继电保护整定计算

电力系统整定计算中一种运行方式变化的处理方法

摘 要: 电力系统整定计算中，会涉及到切除一个元件，同时考虑另一个元件相继动作这种运行方式变化。本文根据支路追加法修改阻抗矩阵的基本原理，进一步推导出对电力网络开断两回支路时，阻抗矩阵元素修正的公式，同时考虑相继动作自身的特点，提出了统一的等效网络模型和计算机算法。

关键词：整定计算；阻抗矩阵；相继动作

0． 引言

继电保护整定计算是电力系统生产运行中一项重要的工作。随着电网规模的不断扩大，电网结构日趋复杂，电力系统整定计算的工作量和复杂程度越来越大，利用计算机技术提高整定计算的工作效率和正确性越来越受到人们的重视。

在电力系统实际运行当中，局部的拓扑结构和参数变化方式越来越多。计算机整定中，如何为这些运行方式变化提供合适的计算机算法是关键之一。根据整定规程规定，在进行继电保护定值整定时，必须满足常见运行方式，即正常运行方式和一个元件检修的正常检修方式时保护定值不变。一个元件检修的运行方式比较简单，很多文献中对此都有详细的处理方法，在此不再赘述。

本文讨论一种在计算机整定时，较为复杂的运行方式――一个元件（线路或者变压器）停运检修，同时另一个线路元件相继动作。图1为110kv地区电网的一部分，现整定1001支路，以1004支路做为被配支路，在计算分支系数或与高频配合的零序电流时，需要考虑这样的运行方式：轮停1003支路和1005支路，同时考虑1004支路相继动作。

在这种运行方式下，用计算机的方法求取分支系数或与高频配合的零序电流，相关的文献中介绍不多；对此作者进行了较为深入的探讨；根据相继动作的特点，文中先提出了等效的网络模型，再根据模型的特点对支路追加法做了进一步的推导，在此基础上给出了适合计算机整定的算法。

1 等效网络模型的建立

为了使模型具有一般意义，这里用支路两端的节点来表征支路，如支路ki就是1001支路。这样，在图1中，待整定支路是ki，ij是被配支路，ih和im是参与轮停的支路。

对于被配支路ij的相继动作，由相继动作的含义，可以分两步来模拟。首先在节点i，j之间并联一条阻抗为-zij的链支，来等效ij支路的开断，zij为ij支路的阻抗。；然后再由节点i引出一条阻抗等于zij的树支ig，来模拟相继短路点的影响，g是网络新增节点。对于参与轮停的支路ih和im，以ih支路停运检修为例，可以等效为向网络节点i，h间接入一条阻抗为-zih的链支，zih为ih支路的阻抗。由以上讨论，该运行方式的变化可以用向原网络中追加两条链支和一条树支来模拟。等效的网络模型如图2所示。

如果采用节点阻抗矩阵作为电力系统的数学模型，那么这种运行方式变化就可以通过阻抗矩阵的变化来反映。先考虑对追加的两条链支的处理。

2 追加两条链支时阻抗矩阵元素的修正公式

由支路追加法，若在原网络的节点i,j之间接入一条阻抗为zij的链支，网络节点阻抗矩阵的阶数不变，矩阵元素的修正公式为：

其中z′hk是接入链支后网络阻抗矩阵Z′中的元素，zij是接入链支的阻抗值，其余的是原阻抗阵Z中的元素。

设一个有n个独立节点一个电力网络，其节点阻抗矩阵为Z，Z(1)为断开一条支路后修改得到的阻抗矩阵，Z(2)为又断开一条支路后再次修改得到的阻抗矩阵，

分别是Z，Z(1)，Z(2)中的元素。假设现在网络中ij支路检修，在此之前lm支路也已经检修。则根据（1）式有：

其中，Zhk(2)是Z(2)中的我们要求的元素，

中的元素，zij是ij支路的阻抗值。注意，因为追加的是阻抗为-zij的链支，所以（2）式和（1）式中zij前符号不同。

以Zhk(1)为例，（6）式中相关的Z(1)中的元素这样求取：

3．树支的处理

就一般情况而言，设－个电力网络有n个独立节点，已知其节点阻抗矩阵Z为n×n方阵，若从原网络中的节点i接入一条阻抗为zij的树支，该网络将出现新增节点j。此时的阻抗矩阵将比Z增加一阶，即

据Z元素的物理意义可知，新增的第j列非对角元素应与Z中的第i列元素相等，即

显然，新增节点j的自阻抗Zjj等于节点i的自阻抗Zii与zij之和，即

Zjj＝Zii+zij

这里需要考虑到追加的两条链支的影响，两式应改为，

其中：

在追加了两条链支后修正的元素。

4．算例

仍以图1为例，被配支路ij末端发生单相接地短路时，以计算流过k开关的零序电流Iki为例，考虑ih支路开断，被配支路ij相继动作的情况，参考如图2 的等效网络模型。

