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摘要: 本文主要阐述了继电保护整定计算的特点、要求及任务,最后针对继电保护整定计算的危险点进行分析讨论,仅供参考。
关键词:继电保护,整定计算
1. 继电保护整定计算的特点
继电保护整定计算工作是继电保护系统的重要组成部分。它要求从事该工作的人员既要有强烈的责任心,又要有扎实的电力系统基础知识和继电保护系统理论知识。
电力系统的飞速发展给继电保护系统提出了越来越高的要求,而电子技术、计算机技术和通讯技术的飞速发展又给继电保护系统注入了新的活力。整定计算工作也应适应继电保护的发展需要,研究新方法,解决新问题。从事继电保护整定计算的人员必须熟悉微机型继电保护装置的硬件、软件。
2. 对继电保护整定计算的要求
由于继电保护整定计算工作不能独立于继电保护之外,所以整定计算也必须满足“四性”的要求。即“可靠性”“选择性”“快速性”和“灵敏性”。这“四性”既相辅相成、相互统一,又相互制约、互相矛盾。继电保护整定计算在完成“四性”的要求时,必须统筹考虑,不能片面强调一项而忽视另一项,以致“顾此失彼”。
3. 继电保护整定计算的任务
笔者认为继电保护整定计算的主要任务有以下三项:
3.1 确定保护方案。目前,市场上定型的微机保护产品往往是保护装置的生产厂家为了满足不同客户的需要,配置了功能十分齐全的保护功能块。我们整定计算人员就应根据我们地区电网的实际情况,根据我们的变压器特点来决定用该套变压器保护中的哪个功能块,用哪个功能块来完成哪项功能。在继电保护还未发展到微机保护时期,这一工作是由保护装置的设计人员来做的,因为原来的保护装置是根据需要组屏的。随着计算机技术的不断发展,在微机保护中增加一个或几个功能非常容易实现,所以微机保护装置功能做得非常完善,但是并不是保护装置中的每一项功能我们在实际工作中都必须应用,这就要求我们整定计算人员根据情况有所取舍。
3.2 确定各保护功能之间的配合关系。保护方案确定以后,我们还必须确定各保护功能之间的配合关系。其中包含了两个方面的意义:
3.2.1 装置内部各功能单位之间的配合关系。在由几个电气量组成的一套保护装置内部,各元件的作用不同,其靈敏度和选择性要求也不相同。对于主要元件的要求是既要保证选择性又要保证灵敏性,而作为辅助元件则只要求有足够的灵敏性,并不要求有选择性。在整定配合上,要求辅助元件的灵敏度要高于主要元件的灵敏度。辅助元件在保护构成中,按作用分为以下三种:①判别作用。为了保护的选择性而装设的。如方向过流保护中的方向元件。②闭锁作用。为了防止正常负荷下的误动而装设的。如母差保护中的电压闭锁元件。③起动作用。为了在故障情况下,将整套保护起动起来进行工作而装设的。
当继电保护装置还处于采集模拟电气量阶段时,上述元件往往由一个个独立的硬件实现,而目前微机保护装置反映的是离散化的数字量,以上功能均由软件实现。虽然,微机保护装置中各元件的意义与过去不尽相同,但它们所起的作用却无本质上的区别。
继电保护整定计算人员必须认真分析各功能块的动作特性,各功能块之间的逻辑关系,并结合被保护设备的故障特征来综合进行考虑,确定保护装置内部各功能块之间的配合关系,并以整定值的形式将配合关系实现。
3.2.2 装置之间的协调配合关系。这也就是我们一般意义上的继电保护整定计算需要做的工作。通过短路电流计算,将某一保护装置与相邻的保护装置在灵敏度与动作时间两方面相配合,从而保证选择性。即当电力系统发生故障时,故障线路的保护必须比上一级相邻线路更灵敏,动作更快,两者缺一不可。若要提高灵敏度就要延长动作时间;若要提高动作速度就要限制其灵敏度,这实际上是在遵循反时限的原则。
