故障計算程序：模擬故障計算程序是仿真系統(tǒng)的核心，它應能模擬各種故障類型，并對各廠、變每條線的保護的各種測量值進行計算，如相電壓、相電流、相問阻抗、接地阻抗、零序電流、負序電流等。(2)輸出報告：比較完畢后，輸出保護動作情況報告，并在電網(wǎng)一次結(jié)線圖上標明保護動作情況。

4 線路保護及其仿真

4．1 線路保護配置原理

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

4．2 管理功能

4．2．1 定值單的自動生成功能

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

4．2．2 計算書自動生成功能

定值整定的整個過程都自動記錄在計算書中。手工進行整定計算時，計算書同步顯示，清楚地顯示每步操作的情況，十分方便。計算書可以查看、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?？刹殚喐鞫ㄖ祮螌难b置型號、保護對象、定值單編號等。可以將待執(zhí)行定值單通過點擊轉(zhuǎn)化為已執(zhí)行定值單，并自動添加執(zhí)行日期。可以將已執(zhí)行定值單通過點擊轉(zhuǎn)為已作廢定值單，并自動記錄作廢日期。對于已作廢的定值單可設定保留期限，到期后自動刪除。

5 變壓器保護及仿真

5．1 變壓器保護的邏輯動作原理

變壓器保護主保護的邏輯動作方式比較簡單，不管設置的內(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。當變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，搜索此變壓器上安裝的保護，并根據(jù)其動作時延進行排序，動作時延最短的即為動作的保護，由于變壓器很多保護都是零秒延時，因此有可能2個保護同時動作。當變壓器發(fā)生外部絕緣套管及引出線處發(fā)生故障時則認為差動保護動作。保護變壓器防止出現(xiàn)故障和后備保護的動作

情況與線路故障基本相同。

5．2 變壓器保護模型仿真流程

系統(tǒng)中的變壓器保護是由函數(shù)TransformerSimulator來實現(xiàn)的，變壓器保護的程序流程框圖如圖1所示。

變壓器保護仿真程序流程圖

6 結(jié)語

本文以基于邏輯的保護通用為基礎，并根據(jù)實際保護元件的特點，對各種元件保護原理實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。分別對線路保護、母線保護、變壓器保護及發(fā)電機保護中各相具體保護裝置明確動作原理及判據(jù)，而后建立相應的數(shù)學模型及程序?qū)崿F(xiàn)，并對其作必要的解釋說明，根據(jù)各類的保護裝置的相互配合，即可仿真實現(xiàn)整個繼電保護系統(tǒng)的仿真。

[參考文獻】

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關鍵詞：繼電保護；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)，對電網(wǎng)中繼電保護設備的要求不僅僅局限于邏輯功能正確、動作可靠，更重要的是強調(diào)各級電網(wǎng)的繼電保護設備的動作行為必須嚴格配合，在一次設備發(fā)生故障時，保護裝置必須做到該動必動，不能誤動。繼電保護定值作為保護設備能否正確動作的直接依據(jù)，各級繼電保護裝置動作行為的配合實際上就是保護定值的配合。如果對保護定值的正確性進行校驗就必須考慮到各級保護定值的逐級配合，聯(lián)系各級電網(wǎng)對定值進行系統(tǒng)的校驗。

由于電力系統(tǒng)故障的瞬時性、突發(fā)性、破壞性以及故障過程的不可逆轉(zhuǎn)性，現(xiàn)有的技術手段尚不能對電網(wǎng)各級保護定值進行系統(tǒng)的檢驗。本系統(tǒng)在現(xiàn)已成熟的電網(wǎng)一次設備電磁暫態(tài)仿真（DDRTS仿真系統(tǒng)）技術的基礎上，采用圖形化仿真支撐平臺系統(tǒng)建立電網(wǎng)中各種繼電保護設備的數(shù)字化模型――虛擬繼電器，將電網(wǎng)中各級保護定值置入虛擬繼電器，通過對電網(wǎng)進行各種電磁暫態(tài)過程仿真，觀察各虛擬繼電器的動作情況，從而檢驗電網(wǎng)中各級繼電保護定值的正確性。

