冯永涛 杨秀丽 邵志宏
胜利油田电力分公司胜东供电管理区
【摘要】继电保护是电力系统的重要组成部分，是保证电网安全稳定运行的重要技术手段，电力系统发生事故时速度快，涉及面广，给国民经济和人民生活造成很大影响。纵观国内外的重大事故，无一例外地表现为电网局部某一环节发生故障而未能迅速隔离，其中很重要的因素是由于继电保护整定和配合不合要求而导致系统失稳、造成大面积停电等事故。本文通过分析继电保护的整定计算方法和整定原则，以提高继电保护在实际应用中稳定性和可靠性。
【关键词】继电保护 整定原则 计算方法 关键技术
一、继电保护整定计算的目的
1、继电保护整定计算的目的：继电保护装置是通过安装处采集的电压、电流，根据动作判据认定是否动作、何时动作。整定计算是针对具体的电力系统，通过网络计算工具进行分析计算、确定配置的各种保护系统的保护方式、得到保护装置的定值以满足系统的运行要求。就是计算动作判据的整定值和动作时间，以保证故障发生在保护范围内，按配合时间的要求可靠地动作（灵敏性）；在保护范围外可靠地不动作（选择性）。
2保护的分类
电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行的保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可增设辅助保护。
主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性地切除被保护设备和线路故障的保护。线路主保护：纵联电流差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护。变压器主保护：电流差动保护、瓦斯保护。母线保护：电流差动保护
后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护分为
远后备和近后备两种方式。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。近后备保护：当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。
辅助保护辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备
保护退出运行而增设的简单保护。如零序电流保护等。
二、继电保护的整定计算
电网继电保护整定计算，应以保证电网的安全稳定运行和供电质量为根本
目的，电网继电保护的整定应满足快速性、选择性和灵敏性和可靠性的要求，在保证可靠性的前提下，如果由于电网运行方式、装置性能等原因，不能兼顾快速性、选择性或灵敏性的要求时，应在整定时合理地进行取舍，即局部电网服从整个电网，下级电网服从上一级电网，设备服从电力系统的要求。
故障计算是继电保护整定计算和故障分析的基础。基于现代电网规模越来
越庞大、复杂以及线间零序互感也越来越复杂的特点，目前故障计算的基本模型包括基于节点导纳矩阵故障计算和基于节点阻抗矩阵故障计算两种方法。
基于节点导纳矩阵故障计算方法的特点是：导纳矩阵的元素很容易根据网络接线图和支路参数直观地求取，形成节点导纳矩阵比较简单；导纳矩阵是稀疏阵；故障模型全面，可以处理各种类型的简单和复杂故障，如电网故障分析；每次故障计算都需要全网求逆一次，随着网络规模扩大，计算速度慢；不适用于大型电网的批量故障计算。故障分析一般采用基于节点导纳矩阵故障计算。
基于节点阻抗矩阵故障计算方法的特点是:阻抗矩阵元素无法根据网络结构直接求取，一般通过导纳矩阵求逆获得；阻抗矩阵为满阵；对于复杂故障，故障模型复杂，处理能力较差，不台适用于复杂故障的故障计算；对于简单故障，仅涉及少数节点，阻抗矩阵修改和故障电流计算速度非常快，特别适用于大批量简单故障的电流计算。整定计算一般采用基于节点阻抗矩阵故障计算。
三、整定计算所需参数
继电保护的整定计算是根据电网中的电压等级、设备性质、设备容量以及运行方式等参数编制出一套或多套，甚至一系列的继电保护动作方案。因此，在继电保护计算中就需要收集所需整定参数。具体参数如下：
1、发电机、调相机、变压器、架空线路、电缆线路、并联电抗器、串联补偿电容器的阻抗参数均应采用换算到额定频率的参数值。
2、参数应使用实测值的包括：三相三柱式变压器的零序阻抗；架空线路和电缆线路的正序和零序阻抗、正序和零序电容；平行线之间的零序互感阻抗；双回线的同名相间和零序的差电流系数；其它对继电保护影响较大的有关参数。
3、短路电流计算时需要进行假设的参数包括：发电机、调相机、变压器、架空线路、电缆线路等阻抗参数的电阻部分，并假定旋转电机的负序电抗等于正序电抗。发电机及调相机的正序电抗可采用t=0时的瞬态值Xd”的饱和值。
发电机电动势可以将定等于1标幺值，且相位一致。只有在计算线路非全相运行电流和全相振荡电流时，才考虑线路两侧发电机综合电动势间有一定的相角差。各级电压可采用标称电压值或平均电压值，不考虑变压器电压分接头实际位置的变动。不计线路电容和负荷电流的影响。不计故障点的相见电阻和接地电阻。不计短路暂态电流中的非周期分量。
4、整定计算中的运行方式，合理地选择运行方式是改善保护效果，充分发挥保护效能的关键之一。继电保护整定计算应以常规的运行方式为依据。
四、继电保护整定的关键技术
1、运行方式的组合。离线整定计算尽量考虑各种常规运行方式，以使得保护定值可以满足多种运行方式的要求。影响助增系数的因素：线路的分流、变压器的分流、电源点的助增电流。整定计算基础方式有：大方式、中方式和小方式。
2、运行方式组合原则。
保护对侧或背侧母线作为轮停母线时，将轮停母线上连接的线路加入到轮停线路数组；连接的变压器加入到轮停变压器数组；当轮停母线上连接有变压器时，将电压等级高于或低于轮停母线侧上连接的线路加入到轮停线路数组；将轮停母线对应的开环线路加入到轮停线路数组；将轮停线路数组和轮停变压器数组一起参入N-K轮停组合，其中总的最大轮停元件的数目由轮停母线上连接的线路数目确定。同时需要满足：跨电压等级母线上的线路最大轮停线路数目由高或低电压等级母线上连接线路的数目确定。
两台变压器考虑其中一台停运（零序电流保护优先考虑接地变压器停运、距离保护优先考虑不接地变压器的停运），当停运其中接地变压器，另外一台变压器如果不接地，则需要改为接地。三台及三台以上变压器考虑其中两台停运（优先考虑接地变压器停运），当停运其中接地变压器时，需要将另外一台不接地变压器改为接地。
轮停线路数组中存在互感线路时，当互感线路与保护线路处于同一互感组，考虑其挂检，但互感线路与配合线路处于同一互感组时，应将其开断。
3、开环线路选取原则：
若与整定线路、配合线路构成环网结构时，且配合线路较多时，应逐一扫描环网；在将环网打开的前提下，开环线路要最少；优先选择配合开关对侧母线的出线。
总之，在进行继电保护的整定计算时，要认真分析电力网络的接线方式，
常规和特殊的运行方式，采用实际的网络和设备参数，选用合理的一种或多种计算方法进行准确的计算，准确的整定，才能保证电网的安全运行和设备的运行安全。