随着电网规模的不断扩大,特别是现代超高压电网要求保护装置不但要做到不“误动”更要做到不“拒动”。要达到继电保护“四性”的要求,不应由一套保护来完成的。就一套保护而言,它并不能完全具备“四性”的要求,而必须由一个保护系统来完成。我们在进行整定计算时,必须树立“系统保护”的概念,多角度、全过程地考虑各个功能块之间的配合关系。
3.3 保护方案的准确表述。编制继电保护整定计算方案及给出保护定值并不是整定计算工作的最终目的,整定计算工作的最终目的在于通过保护定值使得继电保护装置在系统故障或异常状态下能按预定的行为进行动作,从而保证电网的稳定运行、将被保护设备的损害降至最低以及缩小停电范围。因此,在确定好了保护方案及各保护功能的配合关系后,如何将保护方案准确的表述也是整定计算工作者的一项十分重要的工作。
这其中除了包括编制整定计算方案和给出继电保护定值,还有一项就是编制运行规定。整定计算工作者往往十分重视前两项工作,而忽视编制运行规定。需知,用准确的语言告诉运行人员某个保护功能块在什么情况下用,做什么用,这也是十分重要的。
4. 整定计算的危险点分析
笔者认为继电保护整定计算工作中有以下几个危险点,现分析如下:
4.1 系统建模。一个符合电网实际的、描述完整、正确无误的电网数据模型,是一切计算的基础。目前广东电网普遍应用的北京中恒博瑞Relay2005是一个通用性和实用性非常强的软件平台,利用对Relay2005的二次开发,我们可以完成继电保护计算及管理的大部分工作。对于日常的整定计算工作不需要我们去重新开发软和构建网络扑连接,只需要我们把每一项基础数据搞准确,严格按《3~110kV 电网继电保护装置运行整定规程》上的要求进行电气设备的实测,并正确的将数据填充到Relay2005中,就能够做到建立一个完整的符合电网实际的数据模型。但是,在实际工作中,往往会有各种各样的原因使得我们的基础数据管理出现漏洞。所以,我认为电网基础数据管理这一环节是继电保护整定计算工作的危险
点。
4.2 故障计算。短路电流计算是整定计算工作中非常重要的基础性工作,它的正确与否决定着整定计算的正确与否。而短路电流计算的正确与否又取决于合理地选择运行方式和变压器的接地方式。
合理地选择运行方式是改善保护效果,充分发挥保护系统功能的关键之一。但选择运行方式应与运行方式部门进行充分沟通,考虑各方面的因素才能决定。
变压器的接地方式是由继电保护整定计算人员来确定的。合理地选择变压器的接地方式可以改善接地保护的配合关系,充分发挥零序保护的作用。由于接地故障时零序电流分布的比例关系,只与零序等值网络状况有关,与正、负序等值网络的变化无关。零序等值网络中,尤以中性点接地变压器的增减对零序电流分布关系影响最大。因此,合理地选择变压器的接地方式应尽可能保持零序等值网络稳定。
在进行故障计算时我们还应注意以下两点:①就是我们假设电网的三相系统完全对称。若系统是不对称的,那么不能用对称分量法来分析化简,进行计算。②除了母线故障和线路出口故障外,故障点的电流、电压量与保护安装处感受到的电流、电压量是不同的。我们分析的是保护安装处的电气量的变化规律。
4.3 配合系数的选择。配合系数包括了零序网络的分支系数和正序网络的助增系数。分支系数(或助增系数)的正确选取,直接影响零序保护(或距离保护)定值和保护范围的大小,也影响保护各段的相互配合及灵敏度。分支系数(或助增系数)的计算与故障计算无关,而与电工基础有关,即电路的串、并联关系决定了电流的分布,决定了分支系数(或助增系数)的大小。下面分四方面来概述一下分支系数(或助增系数)的计算。
