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摘要：在继电保护中的“四性”当中，除了可靠性，其他三性包括灵敏性、选择性、速动性都依赖保护装置。高压电网广泛使用比如相间电流、距离和零序及接地距离等电流保护的措施，因其的动作固定及非自适应的继电保护，整定值是通过离线方式获取的，并且在运行当中保持不变。本文就继电保护整定计算的方法进行了一些探析，并找出问题，提出相应的对策。
关键词：高压；继电保护；整定计算；解决方法
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
引言：根据继电保护整定计算的原则，使用计算机在高压电网使用的继电保护装置的计算上主要有两个步骤：先采用分量法或者序分量法对电力系统的故障进行计算，然后用故障时的电气量来计算继电保护的整定值。基于确保继电保护适应电力系统的运行方式的变化，在进行整定计算的时候，必须按每套继电器所对应的电力系统的最大的运行进行计算，对其对应的电力的系统按最小运行时的灵敏度进行校验。对于这种计算方式主要有三方面的问题：
一、断相口开路电压计算方面存在的问题和解决方法
在计算继电保护整定的过程中，需计算线路非全相运行使电力系统发生振荡，得到当时的电流和电压等电气量。计算这些电气量的关键在于电力系统非全相振荡的时候，正序网断相口开路电压的计算，这种计算的方法实际上忽略了网络结构的影响，如果非全相振荡电路为非放射状两端供电的时候，计算结果就会偏大，網路结构的复杂程度决定了其计算结果偏大的程度。
主要的解决方法有两种，包括口网络H参数法和网络等值法，本文选了一种进行探析：
网络等值法：
设电力系统中任意线路i-j发生了非全相运行引起电力系统振荡，以非全相线路两侧节点i、j为端口，在计及网络操作的条件下将电力系统的正序网路化成一个无源双端口网络，如图1：
基于补偿法，根据阻抗参数的物理意义，利用网络操作前员网节点阻抗参数可求得无源双端口网络的阻抗参数，如图2：
根据叠加的原理，不计量纲的关系，可求得线路两侧节点i、j的自阻抗和互阻抗参数
（1）
（2）
（3）
式中 ，，(k=i、j)。
可根据欧姆定律和戴维南定理计算双端口网络阻抗参数所需的补偿电流，又图2可求得
（4）
式中，为网络操作端口入端阻抗矩阵，可利用原网正序节点阻抗矩阵中相应元素形成，为模拟网络操作应追加的支路阻抗矩阵，可根据网络操作信息形成，为在网络操作端口产生的开路电压矩阵，可利用原网正序节点阻抗矩阵中相应的元素形成。
根据外特性等效原则，做出图1所示双端口网络T型等值电路。如下图：
根据等值电路的形成和变形的过程，各元件参数计算公式如下：
（5）
（6）
（7）
由此，非全相振荡时正序网断相口的开路电压为：
（8）
考虑到继电保护整定计算中通常假设非全相震荡线路两侧等效发电机的电势幅值相等，均为E、相角差为，则可以将（8）简化为
（9）
式中，仅非全相线路两侧节点i、j的自阻抗和互阻抗这两个参数与网路结构有关。
分支系数计算方面存在的问题及解决办法
2.1分值系数造成继电保护延时段动作值出现计算误差
下面引图4当中相间电流保护A的Ⅱ段为例进行原因的说明：
根据相间电流保护的整定计算原则，相间电流保护的Ⅱ段动作电流为：
（10）
式中，分别为Ⅰ段、Ⅱ段的可靠系数，为最小分支系数，为相邻线路末端C母线三相短路时通过相邻线路保护B的最大短路电流。
最小分支系数和流经保护安装处的最大短路电流为：
（1）最小分支系数
当环网开环运行时分支系数为
（11）
当环网闭环运行是分支系数为
（12）
由式（11）、（12）可见，环网闭环运行时分支的系数要小于开环运行时，环网闭环运行时出现最小分支系数、B侧的电源是最小、A侧的电源是最大运行，运行。
（2）流经保护的最大短路电流的计算
当环网开环运行时流经保护的最大短路电流为：
（13）
当环网闭环运行是流经保护的最大短路电流为： （14）
