繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法精選(九篇)

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第1篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；整定計(jì)算；改善措施

1 繼電保護(hù)整定計(jì)算存在的問題

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算的步驟為：①出現(xiàn)故障時(shí)，用電氣量來計(jì)算繼電保護(hù)的整定值。②用序分量法口卅或相分量法口卅來檢測(cè)計(jì)算電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的電氣量。為了能夠讓繼電保護(hù)能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，要按照每套繼電保護(hù)對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)最大運(yùn)行值作為整定計(jì)算過程中計(jì)算保護(hù)的動(dòng)作值，在動(dòng)作時(shí)間上必須滿足嚴(yán)格的配合關(guān)系。在這種原則的基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)對(duì)繼電保護(hù)整定系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)問題：

（1）線性流程是繼電保護(hù)整定計(jì)算中采用的方法，這種方法會(huì)造成多次重復(fù)計(jì)算同一個(gè)分支系數(shù)；

（2）在計(jì)算過程中，正序網(wǎng)斷相口的開路電壓會(huì)受到非全相振蕩的影響，引起計(jì)算結(jié)果的誤差；

（3）若繼電保護(hù)整定計(jì)算按保護(hù)裝置循環(huán)安排順序，則會(huì)造成多次重復(fù)開斷同一條線路。

（4）若不考慮電力系統(tǒng)中分布電源運(yùn)行方式的變化則會(huì)造成分支系數(shù)的計(jì)算誤差；

（5）在計(jì)算繼電保護(hù)延時(shí)段的動(dòng)作值時(shí)，若引入分支系數(shù)，會(huì)引起動(dòng)作值的計(jì)算結(jié)果誤差；

2 解決這些問題的對(duì)策

2.1 斷相口開路電壓計(jì)算中出現(xiàn)的問題及解決方案

1）在對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了仔細(xì)的研究探討之后，得到了以下結(jié)論：電力系統(tǒng)運(yùn)行的路線應(yīng)該被列為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算中的重點(diǎn)。因?yàn)殡妷簠?shù)在正序網(wǎng)斷相口的位置開路與發(fā)電機(jī)母線運(yùn)行發(fā)電機(jī)裝置的電壓參數(shù)等值在已經(jīng)擬定好的電力系統(tǒng)中和等值的阻抗參數(shù)聯(lián)系比較密切。開路電壓參數(shù)一旦采用這種方法，雖然這種方法有它的好處所在，但在進(jìn)行計(jì)算的過程中還是會(huì)出現(xiàn)一些問題，所以要謹(jǐn)慎使用，而出現(xiàn)這些問題的主要原因是：①電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生變化，則發(fā)電機(jī)的等值電勢(shì)和阻抗參數(shù)也會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化而變化。②可以用暫時(shí)狀態(tài)下的穩(wěn)定計(jì)算來實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的等值電勢(shì)、阻抗參數(shù)的計(jì)算；但這種計(jì)算方法也有弊端：每操作一次網(wǎng)絡(luò)，都需要對(duì)上次的參數(shù)做出修改和計(jì)算，加大了工作量，使工作變的繁瑣。這一問題解決的關(guān)鍵所在是：簡(jiǎn)化整定的計(jì)算方式可以讓線路兩側(cè)發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)電勢(shì)幅值參數(shù)保持恒定的狀態(tài)，當(dāng)然這種方法也有劣勢(shì)，最主要的是它在工作過程中忽略了正序網(wǎng)相口開路的電壓參數(shù)，此電壓參數(shù)因受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響，會(huì)讓網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，使計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2）解決方案：在開路的電壓計(jì)算過程中，引入網(wǎng)絡(luò)等值計(jì)算的方法，不僅可以讓整定計(jì)算的結(jié)果更加準(zhǔn)確，還能有效地保證繼電保護(hù)工作的可控性。下圖1.為無緣雙端口網(wǎng)絡(luò)的示意圖。

圖1 無源雙端口網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖

通過對(duì)阻抗參數(shù)的物理價(jià)值分析，發(fā)現(xiàn)它對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的計(jì)算模型參數(shù)有補(bǔ)償?shù)淖饔?。由此可見，我們可以根?jù)下圖2.用疊加原理來進(jìn)行計(jì)算：

圖2 雙端口網(wǎng)絡(luò)阻抗參數(shù)的等值電路計(jì)算方式示意圖

根據(jù)圖2，可以得到自阻和互阻抗的抗參數(shù)。另外，若要推定電力系統(tǒng)雙端口網(wǎng)絡(luò)下的T 型等值電路結(jié)構(gòu)形式還可以結(jié)合電力系統(tǒng)外的原則，在此基礎(chǔ)上獲得與之對(duì)應(yīng)的正序等值電路如下圖3.，

圖3 正序等值電路結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 查找計(jì)算過程中運(yùn)行方式出現(xiàn)的問題與解決方式

（1）運(yùn)行方式查找計(jì)算存在的問題：繼電保護(hù)整定計(jì)算的可以從運(yùn)行方式的方面來說，其主要存在的問題可以總結(jié)歸納為以下加點(diǎn)：第一，電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，繼電保護(hù)整定計(jì)算無法準(zhǔn)確地查找最不利運(yùn)行方式，對(duì)于現(xiàn)階段的查找方式來說，這種最不利查找方式僅能夠?qū)υ诰€路兩側(cè)的側(cè)母線進(jìn)行查找，這種輪流式的斷開方法不能保證正確的電力系統(tǒng)運(yùn)行；第二，計(jì)算機(jī)輔助作用下的繼電保護(hù)整定計(jì)算常常會(huì)出現(xiàn)同一線路一直重復(fù)的問題；現(xiàn)階段，線性流行方式在計(jì)算機(jī)的輔助下使繼電保護(hù)整定動(dòng)作的整個(gè)過程中避免了所斷開線路的重復(fù)性。如果繼電保護(hù)整定計(jì)算在頻繁的開斷操作不能保證其精準(zhǔn)性，那么也就不能保證電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）解決方案：此方法在查找的過程中仍有兩個(gè)問題不能解決，可以分為以下方面：首先，要框定整定結(jié)果的取值范圍就要借助于計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序?qū)﹂_斷線路狀態(tài)下擾動(dòng)的區(qū)域，借此作為電力系統(tǒng)最不利運(yùn)行方式查找的輔助。繼電保護(hù)系統(tǒng)中的擾動(dòng)域在一般情況下被稱為在線路開斷狀態(tài)下部分將會(huì)受到影響的區(qū)域。對(duì)擾動(dòng)域邊界及劃定范圍的測(cè)定是在對(duì)電力系統(tǒng)某條線路進(jìn)行開斷的操作之后，以圓心為起點(diǎn)，按照由內(nèi)向外的方法進(jìn)行短路電流參數(shù)的計(jì)算。其次，用參照開斷線路的循環(huán)趨勢(shì)也是對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算方法的一種補(bǔ)償方式，此方法是運(yùn)用二次組合并借助于計(jì)算機(jī)輔助來完成繼電保護(hù)的整定計(jì)算，能夠有效地把線路頻繁開斷這一問題解決。

3 結(jié)束語

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，繼電保護(hù)整定計(jì)算方法也運(yùn)用到了高壓電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，高壓電網(wǎng)系統(tǒng)中以單側(cè)電氣量指標(biāo)的繼電保護(hù)裝置得到了廣泛的應(yīng)用。繼電保護(hù)動(dòng)作其實(shí)就是一種帶有明顯固定動(dòng)作的保護(hù)。尤為重要的一點(diǎn)是，上述的保護(hù)動(dòng)作具有非自適應(yīng)的特點(diǎn)，均是以離線的計(jì)算方式對(duì)繼電保護(hù)中的整定參數(shù)均予以計(jì)算，相應(yīng)的人員首先要做的是對(duì)電力運(yùn)行系統(tǒng)故障狀態(tài)下的電氣量參數(shù)加以計(jì)算，然后作為判定繼電保護(hù)整定值的參數(shù)。綜上所述，文章簡(jiǎn)要說明了相關(guān)繼電保護(hù)整定計(jì)算的相關(guān)問題，希望能夠得到廣泛的關(guān)注和重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]周陽紅，王朝暉，黃石東.等.大型互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算數(shù)據(jù)一體化管理系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012（03）.

第2篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

關(guān)鍵詞：電廠，繼電保護(hù)，整定計(jì)算，問題

中圖分類號(hào)： TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、引言

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式變得越來越復(fù)雜,對(duì)所有可能的系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行整定計(jì)算存在計(jì)算量大、消耗時(shí)間長(zhǎng)等問題。如何從復(fù)雜的系統(tǒng)方式中選擇有限種具有代表性的系統(tǒng)方式進(jìn)行整定計(jì)算并且保證所得結(jié)果恰當(dāng)合理,是電廠、繼電保護(hù)整定計(jì)算人員和繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件編制人員面臨的新任務(wù)。本文主要結(jié)合電廠繼電保護(hù)整定計(jì)算的現(xiàn)狀，對(duì)電廠繼電保護(hù)存在的問題進(jìn)行了探討。

二、電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算工作的現(xiàn)狀

目前，大多數(shù)地區(qū)電力局仍使用簡(jiǎn)單的故障計(jì)算程序結(jié)合人工整定的方式進(jìn)行整定計(jì)算，這種方式與手工整定時(shí)代相比雖然可以處理更為復(fù)雜一點(diǎn)的問題，使定值計(jì)算的速度和精度都發(fā)生質(zhì)的變化，但仍然需要整定計(jì)算工作人員人工調(diào)整計(jì)算內(nèi)容，查找計(jì)算結(jié)果，計(jì)算保護(hù)的最終定值，這種整定方式計(jì)算量大，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，并且無法對(duì)電網(wǎng)的復(fù)雜情況進(jìn)行精確的處理。例如，不能對(duì)電網(wǎng)的各種運(yùn)行方式和故障情況進(jìn)行全面考慮，只能考慮少數(shù)幾種有代表性的運(yùn)行方式進(jìn)行整定計(jì)算，不進(jìn)行運(yùn)行方式的組合，即不能考慮所有可能的運(yùn)行方式進(jìn)行整定計(jì)算；對(duì)一些復(fù)雜的計(jì)算（如多重復(fù)雜故障的計(jì)算、非全相運(yùn)行和非全相振蕩的計(jì)算等），往往要做若干簡(jiǎn)化或根本不予以考慮；在保護(hù)的相互配合上，只能作比較粗糙的處理。所有這些都不僅使保護(hù)定值的計(jì)算精度受到限制，而且很難保證定值的最優(yōu)，無法適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化。當(dāng)前的整定方式使地區(qū)電網(wǎng)整定計(jì)算普遍過于簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單重復(fù)勞動(dòng)多，工作人員工作量大，并且整定計(jì)算結(jié)果中出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性也較大。

三、電廠繼電保護(hù)整定計(jì)算存在的問題和解決方法

1、整定計(jì)算結(jié)果的正確性問題和解決方法

（1）存在問題

由于整定計(jì)算不是一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算問題,而是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的智能工作,它通常需要擬定運(yùn)行方式,選擇故障計(jì)算條件,對(duì)各整定原則的計(jì)算結(jié)果需要進(jìn)行比較,對(duì)出現(xiàn)的矛盾(如配合關(guān)系和靈敏度要求兩者難于同時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí))要進(jìn)行選擇和說明,并形成最終的整定方案。這一系列工作僅靠基本原則是很難解決的,通常需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的整定人員干預(yù)。