4.3.1 辐射型电网。如图1所示,电流分支系数Kf是相邻线路发生短路故障时,流过本线路的短路电流占流过相邻线路短路电流的比值。
关键词:继电保护,整定计算
1. 继电保护整定计算的特点
继电保护整定计算工作是继电保护系统的重要组成部分。它要求从事该工作的人员既要有强烈的责任心,又要有扎实的电力系统基础知识和继电保护系统理论知识。
电力系统的飞速发展给继电保护系统提出了越来越高的要求,而电子技术、计算机技术和通讯技术的飞速发展又给继电保护系统注入了新的活力。整定计算工作也应适应继电保护的发展需要,研究新方法,解决新问题。从事继电保护整定计算的人员必须熟悉微机型继电保护装置的硬件、软件。
2. 对继电保护整定计算的要求
由于继电保护整定计算工作不能独立于继电保护之外,所以整定计算也必须满足“四性”的要求。即“可靠性”“选择性”“快速性”和“灵敏性”。这“四性”既相辅相成、相互统一,又相互制约、互相矛盾。继电保护整定计算在完成“四性”的要求时,必须统筹考虑,不能片面强调一项而忽视另一项,以致“顾此失彼”。
3. 继电保护整定计算的任务
笔者认为继电保护整定计算的主要任务有以下三项:
3.1 确定保护方案。目前,市场上定型的微机保护产品往往是保护装置的生产厂家为了满足不同客户的需要,配置了功能十分齐全的保护功能块。我们整定计算人员就应根据我们地区电网的实际情况,根据我们的变压器特点来决定用该套变压器保护中的哪个功能块,用哪个功能块来完成哪项功能。在继电保护还未发展到微机保护时期,这一工作是由保护装置的设计人员来做的,因为原来的保护装置是根据需要组屏的。随着计算机技术的不断发展,在微机保护中增加一个或几个功能非常容易实现,所以微机保护装置功能做得非常完善,但是并不是保护装置中的每一项功能我们在实际工作中都必须应用,这就要求我们整定计算人员根据情况有所取舍。
3.2 确定各保护功能之间的配合关系。保护方案确定以后,我们还必须确定各保护功能之间的配合关系。其中包含了两个方面的意义:
3.2.1 装置内部各功能单位之间的配合关系。在由几个电气量组成的一套保护装置内部,各元件的作用不同,其靈敏度和选择性要求也不相同。对于主要元件的要求是既要保证选择性又要保证灵敏性,而作为辅助元件则只要求有足够的灵敏性,并不要求有选择性。在整定配合上,要求辅助元件的灵敏度要高于主要元件的灵敏度。辅助元件在保护构成中,按作用分为以下三种:①判别作用。为了保护的选择性而装设的。如方向过流保护中的方向元件。②闭锁作用。为了防止正常负荷下的误动而装设的。如母差保护中的电压闭锁元件。③起动作用。为了在故障情况下,将整套保护起动起来进行工作而装设的。
当继电保护装置还处于采集模拟电气量阶段时,上述元件往往由一个个独立的硬件实现,而目前微机保护装置反映的是离散化的数字量,以上功能均由软件实现。虽然,微机保护装置中各元件的意义与过去不尽相同,但它们所起的作用却无本质上的区别。
继电保护整定计算人员必须认真分析各功能块的动作特性,各功能块之间的逻辑关系,并结合被保护设备的故障特征来综合进行考虑,确定保护装置内部各功能块之间的配合关系,并以整定值的形式将配合关系实现。
3.2.2 装置之间的协调配合关系。这也就是我们一般意义上的继电保护整定计算需要做的工作。通过短路电流计算,将某一保护装置与相邻的保护装置在灵敏度与动作时间两方面相配合,从而保证选择性。即当电力系统发生故障时,故障线路的保护必须比上一级相邻线路更灵敏,动作更快,两者缺一不可。若要提高灵敏度就要延长动作时间;若要提高动作速度就要限制其灵敏度,这实际上是在遵循反时限的原则。
