继电保护整定计算存在的问题与应对措施分析毛晓翼--中国期刊网

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继电保护整定计算存在的问题与应对措施分析毛晓翼

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：毛晓翼

[导读] 摘要：随着电子行业的不断发展，继电保护原理更加趋于完善，继电保护整定计算方式作为核心技术支撑，得到了海内外研究人员的广泛关注。

        （贵州电网有限责任公司铜仁玉屏供电局贵州铜仁 554300）
        摘要：随着电子行业的不断发展，继电保护原理更加趋于完善，继电保护整定计算方式作为核心技术支撑，得到了海内外研究人员的广泛关注。为了适应电力系统继电保护的发展需要，从事继电保护整定计算的工作人员应对现有的继电保护方式进行了解，又要通过不断的学习，使自己在具备扎实的继电保护理论知识的同时，掌握新的计算机应用技术，从而应对未来继电保护的种种挑战。
        关键词：继电保护；整定计算；问题；措施
        一、继电保护整定计算存在的问题分析
        1、快速跳闸的问题。继电保护跳闸到底是要快还是要慢，在大系统中对输电线路来讲，综合认为快速跳闸是十分重要的，其实快速跳闸并不是任何地方都需要的。快速的地方只是在靠近母线的近端，因为靠近母线短路时，母线电压等于零，发电机除了只是提供短路电流的有功分量外，完全不能往外输出，也就是其原动力全部用来加速，加速能量很大，很容易失去稳定。
        2、双重化的问题。所谓220kV及以上超高压系统，两套主保护，而且两套主保护都是纵联保护。光纤现在在中国的发展非常迅速，尤其以大城市、大受端系统中普及光纤保护应该是一个发展方向，问题主要是作法问题。
        3、故障测距的问题。计算是按绝对均匀为前提，实际线路三相不对称，长线路三相全换位，但是每段不平衡，实际要用时应该用三相数据，而且要多次迭代。最简单就是用故障时的信息，如接地故障可以两侧零序电流的比值，计算结果只与网络结构有关，与方式无关。相间故障亦可采取类似算法。
        二、继电保护整定计算方式
        1、全人工继电保护整定计算。继电保护整定计算的早期方式采用全人工计算，通过对故障电流的检测分析，计算出当前电路系统需要的保护定值，整个过程全部靠人员手工计算完成。为了简化计算过程，计算人员采取假设电路短路的方式进行计算，也就是对需要整定的各类短路电流进行预先假设，并对其进行Y/Δ变换，将计算得到的电流值进行整定。但是这种方法，就要求工作人员有较强的计算能力，同时还要对整个电路系统较为熟悉。随着电网结构性升级和机组的数量不断激增，单纯依靠人工计算，会导致该计算过程效率低下、准确率降低，而且如此巨大的人工计算量，实现起来也较为困难。
        2、半人工继电保护整定计算。随着电子技术的不断发展，电网系统的复杂程度越来越高，人工计算的整定速度和正确率无法再满足当前电网互联的需求。为了解决这一难题，此领域的专家学者采用计算机进行短路电流的计算，但是对于一些复杂问题，诸如各个装置之间的配合，以及内部各功能模块单位之间的配合，仍然需要人工计算，因此该阶段继电保护整定计算方式称为半人工方式，即计算机负责简单的短路电流的计算过程，对于过程复杂的定值计算部分和配合系数的选择，仍通过人工计算。这种计算方式虽然在一定程度上减少了人工计算的工作量，但是对于整定计算工作的全自动化仍然处于过渡阶段。
        3、全计算机继电保护整定计算。随着电力系统的运行自动化，而继电保护计算也随之更为成熟，为了进一步提高工作效率，电力工作者设计了全计算机的整定计算系统，即整定计算过程中的定值计算部分、短路电流计算部分以及配合系数选取部分全部交由计算机来完成，对复杂电网的计算，需要按照一定的规则进行融合计算，在满足系统要求的基础上充分发挥保护装置的效能。该计算方式用于电力系统上，可以提高工作效率和准确率，这对于整个继电保护整定计算领域是一个质的飞跃。
        三、变压器继电保护应遵循的原则
        1、可靠性是继电保护的最基本要求，要求在执行继电保护的过程中，正确判断和发现故障，并且要发出正确的预警信号。