按照一般情况，环网开环相比于环网闭环运行是流过B的短路电流要大，因此，当环网开环运行、A、B两侧电源均最小运行时，出现最大的短路电流。
2.2分支系数本身存在计算误差
引起误差的主要原因有电源的运行方式变化和不计电源运行方式变化导致分支系数的计算误差两种。
2.3分支系数重复计算
现有的继电保护整定计算软件在继电保护整定计算过程中一般都采用线形流程，这种计算的方法在在第二、三阶段继电保护及其他延时段的整定计算过程中存在重复计算分支系数的问题。分支系数的重复计算减低了继电保护整定计算的速度和效率，减低程度与电力系统的复杂程度成正比。
解决对策
分支系数的引入从两方面导致延时动作的继电保护动作值出现计算误差：
最小分支系数和最大短路电流对应的电力系统运行方式不一致，
分支系数本身存在计算误差
在解决这两个问题的可以采用计算机整定继电保护延时段动作值的过程中不再沿用人工整定计算是引入分支系数的方法，改用直接按故障时保护测量到的电器量来计算继电保护延时段的动作值。
例如，可以采用图5中A-B线路A侧相间电流保护Ⅱ段的动作电流可改为：
式中，为Ⅱ段可靠系数；为相邻线路相间电流保护Ⅰ段末端发生三相短路时，流过保护A的最大电流。在计算时，必须要考虑到电力系统内分布式发电机运行方式变化的影响。整定计算范围的方法可以根据切除发电机所产生的扰动来确定。
总结：计算非全相振荡时正序网断相口的开路电压，在，在网络等值原理的基础上，仅涉及到与非全相线路两侧节点i、j有关的自阻抗参数和互阻抗参数，计算量与电力系统中发电机的数量无关；继电保护测量到的电气量整定计算继电保护延时段的动作值在按故障时，可消除因引入分支系数而带来的计算误差，可以避免重复计算同一分值系数。
参考文献：
[1]陈永林.电力系统继电保护的计算机整定计算[M].水利电力出版社，
2010.
[2]曹国臣，傅旭.辐射状配电网故障分析计算的解耦相分量法[J].中国电机工程学报，2009,23（4）：41-46.
[3]姜彤，白雪峰，郭志忠，等.基于对称分量模型的电力系统故障计算方法[I].中国电机工程学报，2010,（2）：50-53.
[4]姜彤，郭志忠，陈学允，等.多态相分量法及其在电力系统三相不对称分析中的应用[I].中国电机工程学报，2011,22（5）：70-74
关键词：高压；继电保护；整定计算；解决方法
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
引言：根据继电保护整定计算的原则，使用计算机在高压电网使用的继电保护装置的计算上主要有两个步骤：先采用分量法或者序分量法对电力系统的故障进行计算，然后用故障时的电气量来计算继电保护的整定值。基于确保继电保护适应电力系统的运行方式的变化，在进行整定计算的时候，必须按每套继电器所对应的电力系统的最大的运行进行计算，对其对应的电力的系统按最小运行时的灵敏度进行校验。对于这种计算方式主要有三方面的问题：
一、断相口开路电压计算方面存在的问题和解决方法
在计算继电保护整定的过程中，需计算线路非全相运行使电力系统发生振荡，得到当时的电流和电压等电气量。计算这些电气量的关键在于电力系统非全相振荡的时候，正序网断相口开路电压的计算，这种计算的方法实际上忽略了网络结构的影响，如果非全相振荡电路为非放射状两端供电的时候，计算结果就会偏大，網路结构的复杂程度决定了其计算结果偏大的程度。
主要的解决方法有两种，包括口网络H参数法和网络等值法，本文选了一种进行探析：
网络等值法：
设电力系统中任意线路i-j发生了非全相运行引起电力系统振荡，以非全相线路两侧节点i、j为端口，在计及网络操作的条件下将电力系统的正序网路化成一个无源双端口网络，如图1：
基于补偿法，根据阻抗参数的物理意义，利用网络操作前员网节点阻抗参数可求得无源双端口网络的阻抗参数，如图2：
根据叠加的原理，不计量纲的关系，可求得线路两侧节点i、j的自阻抗和互阻抗参数
（1）
（2）
（3）
式中 ，，(k=i、j)。
可根据欧姆定律和戴维南定理计算双端口网络阻抗参数所需的补偿电流，又图2可求得