2 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)的數(shù)字化建模

DDRTS是基于微機開放式的體系結(jié)構和自主開發(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)過程，可以進行電力系統(tǒng)一次系統(tǒng)部分的仿真計算。

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、勵磁機及勵磁調(diào)節(jié)裝置、調(diào)速器、電動機、變壓器、負荷、斷路器等，能夠根據(jù)系統(tǒng)實際接線結(jié)構、元件參數(shù)對一次系統(tǒng)的運行情況進行準確的計算，輸出與系統(tǒng)實際相同的電壓、電流波形。

2.1 實際電力系統(tǒng)模型的建立

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

2.2 各種典型保護的建模

為構建電網(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)仿真測試

針對以上系統(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)果對比一、二次采樣同步、數(shù)據(jù)計算模塊運行情況，分析驗證保護采樣接口算法、濾波算法、各種保護算法的原理、配合效果，整定方案合理性等環(huán)節(jié)，從而對系統(tǒng)的正常、異常及事故運行情況進行預測，從而采取有效措施保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，減少事故損失。

⑴系統(tǒng)正常運行情況下一次系統(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

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

4 二次系統(tǒng)整定方案校驗

在已建立的一二次仿真模型上，將保護整定方案輸入保護模塊，實際模擬各種不同類型的故障和各種異常情況（主保護退出、開關拒動）下的故障，保護動作邏輯均正確，同時也反應出當主保護退出后，后備保護的配合不易整定。

5 結(jié)論

虛擬繼電器開發(fā)及仿真研究系統(tǒng)的應用，有利于提高繼電保護整定值校驗的可靠性，避免因整定失誤造成不可預見的電網(wǎng)事故，降低定值復核所投入的人力、物力大幅度提高了工作效率，對優(yōu)化二次電網(wǎng)結(jié)構編制技術改造方案提供有力的技術支撐。

[參考文獻]

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【關鍵詞】220kV電網(wǎng)繼電保護；自動重合閘；縱聯(lián)保護；零序電流保護

引 言

繼電保護是電力系統(tǒng)在發(fā)生故障或出現(xiàn)威脅安全運行狀況時，利用繼電器來保護發(fā)電機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間內(nèi)，自動從系統(tǒng)中切除故障設備，或者發(fā)出信號讓工作人員能及時排除故障，從而將損失減少到最小。在文中，所確定的220kV及以上電網(wǎng)繼電保護研究范圍主要指220kV、330kV、及500kV電網(wǎng)。這三個等級的電網(wǎng)繼電保護可以通過線路、母線以及與電網(wǎng)保護配合有關的變壓器等電力設備繼電保護運行整定。但文章以自動重合閘保護、縱聯(lián)保護和零序電流保護方法為研究對象，主要是由于這些方法的運用可以保證220kV及以上電網(wǎng)繼電保護實施的快速性、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)主保護運行情況年統(tǒng)計表

繼電保護方法 自動重合閘保護 縱聯(lián)保護 零序電流保護

動作總次數(shù) 4026 7312 2580

正確動作次數(shù) 4016 7244 2575

不正確動作次數(shù) 誤動 3 64 3

拒動 7 4 7

年正確動作率（100%） 99.75 99.07 99.75

1、220kV及以上電網(wǎng)繼電保護原則

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

220kV及以上電網(wǎng)的繼電保護，必須滿足可靠性、速動性、選擇性及靈敏性的基本要求?？煽啃杂衫^電保護裝置的合理配置、本身的技術性能和質(zhì)量以及正常的運行維護來保證：速動性由配置的全線速動保護、相間和接地故障的速斷段保護以及電流速斷保護取得保證；通過繼電保護運行整定，實現(xiàn)選擇性和靈敏性的要求，并處理運行中對快速切除故障的特殊要求。對于300～500kV電網(wǎng)和聯(lián)系不強的220kV電網(wǎng)，在保證繼電保護可靠動作的前提下，重點應防止繼電保護裝置的非選擇性動作：而對于聯(lián)系緊密的220kV電網(wǎng)，重點應保證繼電保護裝置的可靠快速動作。

2、220kV及以上電網(wǎng)繼電保護方式分析

2.1自動重合閘繼電保護

自動重合閘裝置是當斷路器跳開后按需要自動投入的一種自動裝置。從上表可以看出其正確動作率達到了99.75％，采用自動重合閘的繼保護可以在提高供電的可靠性的基礎上，保證電網(wǎng)系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，并糾正斷路器的誤跳閘。下面來看一組數(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