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继电保护装置要满足设备运行的基本性能，不能误动或者拒动。
        2、当变压器出现短路后，还要求继电保护装置具有选择性，是指在发生故障后只对保护区范围内出口动作，帮助维修人员判断故障位置，减少资源浪费，不影响系统的整体工作性能。
        3、由于故障多在瞬间出现，因此判断故障也要具有灵敏性和快速性，从性能上继电保护装置应具有高度的灵敏性，一旦设备存在故障隐患，就将提供预警报告，并将故障可能范围降到最低，使工厂可以实现预防先于维修，提高设备的运行效率。继电保护装置整体规程与灵敏度的计算方式不同，前者是在最大运行方式下进行计算的，而后者是在最小运行方式下进行计算的。灵敏度高的继电保护装置要能够对短路点进行正确判断。也就是说，无论是在最大运行模式，还是在最小运行模式下，继电保护系统都要保持可靠的运作性能。要求继电保护装置可以识别变压器内部轻微匝间故障，确保保护范围。同时，继电保护装置的动作要快，要在第一时间做出判断，以便于维修人员能够及时发现变压器故障，减少运行损失。
        4、继电保护装置的故障判定范围包括电厂设备的母线电压小于有效值、大型发电机或者大容量发电机内部故障、对人体安全造成影响的干扰信号，若单指变压器的话，还包括电压器内部的线路短路、匝间短路和接地短路现象。另外，针对故障的电流不平衡和差动电流现象，均应做出准确的判断，从而确保变压器的运行稳定，促进电厂的正常运行。
        四、继电保护的计算机技术应用
        1、自适应技术。在早期的全计算机继电保护计算方式中，电力工作人员采用自定规则的方式进行计算，依据一些特定要求整定适用于自身的定值计算方法，但该方法普适性较差，不能应对变化性较大的电网。为了满足这种需求，研究人员将自适应技术引入整定计算过程中，通过分析电网变化的可能性故障，调整继电保护性能，从而满足电网安全稳定运行的要求。这一技术不仅可以提高整定计算的工作效率，降低整定的繁琐程度，还在一定程度上提高了电网运行的抗干扰能力，并对整个电网用电的可靠性也大大加强。该技术的应用和发展对整个整定计算领域带来了新的突破。
        2、大数据技术。随着互联网技术的发展，电网系统也处于物联网中重要的一环，大数据技术的应用也是必不可少的，通过提高电网系统的硬件水平，能够满足大数据的可靠存储及快速读取，使用大数据技术可将电网的基本参数、网络运行状态、故障类型、保护整定原则以及配合系数等数据都可进行实时存储读取，将电网的实时状态反馈到全计算机整定系统中去，这就为继电保护整定自动化带来了极大的方便，为继电保护整定计算领域进一步的深入研究，提供了坚实的数据基础。
        3、人工智能技术。近年来，人工智能技术已经广泛应用于各行各业，在某些领域己经成功实现了人工智能代替人类解决复杂问题，同样在继电保护领域也可享受到人工智能带来的便利，其中神经网络和专家系统的应用最为普遍。在大数据支撑的基础上，将继电保护计算过程进行优化，建立最优计算模型，模仿人类推理和决策过程，从而实现继电保护计算系统的智能化。利用人工智能技术，复杂的整定计算方法和过程可得到有效的解决，可用计算机系统代替电力系统继电保护整定计算人员，对电网进行整定计算，既高效又准确。
        结束语
        电力系统的安全运行离不开继电保护系统，继电保护整定计算作为这一系统的核心技术，已经由传统的人工方式逐步转向全计算机方式，通过对各项技术的深入应用，实现技术手段的融合，从而提高现有的继电保护整定计算的工作效率和准确率，保障电气工程系统运行的高效性、安全性与稳定性，未来发展的方向还是要实现继电保护系统的可交互化、网络化、智能化。
        参考文献：
        [1]罗文斌.浅析继电保护整定计算方法[J].上海水务.2018（22）：177-179.
        [2]刘镓铭.浅谈继电保护整定计算需注意的几个问题[J].广东科技.2019（14）：66-67.