随着电网规模的不断扩大,特别是现代超高压电网要求保护装置不但要做到不“误动”更要做到不“拒动”。要达到继电保护“四性”的要求,不应由一套保护来完成的。就一套保护而言,它并不能完全具备“四性”的要求,而必须由一个保护系统来完成。我们在进行整定计算时,必须树立“系统保护”的概念,多角度、全过程地考虑各个功能块之间的配合关系。
3.3 保护方案的准确表述。编制继电保护整定计算方案及给出保护定值并不是整定计算工作的最终目的,整定计算工作的最终目的在于通过保护定值使得继电保护装置在系统故障或异常状态下能按预定的行为进行动作,从而保证电网的稳定运行、将被保护设备的损害降至最低以及缩小停电范围。因此,在确定好了保护方案及各保护功能的配合关系后,如何将保护方案准确的表述也是整定计算工作者的一项十分重要的工作。
这其中除了包括编制整定计算方案和给出继电保护定值,还有一项就是编制运行规定。整定计算工作者往往十分重视前两项工作,而忽视编制运行规定。需知,用准确的语言告诉运行人员某个保护功能块在什么情况下用,做什么用,这也是十分重要的。
4. 整定计算的危险点分析
笔者认为继电保护整定计算工作中有以下几个危险点,现分析如下:
4.1 系统建模。一个符合电网实际的、描述完整、正确无误的电网数据模型,是一切计算的基础。目前广东电网普遍应用的北京中恒博瑞Relay2005是一个通用性和实用性非常强的软件平台,利用对Relay2005的二次开发,我们可以完成继电保护计算及管理的大部分工作。对于日常的整定计算工作不需要我们去重新开发软和构建网络扑连接,只需要我们把每一项基础数据搞准确,严格按《3~110kV 电网继电保护装置运行整定规程》上的要求进行电气设备的实测,并正确的将数据填充到Relay2005中,就能够做到建立一个完整的符合电网实际的数据模型。但是,在实际工作中,往往会有各种各样的原因使得我们的基础数据管理出现漏洞。所以,我认为电网基础数据管理这一环节是继电保护整定计算工作的危险
点。
4.2 故障计算。短路电流计算是整定计算工作中非常重要的基础性工作,它的正确与否决定着整定计算的正确与否。而短路电流计算的正确与否又取决于合理地选择运行方式和变压器的接地方式。
合理地选择运行方式是改善保护效果,充分发挥保护系统功能的关键之一。但选择运行方式应与运行方式部门进行充分沟通,考虑各方面的因素才能决定。
变压器的接地方式是由继电保护整定计算人员来确定的。合理地选择变压器的接地方式可以改善接地保护的配合关系,充分发挥零序保护的作用。由于接地故障时零序电流分布的比例关系,只与零序等值网络状况有关,与正、负序等值网络的变化无关。零序等值网络中,尤以中性点接地变压器的增减对零序电流分布关系影响最大。因此,合理地选择变压器的接地方式应尽可能保持零序等值网络稳定。
在进行故障计算时我们还应注意以下两点:①就是我们假设电网的三相系统完全对称。若系统是不对称的,那么不能用对称分量法来分析化简,进行计算。②除了母线故障和线路出口故障外,故障点的电流、电压量与保护安装处感受到的电流、电压量是不同的。我们分析的是保护安装处的电气量的变化规律。
4.3 配合系数的选择。配合系数包括了零序网络的分支系数和正序网络的助增系数。分支系数(或助增系数)的正确选取,直接影响零序保护(或距离保护)定值和保护范围的大小,也影响保护各段的相互配合及灵敏度。分支系数(或助增系数)的计算与故障计算无关,而与电工基础有关,即电路的串、并联关系决定了电流的分布,决定了分支系数(或助增系数)的大小。下面分四方面来概述一下分支系数(或助增系数)的计算。
4.3.1 辐射型电网。如图1所示,电流分支系数Kf是相邻线路发生短路故障时,流过本线路的短路电流占流过相邻线路短路电流的比值。