電壓等級 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，針對上表所描述的現(xiàn)象，可以通過自動重合閘繼電保護，以提高其準確性。常用方式有單相自動重合閘和綜合重合閘兩種。

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

(2)綜合重合閘是指當發(fā)生單相接地故障時，采用單相重合閘方式，而當發(fā)生相間短路時，采用三相重合閘方式。實現(xiàn)綜合重合閘回路接線時應考慮的一些問題：①單相接地故障時只跳故障相斷路器，然后進行單相重合。②相間故障時跳三相斷路器，然后進行三相重合。③選相元件拒動時，應能跳開三相并進行三相重合。④對于非全相運行中可能誤動的保護，應進行可靠的閉鎖；對于在單相接地時可能誤動作的相間保護(如距離保護)，應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時，應能自動斷開其它兩相。⑥任意兩相的分相跳閘繼電器動作后，應能跳開三相并進行三相重合。⑦無論單相或三相重合閘，在重合不成功后，應能加速切除三相，即實現(xiàn)重合閘后加速。⑧在非全相運行過程中又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護應能有選擇性予以切除。⑨當斷路器氣壓或液壓降低至不允許斷路器重合時，應將重合閘回路自動閉鎖；但如果在重合閘的過程中下降到低于運行值時，則應保證重合閘動作的完成。

2.2縱聯(lián)保護

隨著電力技術的發(fā)展，220kV及以上電網(wǎng)縱聯(lián)保護目前采用反應兩側(cè)電量的輸電線路縱聯(lián)保護，其工作原理如圖2所示。通過利用通信通道將兩端的保護裝置縱向聯(lián)結(jié)起來，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，保證繼電保護的選擇性。

縱聯(lián)保護一般分為方向比較式縱聯(lián)保護和縱聯(lián)電流差動保護兩種，在從具體方式上來看主要有縱聯(lián)差動保護、高頻保護、微波保護、光纖差動保護等，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要求有所不同，在此就高頻保護整定稍作概述。

在反映不對稱故障的起動元件整定時，高定值起動元件應按被保護線路末端兩相短路、單相接地及兩相短路接地故障有足夠的靈敏度整定，12力爭大于4.0，最低不得小于2.0。同時要可靠躲過三相不同步時的線路充電電容電流，可靠系數(shù)大于2.0。低定值起動元件應按躲過最大負荷電流下的不平衡電流整定，可靠系數(shù)取2．5。高、低定值起動元件的配合比值取1.6～2.0。

2.3零序電流保護

零序電流保護一般為四段式。在復雜環(huán)網(wǎng)中為簡化整定配合，零序電流保護I、II、III、Ⅳ各段均可分別經(jīng)零序功率方向元件控制。如實際選用的定值，不經(jīng)過方向元件也能保證選擇性時，則不宜經(jīng)方向元件控制。為了不影響各保護段動作性能，零序方向元件要有足夠的靈敏度，在被控制保護段末端故障時，零序電壓應不小于方向元件最低動作電壓的1.5倍，零序功率應不小于方向元件實際動作功率的2倍。

方向零序電流I段定值和無方向零序電流I段定值，按躲過本線路區(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，尚應按躲過本線路非全相運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)保護能保證經(jīng)常投入運行，可按與相鄰線路縱聯(lián)保護配合整定，躲過相鄰線路末端故障。否則，按與相鄰線路在非全相運行中不退出運行的零序電流II段配合整定；若無法滿足配合關系，則可與相鄰線路在非全相運行過程中不退出工作的零序段配合整定。零序電流II段定值還應躲過線路對側(cè)變壓器的另一側(cè)母線接地故障時流過本線路的零序電流。零序電流III段定值，按靈敏性和選擇性要求配合整定，應滿足靈敏度要求，并與相鄰線路在非全相運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)應不大于300A，按與相鄰線路在非全相運行中不退出工作的零序電流Ⅲ段或Ⅳ段配合整定。對采用重合閘時間大于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行中健全相故障時的選擇性配合，此時，零序電流Ⅳ段的動作時間宜大于單相重合閘周期加兩個時間級差以上。當本線路進行單相重合閘時，可自動將零序電流Ⅳ段動作時間降為本線路單相重合閘周期加一個級差，以取得在單相重合閘過程中相鄰線路的零序電流保護與本線路零序電流Ⅳ段之間的選擇性配合，以盡快切除非全相運行中再故障。線路零序電流保護的電流定值和時間定值可參照相關規(guī)范進行設定。

