探讨继电保护整定中的短路电流计算问题

邬娟

摘要：继电保护装置是发电厂的重要组成之一，对电力系统的安全稳定运行至关重要,为了保证继电保护装置能够正确发挥作用，按照规定需定期对继电保护定值进行整定校核计算。为保证整定工作的正确性和准确性，在每次整定工作开展前需收集系统归算阻抗变化、发电厂内部运行方式变化、设备变更、保护改造等因素，进行全面的规划、设计、计算，形成整定计算书、通知单并进行必要的校验及审核，最后将整个工作归档记录管理。目前整定计算书、通知单的形成主要依靠电网拓扑、人工计算方式开展，存在着工作量大、效率低、易出错和整定计算不规范等问题，为此需相关软件系统介入来加强对整定工作的管理。

关键词：电力系统  继电保护  整定计算  短路电流

引言

随着我国经济的不断发展，人们对供电需求越来越多，这就导致电力企业必须做好稳定的电力输出，才能满足人们的生产和生活需求。我国科技水平的不断提高，电力企业对设备进行了不断完善，继电保护在电厂的设备中得到了广泛的应用，继电保护装置能够起到设备的有效保护，同时，随着电力企业的不断发展，对继电保护整定计算工作量的内容也越来越多，导致继电保护整定计算工作的复杂程度逐渐增加，电力企业不断重视自主编程，但是仍然采用人工整定导致我国大部分电力系统仍然不具备一套完整的整定计算系统。针对目前情况，我国大部分地区的电力系统专门委派专业人员进行自行编制符合电力企业的整定计算软件，促进我国电力系统的工作效率。

1配网中的继电保护配置的内涵

配网中的继电保护配置，是根据电力系统的电压特性、整体结构和电力系统的异常类型，来进行设计、安装、配置技术性能符合要求和相互协调的保护和安全自动装置，继电保护配置同时包含对电流进行保护的设置，利用变压器来保护设置和对母线的保护设置。

2继电保护整定计算短路电流的模块设计

由于以往的继电保护整定计算程序中在进行短路电流的计算时只能通过人工干预来进行操作执行，不能够实现自动化的故障计算来降低故障电流，对分子系统和继电保护的结果带来影响，因此，为了更好的实现继电保护整定计算的实用性，积极开展继电保护短路电流计算模块的设计。

2.1模块的设计原理

在电力系统中应用短路计算只需要对简化模型进行考虑，因此，在开展模块的设计时，应该不仅仅是考虑简化模型的设计，同时也要在程序中另外设置接口，从而更有效的提高短路电流的计算精准度，在进行短路电流计算模块的设计中，应该确保其适用于继电保护整定的短路电流自动计算功能。

（1）轮断短路计算。在模块的设计中，通过整定过程需要对电力系统的线路以及变压器等元器件轮停，同时要对每一个部分进行分别计算，采用不同的方式进行短路计算，从而获取固定线路的短路电流极限值。

（2）轮流节点故障。继电保护整定工作人员在开展短路计算的编制方案时，应该开展不同形式的短路计算，通过程序实现自动的批处理计算功能。

（3）继电保护线路定步长短路计算。当继电保护系统的线路出现故障时，需要对故障进行测距操作，因此，可以实现对线路进行定步的长短路计算，明确答题的故障距离以及电流曲线图，当出现故障需要进行测距计算时，可以通过曲线图和故障距离快速的找到线路中的故障位置。

（4）网表生成。用户使用拓扑建模工具编制拓扑结构模型，基于设备图元等信息构建拓扑结构模型，用户可根据实践经验决定的参数（如可靠系数等）由用户选择输入，对选择的范围和一般情况进行实时提示并给出默认值，设备参数（如额定电流等）由程序自动填入。拓扑结构模型构建支持分层建模。首先构建一次电路等效图，在一次电路等效图基础上设置短路点及各故障点的保护类型，然后生成基于故障点的等效阻抗图，配置完成后最终生成网表文件并输出。

