零序保護(hù)分支系數(shù)計算WORD

1、文檔可能無法思考全面，請瀏覽后下載! 引言分支系數(shù)是繼電保護(hù)整定計算中的重要參數(shù)，也是整定計算的難點所在。為了保證繼電保護(hù)的選擇性，防止保護(hù)的越級跳閘，只能選取最保守的分支系數(shù)。影響分支系數(shù)大小的因素有3個：(1)網(wǎng)絡(luò)操作，例如：線路的投入和切除；(2)電源運行方式的變化，例如：發(fā)電機(jī)組投切；(3)故障點的選擇，例如：線路上任一點、末端母線、相繼動作即在線路末端開關(guān)先三相跳閘但故障點仍存在的情況。另外，在考慮繼電保護(hù)裝置的整定計算程序是否能在實際中應(yīng)用時，除了保護(hù)定值的正確性和合理性之外，整定計算的耗時也是一個重要的指標(biāo)。因此，選擇一種正確、快速計算分支系數(shù)的方法成為一種必然。要計算最保守的分

2、支系數(shù)，應(yīng)考慮可能出現(xiàn)的各種運行方式和故障點的組合。為了提高繼電保護(hù)整定速度：從減少運行方式組合和故障點的角度出發(fā)，提出了縮短繼電保護(hù)整定計算時間的優(yōu)秀措施；從快速計算變結(jié)構(gòu)電力系統(tǒng)支路電流的角度，推導(dǎo)了快速計算分支系數(shù)的公式。目前常用算法均是在某種方式下先進(jìn)行故障計算，求得保護(hù)支路和配合支路(故障支路)的故障電流，再計算兩者的比值，即為所求的分支系數(shù)。本文從分支系數(shù)的定義出發(fā)，根據(jù)各序電流在系統(tǒng)中的分布只與該序網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他序網(wǎng)無關(guān)，推導(dǎo)出了一種僅與序網(wǎng)的節(jié)點阻抗矩陣有關(guān)無需故障電流計算的分支系數(shù)的快速計算方法；另外，針對影響分支系數(shù)的不同因素8 / 12(網(wǎng)絡(luò)操作、電源運行方式變化

3、、故障點的選擇)，介紹了一些加快措施。1分支系數(shù)的公式推導(dǎo)設(shè)故障點注入的短路電流為Id(r)，其在各節(jié)點所產(chǎn)生的故障電壓分量：式中為短路點d與節(jié)點i(i=1,2.,n；r=0,1)之間的r序互阻抗。將這一電壓分量與故障前該節(jié)點的電壓分量相加，即得到短路故障后的節(jié)點電壓：自導(dǎo)納和與其有互感支路的互導(dǎo)納，對于正序或當(dāng)支路i-j無互感時，為零矩陣。在不計負(fù)荷(或負(fù)荷電流較短路電流小得多)的簡化短路電流計算中，近似地可假定故障前節(jié)點電壓標(biāo)么值相等式中：l=(l=1,2，.,m)為支路i-j的互感支路但排除其中的檢修支路。因為，對于互感檢修支路，支路兩端端點接地，其支路電壓為零。假設(shè)保護(hù)支路為i-j，配

4、合支路為j-t，故障點d距配合端端點j占配合支路全長的百分比為k，如圖1所示。式中：l(l=1,2，.,s)為支路的互感支路但排除其中的檢修支路。n；n為不計新增故障點的原網(wǎng)節(jié)點數(shù))式(2)表明：要計算正序、零序分支系數(shù)，僅需知道故障點與所求支路兩端的節(jié)點及與其有互感支路節(jié)點之間的互阻抗即可簡便計算。另外，如果故障發(fā)生在配合支路上，也不必修改其互感支路導(dǎo)納矩陣，利用原互感支路導(dǎo)納矩陣即可；如果故障發(fā)生在支路端點，則可以直接利用節(jié)點阻抗矩陣的相關(guān)元素進(jìn)行計算。而要計算各種運行方式下的分支系數(shù)，關(guān)鍵是獲得不同方式下計算分支系數(shù)所需的節(jié)點阻抗矩陣中的元素。2加快計算分支系數(shù)的措施2.1網(wǎng)絡(luò)操作的模擬

5、為計算最保守的分支系數(shù)，往往要考慮檢修某條支路或斷開保護(hù)支路相鄰支路(例如：計算最大分支系數(shù)，考慮輪斷保護(hù)支路對側(cè)母線所連支路)時的系統(tǒng)參數(shù)。由于此時還要恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，故以原有的節(jié)點阻抗矩陣為基礎(chǔ)用補(bǔ)償法或局部修正阻抗矩陣的方法，計算網(wǎng)絡(luò)操作之后的節(jié)點阻抗矩陣，具體過程參見文獻(xiàn)5。由于只需正序、零序分支系數(shù)，僅需對正序、零序節(jié)點阻抗矩陣進(jìn)行修正，以提高計算速度。2.2電源運行方式的選擇由于電源在電力系統(tǒng)中的分散性和運行方式變化的多樣性，在繼電保護(hù)運行整定過程中，難以準(zhǔn)確考慮電源運行方式變化對分支系數(shù)的影響。目前，繼電保護(hù)運行整定過程中，在計及網(wǎng)絡(luò)操作的情況下，僅考慮了整定保護(hù)所在線路對側(cè)