（2）解決方法

常用的解決辦法是分步完成整定計(jì)算過程,每一步允許用戶參與,即所謂的半自動(dòng)整定模式。這種模式在一定程度上能增強(qiáng)用戶對(duì)結(jié)果的可信度,但不易徹底解決。因?yàn)檫@種模式容易出現(xiàn)一種矛盾：若步驟分得過細(xì),每一項(xiàng)內(nèi)容都需要用戶干預(yù),則整定計(jì)算軟件變?yōu)榧兇獾恼ㄓ?jì)算工具,將所有需要智能的工作都推給用戶去完成,失去軟件實(shí)用性；若步驟分得過粗,相當(dāng)于將原來大的黑匣子拆成幾個(gè)小的黑匣子。要徹底解決這個(gè)問題,必須弄清楚整定過程中哪些內(nèi)容需要用戶參與。整定過程通常包括：運(yùn)行方式選擇、故障條件選擇、整定原則選擇、整定系數(shù)選擇、整定結(jié)果選擇等內(nèi)容。

2、相口開路電壓計(jì)算方面存在的問題與解決對(duì)策

（1）存在的問題

在繼電保護(hù)整定計(jì)算過程中，需計(jì)算線路非全相運(yùn)行引起電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)的電流和電壓等電氣量。計(jì)算這些電氣量的關(guān)鍵在于非全相振蕩時(shí)正序網(wǎng)斷相口開路電壓的計(jì)算。設(shè)電力系統(tǒng)中1,2,…,s號(hào)母線為發(fā)電機(jī)母線，EmÐqm和Zm分別為第m臺(tái)發(fā)電機(jī)的等值電勢(shì)和等值阻抗。當(dāng)任意線路i-j發(fā)生非全相振蕩時(shí)，根據(jù)疊加原理，可求得正序網(wǎng)斷相口i、t的開路電壓為

盡管式(1)可精確地計(jì)算出非全相振蕩時(shí)正序網(wǎng)斷相口的開路電壓，但計(jì)算量太大，其原因在于：①Em和θm(m=1,2,…,s)必須通過暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算才能求得；②均隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化而變化，每進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)操作均需重新計(jì)算。因此，在含有大量發(fā)電機(jī)的大型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算中不可能采用式(1)計(jì)算非全相振蕩時(shí)正序網(wǎng)斷相口的開路電壓。

為避免多次進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，在繼電保護(hù)整定計(jì)算中通常假設(shè)非全相振蕩線路兩側(cè)等效發(fā)電機(jī)的電勢(shì)幅值相等均為E、相角差為d，并采用下式計(jì)算非全相振蕩時(shí)正序網(wǎng)斷相口的開路電壓：

這種計(jì)算方法實(shí)際上忽略了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)正序網(wǎng)斷相口開路電壓的影響，當(dāng)非全相振蕩線路為非放射狀兩端供電線路時(shí)，計(jì)算結(jié)果嚴(yán)重偏大，其偏大程度取決于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

（2）解決方法—口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)法

為計(jì)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響，假設(shè)電力系統(tǒng)振蕩過程中系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)分成兩個(gè)振蕩群參與振蕩，兩振蕩群等值發(fā)電機(jī)電勢(shì)幅值相等均為E1、相角差為d1。在這種假設(shè)條件下，以正序網(wǎng)斷相口i、t和兩群振蕩機(jī)組等效電勢(shì)端點(diǎn)為端口，根據(jù)雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)的物理意義，可導(dǎo)出一種計(jì)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響時(shí)正序網(wǎng)斷相口開路電壓的計(jì)算方法為

①在繼電保護(hù)整定計(jì)算中給定的是非全相振蕩線路兩側(cè)等效發(fā)電機(jī)的電勢(shì)幅值E 和相角差δ。實(shí)際計(jì)算中只能取E1=E、δ1=δ。因此，式(3)仍存在計(jì)算誤差；

②正序網(wǎng)斷相口注入單位電流時(shí)發(fā)電機(jī)的節(jié)點(diǎn)電壓與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，每進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)操作均需重新計(jì)算各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓，對(duì)含大量發(fā)電機(jī)的大型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算來講，式(3)的計(jì)算量仍比較大。

3、支系數(shù)計(jì)算方面存在的問題與解決對(duì)策

（1）存在的問題

①分支系數(shù)造成繼電保護(hù)延時(shí)段動(dòng)作值出現(xiàn)計(jì)算誤差，利用計(jì)算機(jī)整定延時(shí)動(dòng)作的繼電保護(hù)Ⅱ段、Ⅲ段和Ⅳ段的現(xiàn)有方法，沿用了人工整定計(jì)算方法，即在整定計(jì)算過程中引入了分支系數(shù)。②流經(jīng)保護(hù)的最大短路電流的計(jì)算，一般來講，環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)流過保護(hù)B的短路電流大于閉環(huán)運(yùn)行時(shí)流過保護(hù)B的短路電流。因此，最大短路電流出現(xiàn)在環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行、A側(cè)電源和B側(cè)電源均為最小運(yùn)行方式的情況下。顯而易見，最小分支系數(shù)對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式與最大短路電流對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式不一致，即繼電保護(hù)延時(shí)段動(dòng)作值對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)最不利的運(yùn)行方式是一種實(shí)際上根本不存在的虛擬運(yùn)行方式。分支系數(shù)的引入造成了相間電流保護(hù)延時(shí)段動(dòng)作值偏大，偏大程度取決于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。

（2）解決方法

分支系數(shù)的引入從兩個(gè)方面導(dǎo)致延時(shí)動(dòng)作的繼電保護(hù)動(dòng)作值出現(xiàn)計(jì)算誤差：①最小分支系數(shù)和最大短路電流對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式不一致；②分支系數(shù)本身存在著計(jì)算誤差。解決這兩個(gè)問題的方法很簡(jiǎn)單，即在采用計(jì)算機(jī)整定繼電保護(hù)延時(shí)段動(dòng)作值的過程中不再沿用人工整定計(jì)算時(shí)引入分支系數(shù)的方法，而改用直接按故障時(shí)保護(hù)測(cè)量到的電氣量來計(jì)算繼電保護(hù)延時(shí)段的動(dòng)作值。

四、結(jié)束語

總之，在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中,系統(tǒng)的運(yùn)行方式是不斷變化的。為了保證繼電保護(hù)裝置在不同系統(tǒng)方式下能夠正確動(dòng)作,在進(jìn)行繼電保護(hù)定值整定時(shí),必須考慮系統(tǒng)方式變化的因素,即在各種可能的系統(tǒng)方式下,對(duì)繼電保護(hù)裝置的定值進(jìn)行整定,保證其滿足靈敏性、選擇性、快速性和可靠性的要求,選擇更加合理有效的選擇原則,使繼電保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果更加精確。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王慧芳：《繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件中的若干問題分析》，《繼電器》，2006年12期

[2] 周志輝 周玲：《繼電保護(hù)整定值計(jì)算中運(yùn)行方式選擇的新方法》，《電力設(shè)備》, 2005年06期

第3篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的電力需求在不斷的增長(zhǎng)，電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)模及質(zhì)量在不斷的提升，這就直接導(dǎo)致了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，作為電網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行過程中必不可少的組成部分，繼電保護(hù)裝置對(duì)于電網(wǎng)的正常運(yùn)行具有非常重要的作用，一旦電網(wǎng)中出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)都具有非常重要的保護(hù)作用，本文就結(jié)合繼電保護(hù)裝置的主要特點(diǎn)及其配置原則，對(duì)于其整定計(jì)算的計(jì)算思路進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，有利于整個(gè)電網(wǎng)的正常工作。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)架構(gòu) 繼電保護(hù)裝置 整定計(jì)算

電力網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行的過程中，受到各種因素的影響，出現(xiàn)相關(guān)的故障是難以完全避免的，一旦出現(xiàn)故障，整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行會(huì)受到非常嚴(yán)重的影響，為了對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)實(shí)施有效的保護(hù)，對(duì)其進(jìn)行有效的繼電保護(hù)配置是非常重要的，合理的繼電保護(hù)裝置配置能夠在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，迅速的將相關(guān)的故障設(shè)備進(jìn)行切除，保證其他電力網(wǎng)絡(luò)線路不受影響，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)警功能，對(duì)于保證整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行具有非常重要的作用，要想繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)這一系列的功能，最重要的就是要保證其配置的合理性，本文就對(duì)其配置整定計(jì)算進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1 繼電保護(hù)配置的簡(jiǎn)單分析

1.1 繼電保護(hù)在電網(wǎng)中的作用

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)是非常重要的組成部分，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響，可能引起嚴(yán)重的安全事故，在對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響的同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中相關(guān)電力設(shè)備的使用壽命的降低，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，保護(hù)配置不當(dāng)，會(huì)引起大范圍停電或設(shè)備損壞，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，還會(huì)對(duì)人們的正常生產(chǎn)生活造成較嚴(yán)重的影響。

繼電保護(hù)快速動(dòng)作切除故障，對(duì)保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行起著舉足輕重的作用。目前，高壓電網(wǎng)中根據(jù)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，需同時(shí)滿足功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定這三個(gè)判據(jù)，才認(rèn)為系統(tǒng)滿足穩(wěn)定條件。這就對(duì)繼電保護(hù)的靈敏性、選擇性、速動(dòng)性和可靠性提出了更高要求。（1）、電網(wǎng)故障時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)該立即做出反應(yīng)，將故障元件從電網(wǎng)中隔離，迅速恢復(fù)無故障部分的正常運(yùn)行；（2）一旦電網(wǎng)中的設(shè)備及線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常情況，保護(hù)裝置能夠即時(shí)報(bào)警；（3）依據(jù)故障的實(shí)際情況，應(yīng)該能夠在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)該部分的供電。

1.2 繼電保護(hù)的配置原則

在電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)配置的過程中，應(yīng)該遵循以下的基本原則：（1）充分考慮保護(hù)對(duì)象的電壓等級(jí)，不同電壓等級(jí)對(duì)于繼電保護(hù)的要求有所不同的（2）充分考慮被保護(hù)對(duì)象的故障特點(diǎn)，判斷相關(guān)的保護(hù)對(duì)象是否工作于異常狀態(tài)下；（3）在能夠保證系統(tǒng)的安全性能的基礎(chǔ)上，盡量簡(jiǎn)化二次回路的接線設(shè)計(jì)。

220KV電網(wǎng)繼電保護(hù)，應(yīng)采用雙重化配置，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

（1）220KV線路保護(hù)應(yīng)裝設(shè)兩套全線速動(dòng)保護(hù)，采用近后備方式。兩套完整的后備保護(hù)（相間、接地距離、零序保護(hù)以及重合閘功能）；系統(tǒng)需要配置過電壓保護(hù)時(shí)，配置雙重化的過電壓及遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)。過電壓保護(hù)應(yīng)集成在遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)裝置中，遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)采用一取一經(jīng)就地判別方式；配置分相操作箱及電壓切換箱。

（2）220KV主變配置雙重化的主、后備保護(hù)一體的變壓器電氣量保護(hù)和一套非電量保護(hù)。

（3）220KV應(yīng)配置雙套含失靈保護(hù)功能的母線保護(hù)，每套線路保護(hù)及變壓器保護(hù)各啟動(dòng)一套失靈保護(hù)。

110KV電網(wǎng)繼電保護(hù)一般采用單套配置。

（1）110KV線路保護(hù)采用遠(yuǎn)后備方式，一般配置三段式相間、接地距離，四段式零序過流保護(hù)及重合閘。當(dāng)線路長(zhǎng)度小于10km，或網(wǎng)絡(luò)特殊需要時(shí)，需配置線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