（5）分支短路计算模块。在电力系统中，继电保护整定的配合主要是获取最小正序和最小零序的分支系数，就目前的电力系统中分支短路计算而言，通常采用的是穷举法进行计算，表现为对其进行运行方式罗列计算，并通过对系统大、小两种方式进行考虑，整定与配合线路所在的电力系统进行轮断，检查线路的末端是否出现开路，并在故障的设定中考虑线路的中间和始末端。

（6）报告输出。系统提供整定报告及整定通知单的生成功能，基于报告模板把整定任务相关信息及短路电流计算过程、整定计算过程和整定结果等信息自动渲染到预定义报告模板中，整定报告是以图文形式把整定过程记录并形成文件保存。

3网络拓扑模块的设计

在网络拓扑模块的设计中，应该充分发挥系统的主界面的作用，同时注重以下功能的开发。1）为继电保护整定短路电流计算提供标准的网络拓扑绘制。通过基础的元器件作为绘图的单元电气接线图，其中包括系统的母线、变压器、线路以及负荷元件等，同时对这些图元实现多元化的操作，例如实现便捷的旋转、删除、添加和移动等多元化的功能。2）确保网络拓扑模块的设计具备全屏动态的缩放功能，同时满足屏幕漫游的功能，在对鹰眼功能的实现时，能够实现随时查看整个网络系统中的概况。3）需要网络拓扑模块设计中在理论上可以实现无限大的网络绘制和打印功能。确保网络拓扑系统能够允许用户绘制大规模的网络图，并可以将网络图氛围多个小图，以便于更好的进行修改。4）在网络拓扑模块的设计时，需要其具备母线分裂与合并的能力，并能够直接通过图形来实现这一系列的操作功能。5）系统支持子系统功能。一旦设定子系统后，程序窗口中将只显示当前子系统中的元件。数据前端功能：将访问PSS/E数据的复杂性隐藏起来，用户可直接从图形上查询元件电气参数。系统的集成功能：其他模块都无缝地集成进绘图模块，用户可以方便地在图形界面上进行短路、整定等各项操作。

4整定计算

整定计算是为了保证继电保护装置能够达到正确安全处置电力事故，保证电力系统安稳运行的目的，需要做到的一系列工作，而使用的具备较强综合性的测算方法。在继电保护过程中，要涉及的技术工作环节包括对继电装置的设计、初装、调试、整定以及后续的日常运行和维护等，而整定计算则是其中的一部分工作，并且还是较为重要的那一部分。整定计算要对整个电力系统进行分析、测算、整定，以确定所选的继电保护配置方式、选型、整定值是否符合运行使用的实际需求。整定计算的重要性在于：在设定继电保护之初，必须经过严谨的整定计算来确定和检测保护方式；在电力系统的日常运行和维护工作中，整定计算可以帮助确定各种保护的定值和使用方式，并及时协调保护与电力系统运行方式的配合；无论是设计还是运行，保护方式都与一次系统接线和运行方式有密切关系。在多数情况下是涉及全局性的问题，要综合平衡，做出决断。目前在我国的电力资源网络运行和维护工作中，通常使用电子计算机来完成设定延时动作来代替人工进行的继电保护Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ段运用调谐核算方式，具体来说也就是把分支因数引进到核算过程中,使得电力系统运行所对应的最大短路电流模式和最小分支电力系统的运行模式不对应的问题导致相间电流保护延迟的动作值增大。

结束语

综上所述，在电力系统的运行过程中，继电保护对电力系统的设备运行起到了有效的保护作用，而继电保护装置也需要进行合理的检修和监控，才能最大程度的促进系统的稳定运行。电力系统的短路故障和其他较为复杂的故障都伴随着复杂的电磁和极端过程，通过对电力系统继电保护整定短路电流计算的问题进行分析和研究，构建完整的短路电流和故障计算策略，从而提高电力系统的安全运行。

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