计算公式为：

这里，等效短路点是g。（6）式变为：

式中，

是只记及ih支路开断时零序网中阻抗矩阵的素的修正值，可以根据（3）式求取，以Z0ik(1)为例：

其中，Z1ii(2)是正序网中阻抗矩阵的元素，它是考虑了开断和相继后的修正值。zij(1) 正序网中ij支路的阻抗值。Z1ii(2)可以比照（8）求取，须注意的是此时用到的应该是正序网的阻抗矩阵和参数。同理，可得Z0gg，它是在零序网中求取的。

所求元素带入（6）式，Iki求得。

5．结语

在电力系统整定计算中，无论是分支系数计算，短路电流计算，还是灵敏度校验，都会碰到轮停相邻元件，同时考虑相继动作这种运行方式变化。本文对此进行了一定的探讨，并提出了一种统一的等效网络模型和相应的算法。该算法已经在安徽电网的故障仿真与整定计算软件中以c＋＋语言实现。实践应用证明了此算法的正确性和可靠性。

参考文献

[1] 国家电力调度通信中心 电力系统继电保护规定汇编[M] 北京：中国电力出版社, 2000

[2] 张伯明, 陈寿孙 高等电力网络分析[M] 北京：清华大学出版社,1996

[3] 程小平 配合系数与网络结构关系的研究[J] 电力系统自动化,2000,24（9）：52～55

第一章 绪论

第一节 继电保护的作用

一、电力系统的运行状态

二、继电保护的作用

第二节 继电保护基本原理及构成方式

一、继电保护的基本原理

二、继电保护装置的用途

三、继电保护的分类

第三节 对继电保护的基本要求

一、选择性

二、速动性

三、灵敏性

四、可靠性

第二章 继电保护整定计算的目的和基本要求

第一节 继电保护整定计算的目的和任务

一、继电保护整定计算的目的

二、继电保护整定计算的任务

第二节 继电保护整定计算的准备工作

一、建立电力系统及有关设备参数库

二、绘制阻抗图

三、确定电力系统的运行方式

四、掌握继电保护装置的基本情况

第三节 整定计算的步骤

第四节 继电保护整定配合的基本原则

一、差动原理保护的整定

二、阶段式保护的整定

三、保护定时限时间级差的选择

第五节 运行方式的选择原则

一、发电机、变压器运行方式选择原则

二、变压器中性点接地选择原则

三、线路运行方式选择原则

四、流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择

五、选取流过保护的最大负荷电流的原则

第六节 整定计算中的各种整定系数分析

一、可靠系数Krel

二、返回系数Kre

三、分支系数Kb

四、灵敏系数Ksen

五、自启动系数Kss

六、非周期分量系数Kunp

第三章 线路电流、电压保护的整定计算

第一节 阶段式电流保护的整定计算原则

一、短路计算

二、电流速断保护

三、限时电流速断保护

四、定时限过流保护

五、电流保护的接线方式

六、电网相间短路的方向性电流保护

第二节 阶段式相间电流保护的整定计算算例

第三节 阶段式电流、电压联锁保护的整定计算原则

一、工作原理及适用范围

二、电流、电压联锁速断保护的整定计算原则

三、限时电流、电压联锁速断保护整定计算原则

四、电流电压联锁保护的后备段保护整定原则

第四节 电流电压联锁保护的整定计算算例

第五节 线路零序电流保护的整定计算原理

一、 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流保护

二、中性点直接接地电网的方向性零序电流保护

三、中性点非直接接地电网的单相接地保护

四、零序电流保护和零序功率方向保护

第六节 电网零序电流保护的整定计算算例

一、中性点直接接地电网

二、中性点非直接接地电网

第四章 线路距离保护的整定计算

第一节 相间短路距离保护的整定计算原则

一、距离保护的基本概念

二、整定计算原则

第二节 接地距离保护的整定计算原则

一、接地距离保护的接线方式

二、接地距离保护的整定计算原则

三、接地距离保护的补偿系数及分支系数的确定

第三节 距离保护整定计算算例

第五章 输电线路纵联保护整定计算

第一节 输电线路纵联保护原理

一、输电线路纵联保护概述

二、输电线路纵联保护工作原理

三、输电线路纵联保护分类

第二节 输电线路纵联保护整定计算

一、高频闭锁方向保护整定计算

二、高频闭锁距离、零序保护整定计算

三、相差动高频保护整定计算

第三节 输电线路纵联保护整定计算算例

第六章 电力变压器保护的整定计算

第一节 电力变压器的主要保护方式

第二节 变压器的差动保护整定计算

一、由BCH-型继电器构成的差动保护整定计算

二、由BCH-型继电器构成的差动保护整定计算

三、鉴别涌流间断角的差动保护整定计算

四、二次谐波制动的差动保护的整定计算

第三节 变压器的后备保护整定计算

一、概述

二、变压器的相间短路后备保护