（2）110KV主變配置主、后獨(dú)立的一套變壓器電氣量保護(hù)和一套非電量保護(hù)。

35Kv及以下電網(wǎng)繼電保護(hù)一般配置一套階梯過流III段保護(hù)及重合閘。

2 基于電網(wǎng)架構(gòu)的繼電保護(hù)配置的整定計(jì)算

整定計(jì)算主要是依據(jù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算工具，對(duì)具體的電力網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析、計(jì)算，以此得到保護(hù)裝置中相關(guān)參數(shù)的值，以便于在電力網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行合理的繼電保護(hù)裝置配置，在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，整定計(jì)算主要是對(duì)已經(jīng)配置好的保護(hù)裝置的運(yùn)行定值來進(jìn)行計(jì)算，這對(duì)于提升電力網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)的配置合理性具有非常重要的作用，在整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，整定計(jì)算是一項(xiàng)非常重要的工作，對(duì)于繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行具有非常重要的作用。

2.1 繼電保護(hù)配置整定計(jì)算工作的最基本的要求

隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)模及建設(shè)復(fù)雜性在不斷的增加，在其繼電保護(hù)裝置的配置過程中，要保證其配置的合理性，需要借助于整定計(jì)算，給出合理的運(yùn)行定值，這對(duì)于繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行是非常必要的，在其整定計(jì)算的過程中，對(duì)其所給出的定值的最基本的要求是能夠平衡好速動(dòng)性、可靠性、選擇性、靈敏性等各種性能之間的關(guān)系，在實(shí)際的整定計(jì)算的過程中，要求在各種定值計(jì)算方案中選擇最佳的計(jì)算方案，要盡可能大的滿足這幾個(gè)基本性質(zhì)的要求。

在繼電保護(hù)配置的整定計(jì)算的過程中，在進(jìn)行保護(hù)靈敏度校驗(yàn)、最大負(fù)荷值預(yù)測(cè)、短路計(jì)算等工作中，要對(duì)其值進(jìn)行合理的計(jì)算，首要的工作就是要確定合理的運(yùn)行方式，這對(duì)于整定計(jì)算的計(jì)算結(jié)果、繼電保護(hù)裝置的合理配置都具有非常大的影響。在整個(gè)整定計(jì)算的過程中，需要應(yīng)用到大量的計(jì)算參數(shù)，如互感器參數(shù)、零序阻抗參數(shù)等，不管是在哪個(gè)具體的計(jì)算過程中，保證各個(gè)參數(shù)的正確性是非常重要的，只有保證了計(jì)算參數(shù)的正確性，才能保證各個(gè)計(jì)算結(jié)果的正確性。

2.2 繼電保護(hù)配置整定計(jì)算的主要計(jì)算任務(wù)

在繼電保護(hù)配置整定計(jì)算的過程中，首要的計(jì)算任務(wù)就是要確定出有效的系統(tǒng)保護(hù)方案，在電網(wǎng)的繼電保護(hù)工作中，如果應(yīng)用成型的微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品，其中會(huì)包含著非常多的保護(hù)功能，但是在實(shí)際的應(yīng)用工作中，很多保護(hù)功能是沒有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值的，這就需要相關(guān)的設(shè)計(jì)人員，依據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的實(shí)際特點(diǎn)，借助于整定計(jì)算，確定系統(tǒng)中那些保護(hù)功能是電力網(wǎng)絡(luò)所需要的。并且，所有的繼電保護(hù)裝置中都含有數(shù)量較多的電氣元件，并且每個(gè)電氣元件的靈敏性、選擇性以及作用都是不盡相同的，在實(shí)際的應(yīng)用中，要通過整定計(jì)算來處理好各個(gè)繼電保護(hù)功能之間的良好配合關(guān)系。繼電保護(hù)裝置各個(gè)裝置之間的良好配合對(duì)于整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常工作也具有非常重要的作用，而這種配合關(guān)系的協(xié)調(diào)也需要通過整定計(jì)算來完成，在實(shí)際的計(jì)算過程中，可以通過短路電流計(jì)算得到某個(gè)保護(hù)裝置與其相鄰的保護(hù)裝置在靈敏度及動(dòng)作時(shí)間上的配合關(guān)系，如果電力系統(tǒng)中出現(xiàn)一定程度的故障，故障線路的繼電保護(hù)的靈敏度高于其上一級(jí)的相鄰線路，這就能夠有效的保證整條電力線路的安全穩(wěn)定性性能，具有非常好的保護(hù)作用。

2.3 繼電保護(hù)配置整定計(jì)算的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，很多先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用于繼電保護(hù)配置整定計(jì)算中，這對(duì)于計(jì)算效率及計(jì)算質(zhì)量的提升都具有非常重要的作用，對(duì)其計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析：（1）自定義規(guī)則的實(shí)現(xiàn)，隨著電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，在其運(yùn)行的過程中，隨著其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，繼電保護(hù)配置方式也會(huì)隨之出現(xiàn)相應(yīng)的改變，這使得整定計(jì)算工作中，其整定規(guī)則也在不斷的發(fā)生著變化，很多整定規(guī)則不具備普遍適用的特點(diǎn)，為了保證整定工作的靈活性及可靠性，整定計(jì)算人員都會(huì)通過自定義規(guī)則來有效的實(shí)現(xiàn)一定程度的人機(jī)干預(yù)功能，這對(duì)于計(jì)算質(zhì)量的提升具有積極的作用；（2）數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用，在整定計(jì)算工作，需要處理的數(shù)據(jù)是多種多樣的，在整個(gè)計(jì)算的過程中，既要對(duì)中間的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行保存，有效對(duì)最終的定值進(jìn)行輸出，并要能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的刪除、修改、添加、查詢等各種數(shù)據(jù)操作，這對(duì)于計(jì)算軟件的功能要求是非常的高，為了能夠很好的滿足這一要求，相關(guān)的計(jì)算軟件具備功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫引擎是非常必要的，并能夠在計(jì)算的過程中，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確的調(diào)用是非常重要的，這對(duì)于整個(gè)整定計(jì)算具有非常重要的作用。

與我國(guó)的繼電保護(hù)配置整定計(jì)算發(fā)展水平相比，國(guó)外的繼電保護(hù)整定計(jì)算研究更早，其技術(shù)水平也較高，除了計(jì)算方法上具有較多的先進(jìn)研究之外，其在整定計(jì)算的計(jì)算機(jī)軟件研究上也比較多，這對(duì)于整定計(jì)算計(jì)算效率的提升具有積極的作用。

3 結(jié)束語

繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)運(yùn)行過程中非常重要的組成部分，對(duì)于電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有非常重要的作用，本文就結(jié)合繼電保護(hù)裝置的主要特點(diǎn)及其配置基本原則，對(duì)電網(wǎng)中的繼電保護(hù)配置的整定計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)于其繼電保護(hù)裝置的合理配置具有非常重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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[3]王靖滿.直流牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及整定的探討[J].電氣化鐵道，2010（12）.

第4篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù) 故障分析 整定管理 仿真系統(tǒng)

繼電保護(hù)是對(duì)于電力系統(tǒng)來說是非常重要的一種安全措施，繼電保護(hù)裝置具有靈敏性、選擇性及可靠性等特點(diǎn)，這直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行，繼電保護(hù)定值是衡量繼電保護(hù)裝置靈敏性的重要指標(biāo)之一，由于繼電保護(hù)定值是否合理正確直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行[1]，因此與，繼電保護(hù)定值整定計(jì)算對(duì)于電力工程來說具有非常重要的意義，下面我們著重對(duì)繼電保護(hù)整定管理及仿真系統(tǒng)展開分析。

1系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)在研發(fā)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行了電路短路計(jì)算與整定規(guī)程，同時(shí)與地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相結(jié)合，經(jīng)過大量運(yùn)行調(diào)試以后，經(jīng)過多次程序升級(jí)以后，現(xiàn)在的軟件系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟。該系統(tǒng)在Windows設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及圖形化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)用現(xiàn)在的先進(jìn)計(jì)算方法和軟件技術(shù)，下面我們主要針對(duì)該系統(tǒng)的功能做簡(jiǎn)單論述。

1.1圖形化建模故障分析

該系統(tǒng)利用圖形建模技術(shù)對(duì)故障分析程序進(jìn)行編制，其主要特點(diǎn)在于用戶建立電網(wǎng)故障分析程序時(shí)，只需要在已經(jīng)提供的圖形環(huán)境中，利用相應(yīng)軟件畫出電網(wǎng)接線圖即可，自動(dòng)生成該電網(wǎng)故障分析程序。

1.2繼電保護(hù)整定計(jì)算

該系統(tǒng)利用圖形化人機(jī)界面，利用鼠標(biāo)拖動(dòng)即可對(duì)保護(hù)功能圖標(biāo)進(jìn)行整定，并將其配置于具體的位置上，然后將保護(hù)整定計(jì)算程序啟動(dòng)，按照已選好的整定原則進(jìn)行整定計(jì)算，最后輸出計(jì)算書。該軟件在實(shí)際運(yùn)行過程中可以任意設(shè)置故障類型或故障點(diǎn)[2]，針對(duì)繼電保護(hù)裝置定值展開校驗(yàn)。

1.3圖形化繼電保護(hù)仿真校驗(yàn)

在進(jìn)行校驗(yàn)的過程中，首先應(yīng)設(shè)置故障類型及相應(yīng)的運(yùn)行方式，并將仿真軟件啟動(dòng)，這時(shí)可以利用該軟件對(duì)故障計(jì)算模塊進(jìn)行反復(fù)調(diào)用，并計(jì)算出不同保護(hù)安裝位置的電氣量，同時(shí)結(jié)合保護(hù)定值配合原則選擇是否跳閘。這種情況下如果一些保護(hù)已經(jīng)跳閘，還可以按照已經(jīng)跳閘的電網(wǎng)工況展開繼續(xù)仿真，同時(shí)也可以對(duì)開關(guān)制動(dòng)進(jìn)行模擬，并對(duì)后備保護(hù)的動(dòng)作行為進(jìn)行觀察。

1.4繼電保護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)庫

該系統(tǒng)中有一個(gè)最為重要的成果，那就是保護(hù)定值數(shù)據(jù)庫與設(shè)備數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫和電網(wǎng)故障分析可以形成一個(gè)整體。

2系統(tǒng)應(yīng)用

為了加深對(duì)該系統(tǒng)的認(rèn)知和了解，我們需要對(duì)繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了解和分析，下面結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和研究。

2.1提升工作效率

該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中為生產(chǎn)工作提供了大量便利，具體通過以下幾方面體現(xiàn)：首先，可以自動(dòng)生成繼電保護(hù)配置圖、電網(wǎng)主線圖等，對(duì)于提升工作效率具有重要作用；其次，可以利用手動(dòng)和自動(dòng)的方式完成整定工作，完成整定工作以后還能直接將整定書打出來，不僅定值整定配合得到了實(shí)現(xiàn)，同時(shí)由于人員因素造成的誤差也可以得到明顯減少；第三，利用該系統(tǒng)可以為故障仿真功能的實(shí)現(xiàn)提供保護(hù)；第四，按照實(shí)際電網(wǎng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的找到有利數(shù)據(jù)；第五，在進(jìn)行短路計(jì)算的過程中可以設(shè)置不同的運(yùn)行方式，同時(shí)可以模擬很多不同的故障類型，為故障分析提供數(shù)據(jù)上的支撐；最后，該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的管理查詢功能，這無疑為多種運(yùn)行方式的實(shí)現(xiàn)提供了方便。