6、母線上直接連接電源運行方式的變化5，使得計算出的最大和最小分支系數(shù)均存在誤差，嚴(yán)重情況下可能造成繼電保護(hù)之間失去應(yīng)有的嚴(yán)格配合關(guān)系，而導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動或拒動。如果對所有電源進(jìn)行大規(guī)模的運行方式組合，則可以準(zhǔn)確算出，但對大型復(fù)雜電力系統(tǒng)而言，計算量太大。為減少計算量文獻(xiàn)3研究了電源運行方式變化對分支系數(shù)的影響程度?，F(xiàn)以圖2中整定A-B線路A側(cè)保護(hù)為例。在無網(wǎng)絡(luò)操作的情況下d點短路時，各電源的電流分布系數(shù)為：對于電源A、B、C和D：由式(3)可知，電流分布系數(shù)描述著各電源對故障電流的影響程度。根據(jù)電流分布系數(shù)這一物理意義，按各電源電流分布系數(shù)的大小可以把大型復(fù)雜電力系統(tǒng)中的電源劃分成兩大區(qū)域，

7、即對故障電流影響較大的區(qū)域和影響較小的區(qū)域。由于位于影響較小區(qū)域內(nèi)的電源運行方式變化對分支系數(shù)影響較小，在計算分支系數(shù)時，可僅考慮影響較大區(qū)域內(nèi)的電源運行方式的變化。電源影響域的劃分原則為：電流分布系數(shù)3。要得到參與方式組合的電源，需要計算各電源支路的分布系數(shù)，為了得到用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)表示電流分布系數(shù)，將圖2所示網(wǎng)絡(luò)簡化為圖3所示網(wǎng)絡(luò)。在圖3中,ZgA、ZgB、ZgC和ZgD表示各電源阻抗；ZAd、ZBd、ZCd和ZDd表示各電源到故障點d的轉(zhuǎn)移阻抗。在簡化計算中，認(rèn)為各電源電勢相等(均為E)，電源A到故障點d的轉(zhuǎn)移電流IAd等于僅在故障點注入故障電流時通過發(fā)電機(jī)支路電流IgA。因此，對于電源A：同

8、理，可計算其他電源B、C和D的分布系數(shù)。式(4)表明：分布系數(shù)可直接利用節(jié)點阻抗矩陣中的相關(guān)元素以及發(fā)電機(jī)支路阻抗來計算，進(jìn)而得到參與組合的發(fā)電機(jī)支路，這樣避免計算電源支路電流，有利于提高整定速度和效率。2.3故障點的選擇分支系數(shù)與故障點的關(guān)系比較復(fù)雜，在整定計算時，可按如下規(guī)律選擇故障點1，2：如果配合支路是放射性支路，不同的故障點對正序分支系數(shù)沒有影響；如果配合支路本身有復(fù)雜環(huán)網(wǎng)的情況，不同的故障點對正序分支系數(shù)有影響且相繼動作時正序分支系數(shù)最大；如果配合支路和保護(hù)支路構(gòu)成復(fù)雜環(huán)網(wǎng)，不同的故障點對正序分支系數(shù)也有影響且相繼動作時正序分支系數(shù)最大。具體論證參見文獻(xiàn)1。對于大的復(fù)雜系統(tǒng)，識別支

9、路是否環(huán)網(wǎng)以及判定環(huán)網(wǎng)的類型需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治?，在程序?qū)崿F(xiàn)上是不太容易的，并占用了程序計算時間，可根據(jù)實際情況加以取舍。為了避免判定環(huán)網(wǎng)和識別其類型,不論是正序或零序分支系數(shù)，還是最大或最小分支系數(shù)，要計算最保守的分支系數(shù)，需計算的故障點有5：配合支路I段末端故障；配合支路所在線路末端故障；配合支路所在線路單端切除后I段末端故障；配合支路所在線路單端切除后，斷口處故障。為了不漏掉最保守的情況，如計算最大正序分支系數(shù)時，I段末端范圍可取支路全長的50%；計算最小正序分支系數(shù)時，可取支路全長的15%-20%。3應(yīng)用實例利用本文提出的分支系數(shù)的快速計算方法研制的整定程序計算分支系數(shù)的時間大為縮短。例如對290個節(jié)點規(guī)模的電網(wǎng)，進(jìn)行全網(wǎng)的最小正序分支系數(shù)、最大正序分支系數(shù)、最小零序分支系數(shù)及最大零序分支系數(shù)計算在奔III866的機(jī)子上只需要5分鐘。而以前的計算程序大約需要半小時左右，等待時間過長，使得整定程序的計算能力和實用性都大大下降。4結(jié)論本文首先導(dǎo)出了分支系數(shù)的計算公式，提出了無需故障計算、僅與序網(wǎng)參數(shù)有關(guān)的分支系數(shù)計算方法；然后，針對影響分支系數(shù)的不同因素(網(wǎng)絡(luò)操作、