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继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策分析

2021-03-27马智慧

中国设备工程 2021年5期
关键词:正序开路网络结构

马智慧

(国网老河口市供电公司,湖北 襄阳 441800)

在高压电网运行中,继电保护是一种应用比较广泛的自适应保护方式。但在实际应用过程中,为确保继电保护能够更好地适应电力系统运行方式转变,还需要做好整定计算分析。基于此,有必要对当下继电保护整定计算方法存在的问题进行讨论分析,并提出一些针对性解决对策,这对于促使继电保护作用功能发挥,维护电网安全稳定运行有着重要的现实意义。

1 继电保护整定计算方法存在的问题

1.1 正序网断相口开路电压计算存在的问题

在实际进行继电保护计算时,针对处于非全相运行的线路,当其引发电力系统振荡时,需要完成振荡状态下电压、电流等电气量的计算。在这一过程中,完成正序网断相口开路电压的计算非常关键。

我们可以假设在某电系统之中,有m个发电机母线,他们的标号是表示的是第m台电机等值电势,Zm表示的是第m台电机等值阻抗,在任意线路中,如果出现非全相振荡现象,从叠加原理中,我们能够了解到,能够借助(1)式完成正序网断相口i、t开路电压的计算。

为了防止重复进行暂态稳定的计算,在实际进行继电保护整定计算时,我们一般会做以下假设:即在非全相振荡线路两侧,针对等效发电机,其电势负值均相等,具体可采用E表示,相差角可采用δ来表示。并采用(2)式,在非全相振荡状态下,完成正序网断相口开路电压的计算:

在上述(2)式计算中,没有考虑网络结构本身的变化会对开路电压带来的影响。如果在非全相振荡线路中,电路结构是非放射状两端供电线路,那么,采用(2)式计算时,将会致使最终结果出现较大的误差,一般线路网络结构越复杂,最终计算结果偏差也会越大。

1.2 继电保护整定计算软件存在的问题

(1)继电保护整定计算软件的计算准确性有待进一步提升。继电保护整定计算软件实际运作机制比较复杂,针对不正确的计算方法,需要横向对比相应结果,针对上述整个过程,对相关操作人员专业性要求较高。当用户质疑最终整定计算结果时,还需要自身重新计算,不仅限制了软件功能发挥,同时,也不利于继电保护整定计算效率提升。

(2)继电保护整定计算实用性有待进一步增强。在实际应用继电保护整定计算软件时,通常对软件实用性有着较高的要求,一方面,要去相应软件能够高效完成继电保护的整定计算,另一方面,还需要为用户提供切实可行的执行方案,而当下一些软件尚未全面满足上述实用性要求,缺乏交互设计,不利于软件作用价值发挥。

2 继电保护整定计算方法解决对策

2.1 正序网断相口开路电压计算问题解决对策

一是网络H参数法。在实际进行断相口开路电压计算时,为了充分考虑网络结果对计算结果带来的影响,我们可以做出以下假设:在电力系统运行过程中,如果出现全相振荡,可将发电机分为两个振荡群,在这一振荡群众,发电机电势幅值均相等,可以用E1表示,相角差也相等,用δ表示。并且在端口设置上,选择了正序网断相口i、t与上述两个振荡群机组的等效电势。在这一情况下,可以在考虑网络结构的情况下,导出一种计算方法,完成正序网断相口开路电压的计算,具体如(3)式:

通过上文叙述我们已经能够了解到,在正序网断相口中,通过进行电流注入,针对此时的发电机节点而言,通常与网络结构有着密切关系,因此,每开展一次网络操作,相应参数均会发生变化,发电机各节点电压也会发生变化,需要重新进行计算。而针对大型电力系统继电保护整定计算,由于需要采用很多发电机,因此,采用(3)式进行正序网断相口开路电压计算,仍不可避免会产生较大误差。

基于此,我们还可以采用另一种方法对策,即网络等值计算方法。在该计算方法中,我们可以做出以下假设,在任意i~j的电力系统线路中,出现了非全相运行问题,致使电力系统出现了振荡,在非全相线路中,以i、j作为两侧端口,在充分考虑网络结构的前提下,我们可以对电力系统正序网络进行一定的简化。

首先,立足线路节点i、j,我们可采用以下公式求出节点的自阻抗与互阻抗参数:

在上式中,

在计算双端口网络阻抗参数所需补偿电流时,我们可采用戴维南定理与欧姆定律进行计算,具体如下公式表示:

基于等值电力形成与变形过程,相应元件参数可采用以下计算方法:

正序网断相口开路电压结果具体由以下公式表示:

在实际进行计算应用过程中,针对继电保护的整定计算,通常会袈假设在非全相振荡线路中,发电机处于等效情况,电势幅值与相角差均相等,因此,(11)可简化如下:

2.2 继电保护整定计算软件问题解决对策

(1)提升继电保护整定计算的准确性。为促使继电保护整定计算准确率得到显著提升,我们在实际进行软件应用时,可采用半自动整定模式,从而不仅可以利用软件计算,用户也可以参与整个计算过程中,结合实际计算需要,做好相应参数、电网运行方式的针对性选择,能够从根本上提升继电保护整定计算的准确性。

在保护整定值中,针对故障电气量而言,通常是在一些不利情况下获取的极值,因此容易产生比较极端的运行结果。而合理通过采用继电保护运行方式,能够结合实际厂站大小、电网供电方式等灵活进行计算方式选择,提高计算准确性。

(2)增强继电保护整定计算系统实用性。在继电保护装置项目功能在不断得到丰富与扩展的情况,用户在选择型号时,通常也有更多选择,同时,还需要做好不同定值单的制定。对继电保护软件而言,一方面,能够构建个性化定值模板,从而更加便于用户进行表格和数值名称的调整,提高软件的操作的便捷性,使其更加实用。另一方面,通过做好软件与用户之间的交互设计,提高双方信息传递效率,能够有效降低计算失误率,从根本上增强继电保护整定软件计算实用性。

3 结语

综上所述,在电力系统实际运作过程中,经常会发生故障问题,在继电保护装置的帮助下,能够避免故障带来更大的安全事故。但线路继电保护要想充分发挥其应有的作用价值,还需要做好继电保护整定计算工作。在实际计算过程中,应注意了解其中存在的问题,并提出一些针对性解决对策方法,促使继电保护发挥更大作用价值,从而更好地保护电力系统安全稳定地运行。

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