2.2 在應(yīng)用過程中不斷完善

為了使該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更加廣泛，需要在以后的應(yīng)用過程中不斷完善，這樣才能實(shí)現(xiàn)思路的創(chuàng)新，為此，研發(fā)人員需要在以后的工作中進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，具體可以通過以下幾方面進(jìn)行：首先，在窗口選擇時(shí)由于靈活性不夠，在實(shí)際操作過程中存在很多不便，經(jīng)過改進(jìn)以后增加了窗口的靈活性；其次，一次性復(fù)制到指定位置利用以前的元件不能實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過改進(jìn)以后在繪圖時(shí)可以一次性將其復(fù)制到指定位置上；第三，以前由于受到字節(jié)數(shù)的限制[3]，不能全面的、具體的對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行描述，經(jīng)過改進(jìn)以后增加了字符，更多運(yùn)行方式描述被呈現(xiàn)出來，描述變得更加清晰、明白；第四，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很多地區(qū)電網(wǎng)的變電站數(shù)量比較多，因此，為了提升整定速度，將故障計(jì)算時(shí)間縮短，可以將大電網(wǎng)分成不同區(qū)域塊電網(wǎng)，然后將不同區(qū)域塊電網(wǎng)定義成獨(dú)立子網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上利用網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)連接不同區(qū)域塊電網(wǎng)，最后進(jìn)行故障與整定計(jì)算。

2.3幾點(diǎn)改進(jìn)建議

為了保證系統(tǒng)運(yùn)行范圍可以更加廣泛，針對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題提出一些建議。第一，系統(tǒng)運(yùn)行過程中加絡(luò)線兩端以后，動(dòng)作會(huì)顯得比較靈敏，不僅可以提升校驗(yàn)保護(hù)定值功能，同時(shí)對(duì)于工作效率的提高也非常有利；其次，從系統(tǒng)的自動(dòng)整定功能來看，如果計(jì)算過程中Ⅳ段定值較大，甚至超過Ⅲ段定值，這時(shí)零序Ⅳ段定值會(huì)自動(dòng)清零，才能與Ⅲ段定值持平；第三，完成電阻取值后，電網(wǎng)故障計(jì)算的準(zhǔn)確性將會(huì)得到提升，特別是在故障查詢以及仿真校驗(yàn)的過程中，可以為數(shù)值準(zhǔn)確率提供保證；第四，在故障值計(jì)算過程中，可以適當(dāng)增加主變中性電流，這種情況下經(jīng)過電流感應(yīng)后，電流最終將會(huì)流向零序電流，進(jìn)而提升校核變壓器在工作中的靈敏性。

3 結(jié)語

總之，隨著當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展，大量微機(jī)型繼電保護(hù)裝置開始進(jìn)入到市場(chǎng)中，同時(shí)大規(guī)模自動(dòng)化變電站開始興建，這種情況下信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電網(wǎng)中應(yīng)用的重要性開始體現(xiàn)出來。該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅有利于繼電保護(hù)整定計(jì)算效率的提升，同時(shí)該系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)在我國(guó)很多地區(qū)開始應(yīng)用，在實(shí)踐應(yīng)用中證實(shí)了該系統(tǒng)對(duì)于工作效率提升的重要作用。此外，為了信息共享可以實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將會(huì)得到進(jìn)一步擴(kuò)大，專業(yè)管理工作會(huì)逐漸被推向標(biāo)準(zhǔn)化的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉桂琴.繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與技術(shù)改進(jìn)[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，18：55-57.

第5篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

關(guān)鍵詞：母線保護(hù) 整定計(jì)算 方法

中圖分類號(hào)：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（b）-0124-01

目前，唐山電網(wǎng)220 kV的母線保護(hù)均為雙重保護(hù)，各種型號(hào)的微機(jī)母線保護(hù)約有70多套。母線保護(hù)正確的整定及動(dòng)作對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行起著越來越重要的作用。

1 母線保護(hù)的作用

母線保護(hù)涉及主變、線路、母聯(lián)等多個(gè)開關(guān)，所以母線保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中的一個(gè)重要設(shè)備，電力系統(tǒng)的安全依賴于其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。在《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定對(duì)于220 kV高壓電網(wǎng)母線保護(hù)的裝設(shè)應(yīng)遵循能快速有選擇地切除故障母線的原則[1]。

2 母線保護(hù)的原理

母線差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)行判斷和動(dòng)作的依據(jù)是基爾霍夫電流定律，即：把母線看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。假設(shè)母線上各引出線的電流互感器變比相同，二次側(cè)同極性端連接在一起，如圖1所示。按此接線當(dāng)在正常運(yùn)行以及母線外部故障時(shí)，流過繼電器的總電流為零。如果母線發(fā)生故障，流過繼電器的總電流將不為零，據(jù)此，母線保護(hù)可以采用比較電流是否平衡及比較電流相位是否一致的原理，有些保護(hù)將兩種原理結(jié)合，一旦保護(hù)判別出母線發(fā)生故障，將立即啟動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作元件。

3 母線保護(hù)的整定計(jì)算

3.1 電流及電壓元件的整定計(jì)算

（1）比率差動(dòng)元件的比率差動(dòng)門坎按包括檢修方式、異常方式等各種運(yùn)行方式中的最小運(yùn)行方式下，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，計(jì)算流過母線的最小短路電流，按靈敏度Km≥4整定，得出數(shù)值，同時(shí)由于電流互感器實(shí)際使用時(shí)存在誤差，并且當(dāng)母線外部短路時(shí)，保護(hù)裝置中有可能出現(xiàn)不平衡電流，所以要保證選擇性，差動(dòng)保護(hù)的啟動(dòng)電流必須躲開最大不平衡電流，以防止CT斷線時(shí)母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)[2]。

（2）低電壓閉鎖元件，以電流判據(jù)為主的差動(dòng)元件，可以用電壓閉鎖元件來配合，提高保護(hù)整體的可靠性。復(fù)合電壓閉鎖元件包括母線線電壓（相間電壓），母線三倍零序電壓及母線負(fù)序電壓。其動(dòng)作表達(dá)式為：

Uab Uset （1）

3U0 U0set （2）

U2 U2set （3）

以上三個(gè)判據(jù)中任意一個(gè)滿足，則該段母線電壓閉鎖元件動(dòng)作，開放差動(dòng)保護(hù)。Uset按母線發(fā)生對(duì)稱短路時(shí)有足夠靈敏度整定，靈敏度Km≥1.5，并且保證母線正常最低運(yùn)行電壓下不動(dòng)作，而在故障切除后能可靠返回，一般取U1=70 V/線；U0set按母線發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)有足夠靈敏度整定，靈敏度Km≥4，并且應(yīng)躲過母線正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電壓中的零序分量，一般取3U0=6V；U2set按母線發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)有足夠靈敏度整定，靈敏度Km≥4，并且應(yīng)躲過母線正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電壓中的負(fù)序分量，一般取U2=4V/相[3]。

3.2 變壓器啟失靈的整定計(jì)算

母差保護(hù)中斷路器失靈保護(hù)的作用是：當(dāng)母線所連接的某一元件上發(fā)生故障時(shí)，其元件本身保護(hù)動(dòng)作而該連接元件的斷路器發(fā)生拒動(dòng)情況時(shí)，作為近后備保護(hù)的保護(hù)裝置向母聯(lián)或分段斷路器及同一母線上的所有斷路器發(fā)送跳閘命令，以盡快切除故障，避免事故范圍的擴(kuò)大[4]。

對(duì)于變壓器保護(hù)，依據(jù)國(guó)家電力調(diào)度通信中心文件《國(guó)網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》要求220 kV變壓器的斷路器失靈時(shí)應(yīng)啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)，以降低故障時(shí)對(duì)變壓器的短路沖擊。

對(duì)于變壓器220 kV側(cè)相電流判別元件按以下原則整定。

按包括檢修方式、異常方式等各種運(yùn)行方式中的最小運(yùn)行方式下，變壓器單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，低壓側(cè)兩相短路時(shí)，靈敏度Km≥1.3整定，同時(shí)盡可能的躲過變壓器最大負(fù)荷電流，且可靠系數(shù)不小于1.1倍。對(duì)于母差保護(hù)中變壓器失靈保護(hù)單元，一般不判別負(fù)序及零序電流。

對(duì)于電壓元件，低電壓一般按躲過正常最低運(yùn)行電壓整定，保證母線發(fā)生對(duì)稱故障時(shí)有足夠的靈敏度Km≥1.5，且保證切除故障后能可靠返回，取U1=70V/線。負(fù)序及零序電壓元件，按可靠躲過正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡電壓整定，并保證母線發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)有足夠的靈敏度Km≥4，一般取3U0=6V、U2=4V/相。如考慮到主變低壓側(cè)故障高壓側(cè)開關(guān)失靈時(shí)，高壓側(cè)母線的電壓閉鎖靈敏度有可能不夠，也可選擇變壓器支路跳閘時(shí)失靈保護(hù)不經(jīng)電壓閉鎖。

對(duì)于失靈保護(hù)出口延時(shí)，一般以較短時(shí)限動(dòng)作于跳開母聯(lián)或分段斷路器，該時(shí)間定值應(yīng)大于斷路器動(dòng)作時(shí)間和保護(hù)返回時(shí)間之和，再考慮一定的時(shí)間裕度，該延時(shí)一般整定為0.25 s；斷路器失靈啟動(dòng)后以較長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于跳開與拒動(dòng)斷路器連接在同一母線上的所有斷路器。該時(shí)間定值應(yīng)在先跳母聯(lián)或分段的前提下，加上母聯(lián)或分段斷路器動(dòng)作時(shí)間和保護(hù)返回時(shí)間之和，再考慮一定的時(shí)間裕度。斷路器失靈保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在保證斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作選擇性的前提下盡量縮短，該延時(shí)一般整定為0.5 s[4]。

4 結(jié)語

目前唐山地區(qū)電網(wǎng)中使用了多種型號(hào)的微機(jī)母線保護(hù)，不同類型的母線保護(hù)，其基本原理類似。所以分析母線保護(hù)的基本原理，研究母線保護(hù)的整定計(jì)算方法，對(duì)于更好地發(fā)揮各種類型微機(jī)母線保護(hù)的性能起著重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] DL 400-91.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程[Z].1991.

[2] 國(guó)家電力公司電力自動(dòng)化研究所.BP-2B微機(jī)母線保護(hù)裝置[M].2011.