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關鍵詞：繼電保護 傳統(tǒng)電流保護

中圖分類號： TM77 文獻標識碼： A 文章編號：

0 引言

自適應繼電保護是20世紀80年代提出的研究課題。其基本思想是使保護裝置盡可能地適應電力系統(tǒng)的各種變化，改善保護性能，使其能夠適應電力系統(tǒng)各種運行方式和復雜故障類型，有效地處理故障信息，從而獲得更可靠的保護。自適應繼電保護能夠克服同類型傳統(tǒng)保護長期以來存在的困難和問題，改善保護的動作性能。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前自適應保護在電力系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛運用。2006年1月13日由國家知識產(chǎn)權局公布：經(jīng)國家電網(wǎng)公司推薦，國電自動化研究院薛禹勝院士發(fā)明的“電力系統(tǒng)的自適應系統(tǒng)保護方法”榮獲中國專利優(yōu)秀獎。

1 自適應電流速斷保護

電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求包括選擇性和速動性。當發(fā)生故障時，繼電保護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。這種在電流瞬時增大時動作的電流保護就是電流速斷保護。

傳統(tǒng)的速斷裝置是在離線狀態(tài)下，假定工作在最大運行方式下，當線路末端發(fā)生短路時確定出保護整定值。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構越來越復雜，其規(guī)模越來越大，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，整定值雖然相對合理，但與實際運行狀態(tài)仍有區(qū)別，它必將導致保護裝置不能總是運行在最佳狀態(tài)；另一方面，整定值是假設工作在最大運行方式下得到的，當系統(tǒng)運行在其它(或最小)運行方式時，保護可能失效。

自適應電流速斷保護特點是可以根據(jù)電力系統(tǒng)的運行方式和故障狀態(tài)實時改變保護性能和整定值，使保護性能最優(yōu)化。

1．1 傳統(tǒng)電流速斷保護原理

根據(jù)電力系統(tǒng)短路分析，當電源電勢一定時，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；

Zd ,―短路點至保護安裝處的阻抗，即被保護線路的阻抗；

Zs―保護安裝處到系統(tǒng)等效電源的阻抗。

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

則流過保護的電流的整定值

ID=KkId.max，(3)

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

以上僅是理論上的計算值，在實際運行中，短路電流還與故障點的位置和故障類型有關，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，在相間短路保護條件下，三相短路時，Kd =1；兩相短路時，Kd：√3／2。

令ID.1=ID，可得電流速斷最小保護范圍為

a=Kd/(Zs.min+Zd)/Kk.Zd-Zs/Zd。(5)

由以上公式可以分析得出，傳統(tǒng)速斷保護的保護范圍總是小于最大運行方式下的保護范圍，且保護范圍受系統(tǒng)運行方式的影響很明顯，嚴重時甚至會出現(xiàn)保護范圍為0的情況，這是亟待解決的突出問題。

1.2自適應電流速斷保護原理

自適應電流保護的特點是利用微型機的計算和記憶功能，在線計算出電流速斷保護的整定值，即讓整定值隨著運行方式和故障類型的變化而變化。

自適應電流保護整定值

I,D=KkKdE/Zs+Zd’ (6)

式中：E ―系統(tǒng)等效電源的相電勢；

Zd― 短路點至保護安裝處的阻抗，即被保護線路的阻抗；

Zs―保護安裝處到系統(tǒng)等效電源的阻抗；

Kk― 取1．2～1．3；

Kd ― 故障類型系數(shù)。

所以，必須實時測量出Kd 和Zs才能確保整定值的實時性。

測量Kd的關鍵是判斷電網(wǎng)的故障是三相故障還是兩相故障。三相故障時會有很小的不平衡負序電出現(xiàn)；兩相故障時，會有較大的負序電流出現(xiàn)。可據(jù)此判斷線路的故障類型。三相短路時，Kd= 1；