（4）
式中，为网络操作端口入端阻抗矩阵，可利用原网正序节点阻抗矩阵中相应元素形成，为模拟网络操作应追加的支路阻抗矩阵，可根据网络操作信息形成，为在网络操作端口产生的开路电压矩阵，可利用原网正序节点阻抗矩阵中相应的元素形成。
根据外特性等效原则，做出图1所示双端口网络T型等值电路。如下图：
根据等值电路的形成和变形的过程，各元件参数计算公式如下：
（5）
（6）
（7）
由此，非全相振荡时正序网断相口的开路电压为：
（8）
考虑到继电保护整定计算中通常假设非全相震荡线路两侧等效发电机的电势幅值相等，均为E、相角差为，则可以将（8）简化为
（9）
式中，仅非全相线路两侧节点i、j的自阻抗和互阻抗这两个参数与网路结构有关。
分支系数计算方面存在的问题及解决办法
2.1分值系数造成继电保护延时段动作值出现计算误差
下面引图4当中相间电流保护A的Ⅱ段为例进行原因的说明：
根据相间电流保护的整定计算原则，相间电流保护的Ⅱ段动作电流为：
（10）
式中，分别为Ⅰ段、Ⅱ段的可靠系数，为最小分支系数，为相邻线路末端C母线三相短路时通过相邻线路保护B的最大短路电流。
最小分支系数和流经保护安装处的最大短路电流为：
（1）最小分支系数
当环网开环运行时分支系数为
（11）
当环网闭环运行是分支系数为
（12）
由式（11）、（12）可见，环网闭环运行时分支的系数要小于开环运行时，环网闭环运行时出现最小分支系数、B侧的电源是最小、A侧的电源是最大运行，运行。
（2）流经保护的最大短路电流的计算
当环网开环运行时流经保护的最大短路电流为：
（13）
当环网闭环运行是流经保护的最大短路电流为： （14）
按照一般情况，环网开环相比于环网闭环运行是流过B的短路电流要大，因此，当环网开环运行、A、B两侧电源均最小运行时，出现最大的短路电流。
2.2分支系数本身存在计算误差
引起误差的主要原因有电源的运行方式变化和不计电源运行方式变化导致分支系数的计算误差两种。
2.3分支系数重复计算
现有的继电保护整定计算软件在继电保护整定计算过程中一般都采用线形流程，这种计算的方法在在第二、三阶段继电保护及其他延时段的整定计算过程中存在重复计算分支系数的问题。分支系数的重复计算减低了继电保护整定计算的速度和效率，减低程度与电力系统的复杂程度成正比。
解决对策
分支系数的引入从两方面导致延时动作的继电保护动作值出现计算误差：
最小分支系数和最大短路电流对应的电力系统运行方式不一致，
分支系数本身存在计算误差
在解决这两个问题的可以采用计算机整定继电保护延时段动作值的过程中不再沿用人工整定计算是引入分支系数的方法，改用直接按故障时保护测量到的电器量来计算继电保护延时段的动作值。
例如，可以采用图5中A-B线路A侧相间电流保护Ⅱ段的动作电流可改为：
式中，为Ⅱ段可靠系数；为相邻线路相间电流保护Ⅰ段末端发生三相短路时，流过保护A的最大电流。在计算时，必须要考虑到电力系统内分布式发电机运行方式变化的影响。整定计算范围的方法可以根据切除发电机所产生的扰动来确定。
总结：计算非全相振荡时正序网断相口的开路电压，在，在网络等值原理的基础上，仅涉及到与非全相线路两侧节点i、j有关的自阻抗参数和互阻抗参数，计算量与电力系统中发电机的数量无关；继电保护测量到的电气量整定计算继电保护延时段的动作值在按故障时，可消除因引入分支系数而带来的计算误差，可以避免重复计算同一分值系数。
参考文献：
[1]陈永林.电力系统继电保护的计算机整定计算[M].水利电力出版社，
2010.
[2]曹国臣，傅旭.辐射状配电网故障分析计算的解耦相分量法[J].中国电机工程学报，2009,23（4）：41-46.
[3]姜彤，白雪峰，郭志忠，等.基于对称分量模型的电力系统故障计算方法[I].中国电机工程学报，2010,（2）：50-53.
[4]姜彤，郭志忠，陈学允，等.多态相分量法及其在电力系统三相不对称分析中的应用[I].中国电机工程学报，2011,22（5）：70-74