第6篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；運(yùn)行方式；整定；計(jì)算

引言

繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量（電流、功率、頻率等）的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理。應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的各種繼電保護(hù)絕大多數(shù)都是反映電力系統(tǒng)故障時(shí)的電流增大、電壓降低，以及電流與電壓間相位角變化，與正常運(yùn)行時(shí)各物理量的差別來實(shí)現(xiàn)的。本文針對(duì)傳統(tǒng)選擇方法的缺點(diǎn)提出了一種基于耦合度的選擇方法。此方法可以縮小運(yùn)行方式的選擇范圍，解決了繼電保護(hù)整定值計(jì)算中運(yùn)行方式的選擇問題。只有對(duì)繼電保護(hù)的定值確定正確性，才能使其準(zhǔn)確動(dòng)作的發(fā)揮自身的技術(shù)性。在整定計(jì)算中，各種不同的繼電保護(hù)原理都被要求滿足運(yùn)行方式的選擇和靈敏性，所以要經(jīng)過分析選擇作為計(jì)算依據(jù)的運(yùn)行方式。在實(shí)際的運(yùn)行中電網(wǎng)的運(yùn)行方式是多樣的，而在整定計(jì)算各故障電流時(shí)使用的運(yùn)行方式會(huì)比實(shí)際中的要極端，所以整定計(jì)算中，運(yùn)行方式的選擇缺乏全面性及合理性。

1 運(yùn)行方式的分析

經(jīng)過對(duì)實(shí)際的電網(wǎng)中運(yùn)行方式和整定計(jì)算時(shí)選擇的運(yùn)行方式進(jìn)行研究得出，整定計(jì)算采用的運(yùn)行方式可以分為電網(wǎng)的供電方式、廠站大小的方式以及設(shè)備檢修。電網(wǎng)的供電方式指無需考慮廠站中設(shè)備的運(yùn)行情況，只在意輸電線路在電網(wǎng)中的運(yùn)行情況。因?yàn)殡娋W(wǎng)的供電方

式不分大小，對(duì)縮小運(yùn)行方式起到關(guān)鍵性作用。環(huán)網(wǎng)運(yùn)行型的電網(wǎng)中的供電方式是指線路的停用；分區(qū)運(yùn)行型的電網(wǎng)中的供電方式是指高電壓等級(jí)為低電壓等級(jí)的供電，而分區(qū)運(yùn)行型的電網(wǎng)普遍是開環(huán)運(yùn)行，即廠站的某一刻只由一個(gè)高電壓等級(jí)供電，不同的高電壓等級(jí)供電就有不一樣的供電方式。

廠站大小方式指無需考慮進(jìn)線和出線運(yùn)行情況，只在意變電所、發(fā)電廠的內(nèi)部設(shè)備的大小運(yùn)行方式。設(shè)置大運(yùn)行方式是把所有的設(shè)備運(yùn)行，外接的電源和變壓器接地方式也都按最大方式運(yùn)行，如果只有一臺(tái)主變接地，可以選擇小的零序阻抗接地。反之，設(shè)置小運(yùn)行方式是停運(yùn)部分設(shè)備，如果有兩臺(tái)主變，停運(yùn)大的，外接的電源和變壓器接地方式也都按最小方式運(yùn)行，小的電源停運(yùn)，選擇大的零序阻抗接地。

電網(wǎng)的供電方式和廠站大小方式即構(gòu)成了電網(wǎng)中的各種實(shí)際運(yùn)行方式，但因?yàn)檎ㄓ?jì)算使用的電氣量是通過極端方式得到的，所以在普遍的運(yùn)行方式下應(yīng)再按一定的規(guī)則檢修掉一些設(shè)備?？s小計(jì)算的范圍，增加計(jì)算的可靠性。

2 運(yùn)行方式選擇的方法

采用合理的編制程序，通過計(jì)算機(jī)把各種運(yùn)行方式結(jié)果組合出來，從中選取適合的運(yùn)行方式，這樣不僅會(huì)提高整定的工作效率，還可以提升保護(hù)裝置的性能。從理論方面來講，整定的線路包含 n 個(gè)元件時(shí)，運(yùn)行可能方式有 種。盡管計(jì)算機(jī)高速，但數(shù)目驚人，工作量大。根據(jù)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，某些元件變更運(yùn)行方式對(duì)故障電流僅有很小的影響，可以在整定計(jì)算中忽略。因此，選取影響較大的、排除較小的運(yùn)行方式，可以保證整定計(jì)算的可信度。而判定運(yùn)行方式對(duì)故障電流的影響依據(jù)是關(guān)鍵。

（1）建立模型。建立節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣模型對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行分析。因節(jié)點(diǎn)矩陣模型在計(jì)算過程中的節(jié)點(diǎn)是直接截取并重復(fù)性高，計(jì)算便捷。在整定計(jì)算中還應(yīng)考慮到投入支路及斷開后的相鄰支路的系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)矩陣會(huì)隨著電力系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)變更而變化，處理此種變化的方法有：第一，直接修復(fù)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)矩陣，再根據(jù)新節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的方程計(jì)算所需的電路。第二，用補(bǔ)償和局部修正節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)矩陣，再計(jì)算變化后的網(wǎng)絡(luò)情況。而對(duì)改變一般的線路運(yùn)行方式可以采用支路的追加進(jìn)行修正。

計(jì)算電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的方程是：U=Z*I，Z 表示 n 階方陣。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) i 和 j 間追加支路，阻抗矩陣為 Z’，各個(gè)元素都會(huì)隨之產(chǎn)生變化。依據(jù)支路追加計(jì)算方法，若計(jì)算中斷開一條支路，則追加同值的負(fù)阻抗支路進(jìn)行處理。即斷開支路是 R+jx，追加同值的負(fù)阻為 -R-jx。如果電力網(wǎng)絡(luò)中的 線路斷開，矩陣 Z 變成 Z’，追加的阻抗支路為 ，而 Z 中各元素均有變化。

（2）運(yùn)行方式的變化對(duì)故障電流造成的影響。運(yùn)行方式的變化對(duì)零序電流的定值影響大，使整定計(jì)算的配合困難。當(dāng)電力網(wǎng)絡(luò)的元件運(yùn)行發(fā)生變化，阻抗矩陣也隨之從 Z變成 Z’，假設(shè)發(fā)生兩相接地故障產(chǎn)生零序電流，分析零序電流在支路中的分量大小。則任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的零序分量為： 而任意支路的零序分量為：

是故障處電壓，由阻抗矩陣與源節(jié)點(diǎn)的電流得出。從式中可以看出，當(dāng)運(yùn)行方式有變化時(shí)，即某一條線路的斷開會(huì)使阻抗矩陣中的各元素產(chǎn)生變化，并使等值阻抗也發(fā)生變化，最終引起支路的零序電流分量的變化。

（3）提出耦合度。耦合度是指保護(hù)元件和各元件間相關(guān)程度的量。以上分析得知，電流的變化是由阻抗發(fā)生變化引起的，而阻抗矩陣中各元素對(duì)電流的大小變化所起作用不同。如果阻抗代替電流變化元素，計(jì)算電流變化的過程就變成了計(jì)算阻抗變化，而阻抗變化可以由阻抗矩陣中得出，計(jì)算過程就簡(jiǎn)單了。自阻抗是在短路電流的計(jì)算中重要的量，與零序電流的變化基本一致。所以稱保護(hù)元件與各元件之間的耦合關(guān)系程度為耦合度，耦合度的值為0-1，越大表示越強(qiáng)的耦合關(guān)系。其他元件改變運(yùn)行方式時(shí)對(duì)保護(hù)的線路產(chǎn)生的短路電流影響大小也可用耦合度表示，越大表示耦合度強(qiáng)，小表示耦合度弱。這種方法的判斷只需要原始阻抗矩陣中的元素，在整定計(jì)算時(shí)，可以先確定耦合度再選擇運(yùn)行方式。也可以列出運(yùn)行方式的總數(shù)，按耦合度大小依次運(yùn)行。這種操作既簡(jiǎn)單又實(shí)用，避免了計(jì)算的復(fù)雜化。

3 實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式選擇的步驟

（1）運(yùn)行方式選擇的內(nèi)容。通過耦合度分析，保護(hù)元件和其他元件間的關(guān)系程度衡量以 p表示，設(shè)定閥值為a，當(dāng)p大于a時(shí)，就需要參與投入或者斷開的組合運(yùn)行方式；當(dāng)p小于a時(shí)，該元件可以不參與運(yùn)行方式組合。如要控制元件數(shù)目，可設(shè)定限值 N，依據(jù)分析，把p按大小列出，選大的元件。確定參與的元件，即集合 A，此集合內(nèi)參與運(yùn)行方式的元件對(duì)故障電流的影響大，需考慮到運(yùn)行方式在許可范圍內(nèi)的變化。

另外運(yùn)行方式的組合原則還應(yīng)遵守：第一，保護(hù)端的相鄰節(jié)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)入集合 A；第二，某些元件不能停運(yùn)的，即便在集合A中，也不考慮變化運(yùn)行方式；第三，某些元件停運(yùn)會(huì)影響其他的運(yùn)行，即便不在集合A中，也應(yīng)考慮變化運(yùn)行方式；第四，按運(yùn)行部門的規(guī)定最大最小的參與運(yùn)行方式組合，不具體到機(jī)組和變壓器。

（2）運(yùn)行方式選擇的流程。運(yùn)行方式的過程有：第一，分析保護(hù)元件和各元件間的耦合度；第二，按網(wǎng)絡(luò)狀況確定閥值a和 N 的大小，以獲得 A；第三，修正A，確定其適合的運(yùn)行方式。計(jì)算步驟為：發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn) - 確定耦合度 -根據(jù) p、N 得出 A- 修正元件 - 選擇運(yùn)行方式 - 計(jì)算出整定計(jì)算參數(shù)。對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較，選取最終的參數(shù)，記錄適應(yīng)的運(yùn)行方式。

4 結(jié)束語

本文探討了繼電保護(hù)整定計(jì)算中運(yùn)行方式的選擇分析，提出了耦合度的運(yùn)行方式選擇方法。降低了整定計(jì)算的復(fù)雜化，縮小了運(yùn)行方式的范圍，從而提高整定計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王慧芳.繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件中的若干問題分析[J].繼電器，2006（12）.

第7篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；定值校核；定值預(yù)警；故障計(jì)算；潮流計(jì)算

跨區(qū)域的電力系統(tǒng)互聯(lián)能夠提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，但是對(duì)其安全性提出了更高要求［1］。作為電力系統(tǒng)中極為重要的二次設(shè)備，繼電保護(hù)設(shè)備能夠提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性［2］。大量相關(guān)研究［3－4］均指出，在大范圍斷電的電力系統(tǒng)事故中，60％以上的事故均同繼電保護(hù)設(shè)備錯(cuò)誤動(dòng)作存在直接或間接相關(guān)性。由此，繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)用與繼電保護(hù)設(shè)備隱患預(yù)警成為電力系統(tǒng)研究的一個(gè)重要方向。繼電保護(hù)設(shè)備定值核校直接與繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作行為能否滿足電力系統(tǒng)“四性”要求相關(guān)［5］，所以繼電保護(hù)定值校核及預(yù)警成為保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。本研究設(shè)計(jì)一種繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警系統(tǒng)，以期實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)定值在線核校與保護(hù)連鎖動(dòng)作預(yù)警。

1繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警系統(tǒng)

1．1需求分析

本系統(tǒng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備定值在線校核與預(yù)警2個(gè)功能。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)定值主要分為線路保護(hù)、母線保護(hù)與電壓器保護(hù)的后備保護(hù)定值與主保護(hù)定值、輔助定值等［6］。在電力系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行模式下，對(duì)不同繼電保護(hù)定值進(jìn)行在線安全校核，校核的主要方向?yàn)槔^電保護(hù)裝置的靈敏度、選擇性與躲負(fù)荷能力等［7］。保護(hù)連鎖動(dòng)作是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下，自主進(jìn)行事故預(yù)警與定值校核，以準(zhǔn)確判斷運(yùn)行模式變化下受影響概率較高的繼電保護(hù)裝置和造成定值性能顯著波動(dòng)的運(yùn)行模式。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究可有效實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)定值在線核校與保護(hù)連鎖動(dòng)作預(yù)警，滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

1．2系統(tǒng)總體架構(gòu)

繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。分析圖1可知，繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警系統(tǒng)主要由電力系統(tǒng)綜合模型拼接模塊、信息融合模塊、計(jì)算模塊與輸出模塊等組成。能量管理系統(tǒng)所提供的電網(wǎng)一次模型經(jīng)由電力系統(tǒng)綜合模型拼接模塊傳輸至系統(tǒng)內(nèi)，結(jié)合離線整定計(jì)算系統(tǒng)提供的繼電保護(hù)模型，構(gòu)建用于繼電保護(hù)定值在線校核的電力系統(tǒng)綜合模型。信息融合模塊分為2部分。一部分用于獲取由能量管理系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算得到的系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行模式，依照變壓器的投停情況完善其中性點(diǎn)接地方式［8］；參照文獻(xiàn)［9］，在當(dāng)前運(yùn)行模式條件下，確定N－1或N－k運(yùn)行模式，產(chǎn)生局部校核區(qū)域。另一部分獲取離線整定計(jì)算系統(tǒng)與模糊推理系統(tǒng)提供的計(jì)算定值與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行定值，將其作為計(jì)算模塊中待校核的定值。計(jì)算模塊包含故障、潮流與校核計(jì)算相關(guān)的技術(shù)程序［9］。通過故障計(jì)算能夠獲取定值校核計(jì)算過程中所需的不同故障預(yù)備量，同時(shí)能夠依照校核計(jì)算的定性校核結(jié)果確定繼電保護(hù)范圍。利用潮流計(jì)算能夠確定給定運(yùn)行模式條件下電力系統(tǒng)的潮流。校核計(jì)算可在給定運(yùn)行模式與定值信息條件下計(jì)算不同類型保護(hù)定值性能以及預(yù)警值。結(jié)果輸出模塊用戶輸出繼電保護(hù)校核結(jié)果，并針對(duì)不合理定值進(jìn)行預(yù)警，其結(jié)果可以通過圖、表、文本等多種形式呈現(xiàn)。

1．3定值校核計(jì)算方法

繼電保護(hù)定值校核主要可采用靈敏度校核和選擇性校核。靈敏度校核的主要依據(jù)為系統(tǒng)計(jì)算模塊中通過故障計(jì)算所獲取的最小短路電流；選擇性校核相對(duì)復(fù)雜，若繼電保護(hù)定值與選擇性要求不匹配，則需計(jì)算其相鄰的下一線路范圍。1．3．1靈敏度校核繼電保護(hù)定值校核中的靈敏度校核主要通過故障計(jì)算實(shí)現(xiàn)，故障計(jì)算是指在當(dāng)前運(yùn)行模式條件下，根據(jù)線路保護(hù)類型與接線方式，并利用在校核規(guī)則知識(shí)庫內(nèi)搜索到合適的校核規(guī)則，并對(duì)搜索到的校核規(guī)則進(jìn)行分解，確定規(guī)則的故障計(jì)算組件、量測(cè)組件和取值組件，利用這些組件進(jìn)行故障計(jì)算，獲取最小短路電流，通過對(duì)比確定靈敏度校核結(jié)果［10］。基于組件思想可將繼電保護(hù)的校核規(guī)則劃分為3種不同組件：故障計(jì)算組件、量測(cè)組件和取值組件。用故障計(jì)算確定的故障部分（故障元件類型、故障位置、故障類型等），根據(jù)故障判斷結(jié)果構(gòu)建校核計(jì)算式是故障計(jì)算組件的主要功能。量測(cè)組件和取值組件分別表示故障計(jì)算后應(yīng)用的量測(cè)信息（元件、位置、內(nèi)容等）和繼電保護(hù)定值與一次設(shè)備參數(shù)（元件類型、取值內(nèi)容與位置等）。繼電保護(hù)定值校核規(guī)則的構(gòu)建如圖2所示。構(gòu)建規(guī)則過程中著重關(guān)注規(guī)則適用條件與規(guī)則間的邏輯關(guān)系。1．3．2選擇性校核圖3為包含三段式距離保護(hù)的電力系統(tǒng)線路保護(hù)示例，在此基礎(chǔ)上說明繼電保護(hù)定值選擇性校核方法。R1、R2為距離保護(hù)，在MⅠR2＜MⅡR1＜MⅡR2（R1距離保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間同R2相比較小的同時(shí)，與R1距離保護(hù)Ⅰ段動(dòng)作時(shí)間相比較大）為已知的條件下，R1的距離保護(hù)Ⅱ段同R2的距離保護(hù)Ⅰ段結(jié)合，參考基于助增系數(shù)的整定標(biāo)準(zhǔn)，利用式（1）計(jì)算臨界定值N∞：N∞＝HRelNAB＋H′RelHbmincrtNⅠR2（1）式中，HRel和H′Rel表示不同的整定系數(shù)，NAB、Hbmincrt和NⅠR2分別表示線路AB的正序阻抗、最小正序助增系數(shù)和R2保護(hù)Ⅰ段的動(dòng)作定值。在臨界定值不大于NⅡR1的條件下，R1保護(hù)Ⅱ段同選擇性標(biāo)準(zhǔn)不匹配；相反，則同選擇性標(biāo)準(zhǔn)匹配。以上定值比較法實(shí)現(xiàn)過程具有過量保護(hù)特征，也可用于電流保護(hù)定值的選擇性校核。依照保護(hù)范圍的概念，當(dāng)電力系統(tǒng)內(nèi)某點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)所處區(qū)域采集的電氣量等于保護(hù)動(dòng)作值，利用式（2）能夠描述此等量關(guān)系：NDZ＝f（ξ）（2）式中，NDZ和ξ分別表示距離保護(hù)定值和保護(hù)范圍（故障線路中h點(diǎn)與故障線路首端距離比值）。

1．4定值預(yù)警方法

電力系統(tǒng)在當(dāng)前運(yùn)行模式下采用“N－1”開斷方法，檢驗(yàn)校核相間距離保護(hù)的躲負(fù)荷能力，進(jìn)而實(shí)時(shí)確定電力系統(tǒng)內(nèi)易產(chǎn)生連鎖跳閘問題的薄弱環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)連鎖動(dòng)作預(yù)警。利用“N－1”開斷法進(jìn)行N次全部線路的斷線分析需要進(jìn)行十分繁瑣的計(jì)算，耗時(shí)巨大。在電力系統(tǒng)中，導(dǎo)致繼電保護(hù)裕度下降的關(guān)鍵因素是線路過負(fù)荷，基于此通過標(biāo)量函數(shù)PI排序“N－1”線路開斷，在線路開斷導(dǎo)致保護(hù)裕度波動(dòng)低于設(shè)定閾值的條件，開斷運(yùn)算結(jié)束。利用斷線分析的靈敏度法可提升“N－1”開斷運(yùn)算效率。在電力系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的線路出現(xiàn)開斷問題時(shí)，利用式（5）可計(jì)算節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j的功率變量ΔPi、ΔQi、ΔPj、ΔQj：式中，D和Pij、Qij、Pji、Qji分別表示4×4矩陣和N－1開斷前電力系統(tǒng)不同線路的功率。利用式（6）能夠計(jì)算“N－1”開斷后節(jié)點(diǎn)電壓修正量：（6）式中，ΔV、Δε和U分別表示開斷后節(jié)點(diǎn)電壓幅值修正量、節(jié)點(diǎn)電壓相角修正量和靈敏度矩陣。U還能夠描述電力系統(tǒng)開斷前潮流計(jì)算迭代結(jié)束時(shí)的雅克比矩陣J的逆矩陣。結(jié)合式（5）和式（6）獲取電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)開斷后的電壓幅值V與相角ε，進(jìn)而實(shí)時(shí)確定電力系統(tǒng)內(nèi)易產(chǎn)生連鎖跳閘問題的薄弱環(huán)節(jié)，通過事先設(shè)置好的預(yù)警閾值，實(shí)現(xiàn)保護(hù)連鎖動(dòng)作預(yù)警。

2實(shí)踐應(yīng)用測(cè)試

為驗(yàn)證本研究所設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用性，進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用測(cè)試。

2．1研究對(duì)象概況

選取我國(guó)某市電力系統(tǒng)為研究對(duì)象，其局部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。其中，S1～S8和P1分別表示變電站和發(fā)電站，L1～L10和RL1～RL7分別表示線路和線路保護(hù)，RL1～RL7為繼電保護(hù)線路。

2．2系統(tǒng)定值校核結(jié)果

依照定值比較法能夠得到圖4內(nèi)繼電保護(hù)RL1的相間距離保護(hù)Ⅱ段與RL4同選擇性標(biāo)準(zhǔn)不匹配。由表1能夠得到，RL1繼電保護(hù)的Ⅱ段同相鄰繼電保護(hù)的Ⅱ段結(jié)合，利用本研究系統(tǒng)確定滿足同相鄰繼電保護(hù)結(jié)合要求的臨界定值，設(shè)定準(zhǔn)確系數(shù)為0．8，利用表2可顯示RL1繼電保護(hù)同相鄰繼電保護(hù)結(jié)合的最小正序助增系數(shù)、臨界定值與其定值校核結(jié)果。表2數(shù)據(jù)顯示，RL4繼電保護(hù)的臨界定值為46．74Ω，小于待校核定值54Ω，同選擇性標(biāo)準(zhǔn)不匹配。雖然RL4繼電保護(hù)動(dòng)作定值同選擇性標(biāo)準(zhǔn)不匹配，但保護(hù)動(dòng)作時(shí)間依舊存在級(jí)差，將此種結(jié)合關(guān)系定義為“不完全結(jié)合”。以表2中的校核結(jié)果為基礎(chǔ)，采用本研究系統(tǒng)中的保護(hù)范圍比較法對(duì)研究對(duì)象繼電保護(hù)定值實(shí)施定量校核，結(jié)果如表3所示。分析表3能夠得到，在研究對(duì)象故障類型一致的條件下，RL1繼電保護(hù)Ⅱ段的保護(hù)范圍同RL4繼電保護(hù)Ⅱ段的保護(hù)范圍相比較小，由此判斷其與選擇性標(biāo)準(zhǔn)相匹配。

2．3校核應(yīng)用效果

校核與預(yù)警后，7個(gè)線路保護(hù)的年故障均呈現(xiàn)不同程度的下降，下降比例在13％～23％，其中RL1繼電保護(hù)年故障下降最為顯著，而RL4繼電保護(hù)年故障下降幅度最低。由此能夠說明，采用本研究系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)定值進(jìn)行在線校核與預(yù)警能夠顯著降低電力系統(tǒng)故障發(fā)生率，能夠保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3總結(jié)

第8篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

關(guān)鍵詞: 風(fēng)力發(fā)電；短路電流；整定計(jì)算

引言:

近年隨著節(jié)能減排、減少能源消耗受到社會(huì)越來越多的重視，作為目前最成熟、經(jīng)濟(jì)效益最好的可再生能源的風(fēng)力發(fā)電再次進(jìn)入人們的視野，也受到國(guó)家政策的大力扶持。受此影響，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，也導(dǎo)致越來越多在電網(wǎng)從事繼電保護(hù)的整定人員接觸到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

雖然中國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷史已有近二十年，但由于此前風(fēng)電發(fā)展較有地域性，并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的容量也比較小，在電力系統(tǒng)保護(hù)配置及整定計(jì)算時(shí)，基本是將風(fēng)電場(chǎng)簡(jiǎn)化為一個(gè)負(fù)荷。但近年并網(wǎng)的風(fēng)場(chǎng)規(guī)模都比較大，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)將向短路點(diǎn)提供一定的短路電流，因此在整定計(jì)算時(shí)，需要充分考慮風(fēng)電場(chǎng)的影響?？v觀目前短路電流計(jì)算軟件及成熟的短路電流計(jì)算方法，都沒有涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，整定人員面對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)時(shí)都難于整定，因此研究風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)整定計(jì)算的影響，推出適用于大部分電網(wǎng)的繼電保護(hù)整定計(jì)算解決方案，具有很重要的意義。

本文通過介紹目前應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類特點(diǎn)，分析風(fēng)電場(chǎng)在系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)的電流模型，并具體分析系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)風(fēng)電場(chǎng)提供的短路電流對(duì)各種保護(hù)的影響，得出通用可行的解決方案。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類及數(shù)學(xué)模型