兩相短路時，Kd =√3／2。

令式(6)與式(4)相等，得到自適應電流保護的范圍

а,=Zd-(KK-1)Zs/KkZd。(7)

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

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

表1 傳統(tǒng)電流速斷保護和自適應電流保護的性能比較

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

2 自適應過電流保護

過電流保護通常是指其啟動電流按照躲開最大負荷電流來整定的一種保護。它在正常運行時不應該起動，而在電網(wǎng)發(fā)生故障時，則能反應于電流的增大而動作。在一般情況下，它不僅能夠保護本線路，而且能夠保護相鄰線路，以起到后備保護的作用。

2．1 傳統(tǒng)過電流保護原理

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

IDZ=KkKzg/kh IHmax, (8)

式中： IDZ― 電流組件的啟動電流；

kk―可靠系數(shù)，取1.15～1.25；

Kzg― 自啟動系數(shù)，Kzg >1；

kh―― 電流組件的返回系數(shù)，ks1>0．85；

IHmax,―最大負荷電流。

過電流保護是否有效決定于靈敏度KLm

KLm=IFmin/IDZ,(9)

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

當靈敏系數(shù)KLm≥1.3時，可以采用過電流保護。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，傳統(tǒng)的過電流保護是按躲過最大負荷電流進行整定，在區(qū)外故障切除后繼電器應能可靠返回，且要考慮電動機自啟動系數(shù)。所以，過電流保護的保護范圍受系統(tǒng)運行方式、負荷變化、返回系數(shù)及自起動系數(shù)的影響，使它的保護范圍大大減小。

2．2 自適應過電流保護原理

自適應過電流保護按照當時的負荷電流來整定動作電流的定值；動作時限按反時限特性在線或離線整定。

設當時的負荷電流為，IH，其動作電流就整定為

IzDz=KkKzqIH/Kho(10)

動作時限設定，以離線方式整定

t= Tp／[(I,d/IP)n-1]，(11)

式中：t ―動作時間；

Tp― 時間常數(shù)；

I,d―流人保護安裝處電流繼電器的電流；

IP―電流系數(shù)，取IP =(2／3)IDZ；

n ―般反時限取0.02，非常反時限取1。

如圖1所示，當保護線路分成幾段時，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限設定好，比如設為t1，而上一段線路的時間就為t1+t，由此求出上一段線路的值來確定動作時間曲線。

根據(jù)式(10)可以使保護裝置隨系統(tǒng)運行方式、負荷的變化實時調(diào)整動作電流定值，當故障電流Id大于整定電流,IzDz時，保護啟動，再用故障電流，Id與時間曲線方程式(11)計算出動作延時，經(jīng)過動作延時使保護動作切除故障。

由此可見，自適應過電流保護可以通過對負荷電流的實時監(jiān)測，隨時調(diào)整動作電流整定值及動作時限特性，使保護時刻處于最佳狀態(tài)。

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關鍵詞： 自適應控制； 繼電保護； 距離保護； 整定值

伴隨著計算機技術的飛速發(fā)展， 現(xiàn)代自動控制理論正日漸深入應用到各個領域， 形成了各種成熟的計算機控制系統(tǒng)。它具有不同的控制方式： 程序控制、數(shù)字控制、實時控制， 也可以充分發(fā)揮其計算機軟件功能與分時特性， 實現(xiàn)多變量、多回路、多對象、多工況、變參數(shù)和自適應的綜合控制。電力系統(tǒng)的運行狀態(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)的各種極端運行方式等。

1 自適應控制模型

設計自適應控制系統(tǒng)的目標： 即使參數(shù)發(fā)生變化，這個系統(tǒng)也能保持它的標準特性。它可以通過反饋控制， 比較性能指標后修改控制參數(shù)來實現(xiàn)對某一系統(tǒng)的控制。自適應控制系統(tǒng)分為參數(shù)自適應控制系統(tǒng)和性能自適應系統(tǒng)。后者最典型的模型參考自適應控制系統(tǒng)（ 如圖1 所示） 。