三、变压器的零序电流保护整定

第四节 变压器保护整定计算算例

第七章 发电机保护的整定计算

第一节 发电机的主要保护方式

第二节 发电机纵联差动保护

一、保护工作原理

二、发电机比率制动式纵联差动保护

三、发电机标积制动式完全纵联差动保护

第三节 反映定子绕组匝间故障的保护

一、单元件横差保护基本工作原理

二、整定计算原则

第四节 发电机定子接地保护

一、发电机定子接地故障

二、基波零序电流保护

三、基波零序电压保护

第五节 发电机失磁保护

一、发电机失磁运行

二、失磁保护的构成

三、失磁保护整定计算

第六节 发电机保护整定计算算例

第八章 电力电容器保护的整定计算

第一节 电容器常见故障及保护方式

一、电容器常见故障及异常

二、保护方式

第二节 电容器保护的整定计算

一、微机型电容器保护整定

二、常规电容器保护整定

第三节 电容器保护的整定计算算例

第九章 微机型线路保护整定计算

第一节 整定计算原则

一、接地距离Ⅰ段

二、接地距离Ⅱ段

三、接地距离Ⅲ段

第二节 距离保护整定计算算例

一、定值清单

二、各定值项整定计算的实现

第十章 微机型变压器保护整定计算

第一节 保护整定原理

一、比率制动特性的变压器纵差保护

二、微机变压器保护整定计算步骤

第二节 微机变压器保护整定算例

附录 模拟试题与参考答案

电力系统继电保护原理模拟试题

电力系统继电保护原理模拟试题参考答案

电力系统继电保护原理模拟试题

电力系统继电保护原理模拟试题参考答案

参考文献

对离散和量化的数字式采样序列，用数学运算方法实现故障量的测量，这就是微机保护的算法问题。要求运算精度满足保护的实际需要，同时计算时间又尽可能短。微机继电保护的研究初期，一些算法是基于被采样的电压、电流均系纯正弦波的，为此应将输入信号进行预处理。稍后，相继提出傅里叶算法和沃尔什函数算法。它们假定输入信号中含有非周期分量、基波和高次谐波。这些算法本身具有很强的滤去高次谐波的功能，因此无需另设数字滤波器，但对非周期分量必须采取其他措施。由于电力系统中大量应用铁磁非线性元件，输电线路分布电容和串联、并联电容，以及电压互感器、电流互感器的暂态特性等因素的影响，使微机继电保护输入信号中还含有许多随机高频分量，它们起着干扰或噪声的作用。对此，可采用最小二乘曲线拟合算法或对计算结果采取平滑措施。上述种种算法都是先算出电压、电流的大小和相位，然后根据保护的动作判据作进一步的运算，最终实现其保护功能。也有一些算法将电量运算与保护动作判据运算直接结合在一起，例如用离散值直接实现的方向阻抗继电器的算法。

这个我来回答吧。首先看你这个线路，是单电源线路，就是进线10kV，然后经过变压器降压为04kV，你所整定的是线路保护，这样的话，你这侧的线路保护是不需要投入的，因为在线路故障的时候，，进线柜保护是感觉不到故障电流的，而且线路故障，即使你把进线开关跳开，对切除故障也是没有用得，因为故障点要从提供电源侧切除才有意义。所以关键的是你线路对侧的10kV线路开关能否动作切除故障。那么，你如果一定要投入你这侧的保护的话，只需投入过流保护就行了，作用就是你的10kV变压器故障或者过负荷的时候动作跳开线路。

回答完毕

电力系统中继电保护的定值是按照定值整定原则计算的。

电力系统：电力系统(system)， 由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。

三相继电保护测试仪如何设置谐波计算方式？

电力工作者在工作中经常需要进行谐波测试，但在使用之前，需要设置参数。如果参数设置不够好，很难达到测试精度。下面简单介绍如何设置三相继电保护测试仪的谐波计算方法。您可以在参数设置的属性页上选择计算谐波。

幅值计算:界面以“伏特”或“安培”为单位显示各电压、电流的谐波值，测试仪的输出值为界面显示的电压、电流的实际值。

基波百分比计算:各电压、界面电流谐波对应的谐波值(如“输出幅值”、“幅值长度”)相对于相基波值的百分比。注意，基波的幅度仍然是电压和电流输出。

测试模式在参数设置的属性页中设置，有三种模式可供选择:手动控制、自动递增和自动递减。

如果在测试运行模式中选择了两种运行模式，则可以将保护装置运行后的运行模式设置为测试模式，可以选择“运行后停止”和“运行后返回”两种模式。当“动作后返回”时，输出从起点变化到终点。确认继电器动作后，程序改变方向，返回起点。当“动作后停止”时，输出处于从起点到终点的过渡过程中。一旦程序确认继电器动作，测试就完成了。

如果在测试运行模式中选择了后两种运行模式，则可以在参数设置的属性页中设置两次更改之间的“间隔时间”。一般来说，整定间隔应大于继电器的动作(或返回)时间。

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