1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類

目前投入商業(yè)運(yùn)行的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可分為定槳定速型和變槳變速型兩大類，主要采用籠式異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)三種發(fā)電機(jī)。雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作原理是由變頻器在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生一個(gè)低速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子由風(fēng)力帶動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械轉(zhuǎn)速相疊加，在轉(zhuǎn)子繞組中形成一個(gè)合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終在發(fā)電機(jī)定子繞組中感應(yīng)出相應(yīng)于同步轉(zhuǎn)速的工頻（50 Hz）電壓輸出到電網(wǎng)。當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化時(shí)，由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持輸出到電網(wǎng)的頻率恒定不變。由于雙饋異步發(fā)電機(jī)在變頻器中僅流過轉(zhuǎn)差功率，因此變頻器所需容量比較小，一般為發(fā)電機(jī)額定功率的10%～30%左右，變頻器的損耗小投資也相對(duì)較低，技術(shù)相對(duì)比較成熟，是當(dāng)前最主流的風(fēng)機(jī)。目前世界上絕大多數(shù)的風(fēng)電制造企業(yè)生產(chǎn)雙饋型風(fēng)機(jī)，近年并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)也為該類型居多。本文就以雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)為模型，研究系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流的特性。

圖1為目前風(fēng)力發(fā)電建設(shè)項(xiàng)目中廣泛采用的基于雙饋感應(yīng)電機(jī)的變速風(fēng)電機(jī)組模型，在普通繞線式異步感應(yīng)電機(jī)的基礎(chǔ)上外加了連接在轉(zhuǎn)子滑環(huán)與定子之間的變頻器及其控制系統(tǒng)。

圖1 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型

1.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型

經(jīng)過推導(dǎo)和化簡(jiǎn)得出雙饋式異步機(jī)的暫態(tài)數(shù)學(xué)模型，在d-q-0坐標(biāo)系統(tǒng)下基本方程為：

式中：Uds、Uqs、Udr、Uqr分別為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組電壓的d軸和q軸分量；Ids、Iqs、Idr、Iqr分別為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組電流的d軸和q軸分量；Rs、Rr分別為定子、轉(zhuǎn)子相電阻；θs、θr分別為定子、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角；Ψds、Ψqs、Ψdr、Ψqr分別為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組組合成磁鏈的d軸和q軸分量；Ls、Lr為各定子、轉(zhuǎn)子繞組間的互感；Tm、Te為機(jī)械轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)距；J為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；f為頻率；P為極對(duì)數(shù)。

2 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)故障時(shí)的短路電流

假設(shè)圖1為容量10MW的雙饋異步風(fēng)機(jī)組，通過升壓箱變升至35kV，再通過長(zhǎng)為15km的輸電線路送至升壓站，電壓升至110kV，最終接入無窮大系統(tǒng)，兩條線路在6s時(shí)刻發(fā)生0.15S的短路故障。將圖1的系統(tǒng)放入Matlab/Simulink7.0 的仿真系統(tǒng)，結(jié)果如圖 2、3所示。由圖可知異步發(fā)電機(jī)在三相短路故障時(shí)僅能提供很小的持續(xù)短路電流(I≈0)，兩相短路時(shí)異步發(fā)電機(jī)提供的持續(xù)短路電流也很小，但瞬間性短路電流很大。原因是雙饋風(fēng)電機(jī)組與基于普通異步發(fā)電機(jī)的定速風(fēng)電機(jī)組的短路電流特性有很大區(qū)別，并網(wǎng)運(yùn)行的異步發(fā)電機(jī)沒有獨(dú)立的勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，由于機(jī)端電壓顯著降低，發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁，故很難向電網(wǎng)輸送持續(xù)短路電流。

由異步電機(jī)的特性可知，當(dāng)異步電機(jī)定子側(cè)突然短路時(shí)，轉(zhuǎn)子由于慣性，其轉(zhuǎn)速會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)保持不變，因此異步電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子繞組的磁鏈也不會(huì)突變。如異步電機(jī)用暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)以及相應(yīng)的暫態(tài)電抗表示，因暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)的值在短路前后瞬間不變，因此可用暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)和暫態(tài)電抗計(jì)算短路電流周期分量起始值。由于異步電機(jī)本身沒有勵(lì)磁電源，周期分量電流衰減很快，一般為 3至5個(gè)周波。

3 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)時(shí)的整定計(jì)算思路

目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)及風(fēng)機(jī)廠家很多給不出具體參數(shù)，加上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)分散，整定人員計(jì)算時(shí)通常無法用常規(guī)的整定計(jì)算軟件還原風(fēng)力發(fā)電機(jī)的參數(shù)模型，出于工程計(jì)算的簡(jiǎn)化思路，可以結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)配置考慮簡(jiǎn)化風(fēng)電場(chǎng)在整定計(jì)算時(shí)的影響。

如圖1的系統(tǒng)，我們可以具體把電網(wǎng)故障分為風(fēng)機(jī)出口短路和集電線路短路兩種情況分析：

（一）風(fēng)機(jī)出口短路

1） 風(fēng)機(jī)為異步電機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)短路時(shí)，風(fēng)機(jī)出口電壓大幅下降，風(fēng)機(jī)的無功電源是通過自身的補(bǔ)償電容器提供的，如果系統(tǒng)電壓降低，則無功來源大幅度下降，風(fēng)機(jī)出口電壓將進(jìn)一步降低直至崩潰，沒有了勵(lì)磁磁場(chǎng)，則風(fēng)機(jī)無法發(fā)電。

2） 風(fēng)機(jī)設(shè)有快速保護(hù)，低電壓或過流都會(huì)很快地動(dòng)作。

3） 風(fēng)機(jī)出口電壓大都是0.69kV的低壓系統(tǒng)，折算到35kV側(cè)的等值電路來看，風(fēng)機(jī)、箱變及相應(yīng)的低壓線路相當(dāng)于一個(gè)很大的限流電抗，短路電流無法送出。

因此，風(fēng)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況是：若風(fēng)機(jī)出口0.69kV側(cè)發(fā)生短路，相連的風(fēng)電機(jī)組退出運(yùn)行，而系統(tǒng)側(cè)經(jīng)過箱式變壓器向故障點(diǎn)提供短路電流。

（二）35kV集電線路及外部系統(tǒng)短路

風(fēng)電場(chǎng)中，風(fēng)電機(jī)組普遍采用1機(jī)1變的單元接線，當(dāng)35kV集電線路或升壓站內(nèi)某點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，把每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和箱式變壓器看成電源與阻抗的組合，并經(jīng)集電線路連接到35kV母線。當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，風(fēng)機(jī)能向各短路點(diǎn)提供短暫的短路電流，但用此方法計(jì)算出的短路電流可能偏大。由于在整定計(jì)算軟件中沒有準(zhǔn)確的參數(shù)模型，在實(shí)際整定計(jì)算時(shí)可以采用定性處理的方法。

由短路電流模型及在實(shí)際整定時(shí)的思路我們可以分析出，風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)短路時(shí)能提供的短路電流的時(shí)間很短，大概在5個(gè)周波之內(nèi)，所以在整定計(jì)算時(shí)，如果保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間很快，必須考慮風(fēng)電場(chǎng)的影響，而當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間大于5個(gè)周波時(shí)，可以不考慮風(fēng)電場(chǎng)短路電流對(duì)保護(hù)裝置的影響，因?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)短路電流衰減很快，保護(hù)裝置從時(shí)間上已經(jīng)躲過。

4 實(shí)例及保護(hù)分析

圖4為某市一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的實(shí)例簡(jiǎn)化圖，110kV線路配置有常規(guī)保護(hù)及光纖差動(dòng)保護(hù)。由上面分析可知，受風(fēng)電場(chǎng)影響的保護(hù)是動(dòng)作時(shí)間在100ms以下的，由此可知有可能受影響的保護(hù)有差動(dòng)保護(hù)，瞬時(shí)距離Ⅰ段、瞬時(shí)零序過流Ⅰ段及電流速斷保護(hù)。

K1點(diǎn)故障，風(fēng)電場(chǎng)能為保護(hù)2提供短路電流，由基爾霍夫定律定律可知，風(fēng)電場(chǎng)提供的短路電流不會(huì)對(duì)差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作有影響；同理當(dāng)保護(hù)區(qū)外故障，例如K2點(diǎn)故障，風(fēng)電場(chǎng)向保護(hù)裝置2、3均提供相同的短路電流，不會(huì)引起保護(hù)裝置2、3的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

而對(duì)于電流速斷或快速零序Ⅰ段保護(hù)，當(dāng)K2接地故障時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)除向保護(hù)裝置4提供短路電流外，也向保護(hù)裝置2、3提供短路電流，如達(dá)到保護(hù)裝置2的動(dòng)作值并且方向正確，保護(hù)裝置2將快速動(dòng)作，即風(fēng)電場(chǎng)可能會(huì)引起保護(hù)裝置2的誤動(dòng)，所以在整定時(shí)不能把風(fēng)電場(chǎng)僅看作一個(gè)負(fù)荷。在實(shí)際整定時(shí)，可考慮退出電流速斷保護(hù)和瞬時(shí)零序Ⅰ段保護(hù)，或設(shè)置0.15秒時(shí)限躲過風(fēng)電場(chǎng)的影響。

對(duì)于距離保護(hù)，例如K2點(diǎn)接地故障時(shí)，保護(hù)裝置3繼電器的測(cè)量阻抗除了包括從保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)的線路正序阻抗外，還包括兩側(cè)電勢(shì)相位差和過渡電阻引起的附加分量，參數(shù)的變化會(huì)引起繼電器測(cè)量阻抗的變化，為避免保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，在整定瞬時(shí)距離Ⅰ段時(shí)，應(yīng)充分考慮風(fēng)電場(chǎng)的影響，對(duì)距離保護(hù)的動(dòng)作邊界作出相應(yīng)的校正。在實(shí)際工程計(jì)算時(shí)，可以將距離Ⅰ段的保護(hù)范圍縮減或?qū)⒕嚯xⅠ段設(shè)置0.15秒以躲過風(fēng)電場(chǎng)的影響，避免風(fēng)電場(chǎng)助增造成誤動(dòng)。

5 結(jié)論

1)當(dāng)有大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)，系統(tǒng)故障時(shí)風(fēng)電場(chǎng)可能向短路點(diǎn)提供短時(shí)的短路電流，因此在整定計(jì)算時(shí)不能簡(jiǎn)單地將風(fēng)電場(chǎng)看作一個(gè)負(fù)荷，應(yīng)充分考慮風(fēng)電場(chǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響；

2）由風(fēng)電場(chǎng)短路的模型可知，在實(shí)際工程整定計(jì)算時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)僅會(huì)對(duì)電流速斷保護(hù)、瞬時(shí)零序過流Ⅰ段及瞬時(shí)距離Ⅰ段有影響。在實(shí)際整定時(shí)，可采取退出該保護(hù)或設(shè)置一個(gè)短時(shí)限躲過風(fēng)電場(chǎng)的影響。

第9篇：繼電保護(hù)及整定計(jì)算方法范文

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；一次系統(tǒng)

作者簡(jiǎn)介：張如義（1973-），男，黑龍江伊春人，嘉興學(xué)院南湖學(xué)院電氣裝備及其自動(dòng)化研究所，助教。（浙江?嘉興?314001）

中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）20-0041-02

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”屬于專業(yè)必修課之一，該課程的授課對(duì)象是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作原理和各類繼電保護(hù)整定計(jì)算原則，為學(xué)生畢業(yè)后從事電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)等工作打下一定的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。該課程通過課堂講授、課后自學(xué)、課堂討論、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)等基本教學(xué)手法使學(xué)生掌握各類電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作原理、構(gòu)成、整定計(jì)算等知識(shí)，了解典型的繼電保護(hù)裝置；培養(yǎng)學(xué)生分析和解決繼電保護(hù)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種問題的能力。為了更好地達(dá)到教學(xué)目的，各學(xué)校對(duì)繼電保護(hù)課程教學(xué)進(jìn)行了一定程度的教學(xué)改革，[1-2]本文針對(duì)教學(xué)過程中的問題提出了一些改革措施。