圖1 自適應控制模型

在圖1 中， 輸入信號可同時加到可調(diào)系統(tǒng)和參考模型， OM代表期望的響應， OS為系統(tǒng)當時的實際響應， e 為期望響應與實際響應的誤差。自適應控制的任務是， 當可調(diào)系統(tǒng)受到干擾時， 使可調(diào)系統(tǒng)的輸出和參考模型之差e 為最小。為實現(xiàn)這個要求， 自適應機構根據(jù)性能指標， 按預定策略進行參數(shù)調(diào)整或綜合出一個輔助輸入信號（ 虛線所示） ， 以實現(xiàn)可調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)響應。

2 自適應在繼電保護中的應用

以繼電保護中最常用的且很重要的線路距離保護為例， 說明自適應保護的特點及應用過程。

2.1 距離保護設置的難點

作為高壓、超高壓輸電線路的主保護， 距離保護基本不受電力系統(tǒng)運行方式和結(jié)構變化的影響，因而保護范圍較長且穩(wěn)定， 適合于遠距離、重負荷的高壓線路， 但在保護構成上仍存在如下一些問題：

a） 避越最小負荷阻抗， 防止保護誤動的能力；

b） 避越非金屬性短路， 過渡電阻的影響， 防止保護拒動的能力；

c） 外部短路伴隨系統(tǒng)振蕩時， 防止保護誤動的能力。

2.2 自適應距離保護方案

自適應距離保護的構成見圖2。

圖2 自適應距離保護模型

如圖2， 自適應控制回路的主要作用是根據(jù)被保護線路和系統(tǒng)有關部分所提供的輸入量， 識別系統(tǒng)所處的狀態(tài)， 進一步作出自適應的控制決策， 如改變距離保護的整定值、動作特性等。距離保護本身包括測量回路和邏輯回路， 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)自適應距離保護具體的要求， 除信息從本端獲得外， 還需通過遠方線路或調(diào)度中心獲得。

2.3 自適應距離保護方案舉例

2.3.1 在自動重合閘過程中的自適應控制

在距離保護中， 第I段采用方向阻抗繼電器以保證在反向故障時保護不誤動。為解決方向阻抗繼電器在線路正方向出口處發(fā)生故障時存在“死區(qū)”，保護不動作的問題， 廣泛采用記憶回路和引入非故障相電壓的方法。但在220 kV及以上電壓等級的輸電線路， 其距離保護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， 當故障線路兩端斷路器跳開后， 在自動重合閘的過程中，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跳閘， 自動重合閘后， 保護不能再跳閘， 形成“重合閘于故障”的現(xiàn)象。為解決這一問題， 在重合閘過程中采用自動改變阻抗繼電器動作特性的自適應方案， 將方向阻抗繼電器的阻抗特性（ 虛線） 改變?yōu)榘杩蛊矫孀鴺嗽c（ 即對應線路正方向出口短路點） 的偏移特性（ 實線） ， 以使包含出口短路的所有正向短路測量阻抗均落在動作圓內(nèi)， 如圖3 所示。

圖3 阻抗繼電器復平面向量圖

2.3.2 消除分支電流影響的自適應控制

由于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的復雜性及運行結(jié)構的變化， 在構成距離保護時， 往往需要考慮分支電流對距離Ⅰ， Ⅱ段的整定和保護范圍產(chǎn)生不利的影響，圖4 給出3 種代表性的網(wǎng)絡。

如圖4， 設距離保護裝設在a 和b 端， 則故障時測量阻抗為：

（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)運行方式有關， 當K fz> 1 時， 稱助增因數(shù)， 當K f z< 1 時稱汲出因數(shù)。這時由于b 端主保護不能切除故障，需要上級a 端Ⅱ段距離保護動作跳閘時， 保護的配合關系中實際電流值有差異， 必須把分支因數(shù)考慮進去， 否則保護范圍將會變化， 引起拒動和誤動， 因此采用相應的自適應控制方式， 根據(jù)電網(wǎng)的運行方式實時確定分支因數(shù)K f z和保護的整定值。實際上可采用較簡單的方法， 如將b， c 端斷路器的狀態(tài)信息通過通信工具傳送到a 端， 此時可以確定保護的整定值：

式中 KK――可靠因數(shù)， 可取0.8；

端主保護距離Ⅰ段整定值；

端距離Ⅱ段作為b 端主保護的后備保護的整定值。

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