一、教學(xué)中存在的問題

1.課上學(xué)時(shí)少，課下學(xué)習(xí)時(shí)間少

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”屬于專業(yè)模塊課，理論課時(shí)為32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)為8學(xué)時(shí)，相對(duì)來說學(xué)時(shí)少。該課程在大三下半學(xué)期或大四上半學(xué)期開設(shè)，學(xué)生此時(shí)因?yàn)檎夜ぷ?、做畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)以及修第二課堂學(xué)分而精力比較分散，上課不能滿勤。因此教師要對(duì)該課程內(nèi)容做精簡(jiǎn)化處理，爭(zhēng)取有較高的課堂效率。

2.實(shí)踐量不夠，動(dòng)手機(jī)會(huì)少，動(dòng)手愿望低，實(shí)踐深度受限制

盡管學(xué)校為學(xué)生提供了實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，但這些實(shí)多是參觀式的，學(xué)生沒有操作經(jīng)驗(yàn)；企業(yè)很少讓學(xué)生實(shí)際操作，因?yàn)檫@樣容易影響生產(chǎn)，而且會(huì)造成安全事故。實(shí)驗(yàn)課也是模擬系統(tǒng)的繼電保護(hù)，結(jié)合仿真電路，學(xué)生認(rèn)識(shí)到的電氣方面的知識(shí)明顯不足。另外有的學(xué)生畢業(yè)后不想從事本專業(yè)的工作，對(duì)課程也不感興趣。

二、改革“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程所采取的措施

1.講課突出重點(diǎn)，不必求多求全，讓學(xué)生聽懂為目的

以教學(xué)大綱為基本依據(jù)，制定教學(xué)計(jì)劃，在實(shí)際教學(xué)中，把握原則性，又不失靈活性，使教有所思，教有所改，為下個(gè)階段的大綱修訂做好準(zhǔn)備。在主要問題推導(dǎo)的關(guān)鍵處，適時(shí)地將基本且重要的環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問。在課上學(xué)時(shí)允許的前提下，立即給學(xué)生少量時(shí)間消化剛講過的內(nèi)容，并提問以加強(qiáng)和確認(rèn)。例如在講授單側(cè)電源電路的三段式電流保護(hù)時(shí)，對(duì)第I段的整定，讓學(xué)生看圖（如圖1所示）思考理想狀況下，一點(diǎn)短路應(yīng)該跳哪個(gè)斷路器，然后引入矛盾，說明理想狀態(tài)不能實(shí)現(xiàn)，學(xué)生會(huì)對(duì)這一整定原則加深印象。又如在講到后備保護(hù)時(shí)，讓學(xué)生思考上一級(jí)可以做下一級(jí)的遠(yuǎn)后備，下一級(jí)反過來能不能做上一級(jí)的遠(yuǎn)后備。繼電器是繼電保護(hù)的執(zhí)行部件，是看得見摸得著的具體部分，可以先向?qū)W生演示繼電器觸點(diǎn)吸合與釋放的過程，再說明是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障而由邏輯環(huán)節(jié)決定它應(yīng)該的動(dòng)作，促使學(xué)生動(dòng)腦思考問題，增強(qiáng)了教師和學(xué)生之間的互動(dòng)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)繼電保護(hù)原理課程的興趣。[3]

2.穿插二次回路的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解

二次回路是對(duì)一次設(shè)備監(jiān)控、測(cè)量、調(diào)節(jié)和保護(hù)的設(shè)備，二次設(shè)備及其相連接的線路組成二次回路。如果沒有二次回路，一次系統(tǒng)在很多重要方面都沒法保證效果，例如運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。電力系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)基本要求就是要安全穩(wěn)定，二次回路是保證電力系統(tǒng)一次回路安全穩(wěn)定運(yùn)行必不可少的部分。傳統(tǒng)的授課計(jì)劃一般是把繼電保護(hù)內(nèi)容全部放在二次回路的前面講，但是因?yàn)槎咴趯?shí)際工作過程中聯(lián)系密切，可以把二次回路的相關(guān)內(nèi)容放在繼電保護(hù)之前講解。說明二次回路和繼電保護(hù)的關(guān)系，繼電保護(hù)是二次回路的一部分，因?yàn)槔^電保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)性、繼電保護(hù)理論發(fā)展的相對(duì)完善性以及繼電保護(hù)系統(tǒng)的特殊重要性，所以繼電保護(hù)原理課程獨(dú)立于二次回路課程專門開設(shè)。典型的與繼電保護(hù)相關(guān)的二次回路部分，例如：互感器是電力系統(tǒng)一次側(cè)和二次側(cè)的聯(lián)系器件，繼電保護(hù)的測(cè)量參數(shù)是由互感器二次側(cè)引入的。又如跳閘回路，以單側(cè)電源電路的三段式電流保護(hù)為例，在講述了整定過程之后，做一個(gè)動(dòng)作過程的演示，繼電保護(hù)教材上只用跳閘線圈和輔助觸點(diǎn)表示斷路器，使學(xué)生感覺不具體。這時(shí)候把斷路器的分、合閘回路（如圖2所示）介紹一下，有明顯的具體化效果。[4] 二次回路課程的內(nèi)容具體、偏重于實(shí)際操作，相對(duì)于繼電保護(hù)原理課程來說容易引起學(xué)生的學(xué)生興趣。把繼電保護(hù)和二次回路聯(lián)系起來講解，進(jìn)一步增強(qiáng)師生課堂互動(dòng)，使學(xué)生變被動(dòng)接受為主動(dòng)探索。

3.“繼電保護(hù)原理”和“微機(jī)繼電保護(hù)”區(qū)分開

“微機(jī)保護(hù)原理”和“繼電保護(hù)原理”在大多數(shù)高校的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)被作為兩門課程分開講授，“繼電保護(hù)原理”的學(xué)習(xí)可以為“微機(jī)保護(hù)原理”課程打下基礎(chǔ)，“微機(jī)保護(hù)原理”是“繼電保護(hù)原理”的具體實(shí)現(xiàn)，但不是“繼電保護(hù)原理”的主要內(nèi)容?！袄^電保護(hù)原理”課程的目的是使學(xué)生掌握繼電保護(hù)原理，在講課過程中只宜于適當(dāng)?shù)?、少量地引入微機(jī)保護(hù)方面的知識(shí)，而且要限于對(duì)微機(jī)保護(hù)基本框架的了解。如果過多地引入微機(jī)保護(hù)方面的知識(shí)，會(huì)使學(xué)生覺得重點(diǎn)不明確，不知道該不該掌握微機(jī)保護(hù)，分散了精力，又難以聽懂。引入微機(jī)保護(hù)的本意是為了拓展學(xué)生的知識(shí)面，但是如果把握不好尺度，結(jié)果不僅降低了學(xué)習(xí)興趣，還影響了對(duì)繼電保護(hù)原理本身的學(xué)生效果。

4.和一次系統(tǒng)的內(nèi)容多取得聯(lián)系

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程主要分析電力系統(tǒng)各部分（包括發(fā)電、輸電、變電和用電設(shè)備）在各種故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)下繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作原理，與一次系統(tǒng)的聯(lián)系密切，繼電保護(hù)裝置動(dòng)不動(dòng)作、如何動(dòng)作都取決于一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，所以要結(jié)合一次系統(tǒng)知識(shí)，說明一次系統(tǒng)的變化情況和計(jì)算方法，才能更有利于理解繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯，增加具體感，減少抽象理論的乏味感，更好地掌握繼電保護(hù)原理。例如在講解線路三段式電流保護(hù)時(shí)，說明短路的幾種類型，在不同點(diǎn)和不同類型的短路情況下，短路電流大小的比較，讓學(xué)生先思考明確在短路點(diǎn)遠(yuǎn)離電源時(shí)的短路電流高于短路點(diǎn)靠近電源時(shí)的短路電流。

5.作業(yè)不必嚴(yán)格按照教材的習(xí)題布置，可按照課上講授的內(nèi)容自編作業(yè)或?qū)滩牧?xí)題改編

作業(yè)布置是一項(xiàng)重要的教學(xué)內(nèi)容。布置什么樣的作業(yè)，學(xué)生完成得如何，直接反映了學(xué)生的掌握情況，關(guān)系到教學(xué)效果的好壞。要想取得良好的教學(xué)效果，只在課堂上講好課是不夠的。對(duì)于如何布置作業(yè)，應(yīng)引起足夠的重視。教材編著者是依據(jù)自身情況，顧及使用教材的全體教師編寫教材的。具體落實(shí)到每個(gè)教材使用者，應(yīng)該根據(jù)自身情況，安排講課內(nèi)容和篩選適合本學(xué)校、本學(xué)科狀況的側(cè)重點(diǎn)來講解。這樣課上所講的不包括教材的全部?jī)?nèi)容，而且有特有的側(cè)重點(diǎn)。如果作業(yè)還按照教材的習(xí)題布置，就會(huì)使學(xué)生感到迷惑，對(duì)怎么做作業(yè)無從下手，以至于產(chǎn)生排斥、倦怠的心理。例如對(duì)緒論的講解，先是講了三道習(xí)題，然后讓學(xué)生理解記憶十分鐘，最后抽查提問。結(jié)果是多數(shù)學(xué)生在課堂上就完成了作業(yè)，提高了作業(yè)完成的效率和質(zhì)量。

以下是對(duì)緒論部分編寫的三道作業(yè)題：什么是繼電保護(hù)裝置；繼電保護(hù)裝置應(yīng)該滿足哪幾個(gè)基本特性，各自的含義是什么；繼電保護(hù)裝置的三個(gè)組成環(huán)節(jié)是什么，各起什么作用。

6.優(yōu)化試卷

試卷是學(xué)生對(duì)本課程學(xué)習(xí)效果的反應(yīng)，一份好的試卷能體現(xiàn)教師的講課情況、學(xué)生付出的時(shí)間和精力的情況，是教學(xué)方法和教學(xué)效果如何的一種檢測(cè)方式。從試卷的成績(jī)分布情況、各類題型的解答情況以及各章節(jié)內(nèi)容的掌握情況，教師可以反思原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以利于在下次授課中做出相應(yīng)的改進(jìn)。對(duì)試卷的難易、深淺和范圍都要有適度的把握。相應(yīng)于上課內(nèi)容的調(diào)整，對(duì)試卷結(jié)構(gòu)和題型做優(yōu)化處理，增加能啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的題型。

三、教學(xué)改革前后教學(xué)效果的比較（見表1）

針對(duì)實(shí)踐方面的不足，依靠現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)習(xí)條件，盡量做到對(duì)繼電保護(hù)基本部分能認(rèn)識(shí)實(shí)物，明白原理，熟悉操作，做到繼電保護(hù)知識(shí)在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生中的普及。部分學(xué)生畢業(yè)后到變電站或發(fā)電廠從事與繼電保護(hù)相關(guān)的工作，他們可以在企業(yè)的環(huán)境中再深入接觸繼電保護(hù)操作，在設(shè)備的實(shí)物化和指導(dǎo)的專業(yè)化方面都能有所提。[5]

參考文獻(xiàn)：

[1]何瑞文,陳少華.關(guān)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)課程教學(xué)改革與建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2004,(3):21-22.

[2]田有文,孫國(guó)凱,周啟龍.突出繼電保護(hù)教學(xué)中學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2005,(1):93-94.

[3]張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2010.

[4]何永華.發(fā)電廠及變電站的二次回路[M].北京:中國(guó)電力出版社,