一种依据系统阻抗变化范围校核电厂继电保护定值的方法与流程

1.本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种依据系统阻抗变化范围校核电厂继电保护定值的方法。


背景技术：

2.依据继电保护相关规程及各个电网的要求，电厂应依据所属省调、地调等每年下发的分界点系统阻抗完成全场继电保护定值计算、校核工作。对于往年没有新增设备、继电保护无误动、拒动等异常情况出现的风电场，若按照新下发系统阻抗做短路电流计算，并依据全场短路电流对风电场内各个设备的保护定值做校核计算，其工作量与新建场站的整定计算工作量相当，电厂由此需要投入大量的人力及财力，这与电厂的节能减耗政策背道而驰。
3.电厂的继电保护定值有的由电场内部人员自行核算，有的则分包给某些符合资质要求的专门做继电保护整定计算工作的公司进行计算，针对每年电网下发的分界点系统阻抗，由于分界点系统阻抗每年的波动较平稳，如果能单一从分界点系统阻抗即可判断全场设备继电保护定值是否需要变更，将给电场运行人员带来很大便利，同时也将很大程度节省人力和财力，无疑具有较大的工程实用价值。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于简化电厂继电保护定值校核工作，提供了一种依据系统阻抗变化范围校核电厂继电保护定值的方法，该方法依据电厂系统图、设备参数、保护配置及往年继电保护装置运行动作情况做反推计算，得到维持现有保护定值所对应电网分界点系统阻抗标幺值取值范围，通过与电网下发最新分界点系统阻抗作对比，校核电厂现有继电保护定值是否需要变动，从而有效降低电厂成本投入。
5.为达到上述目的，本发明通过下述技术方案来实现的：
6.一种依据系统阻抗变化范围校核电厂继电保护定值的方法，包括以下步骤：
7.1)对现有电厂继电保护定值单中涉及短路电流的保护分别做反推计算；
8.2)用反推计算得到现有保护定值为保证满足继电保护整定计算规程要求所需各节点短路电流取值范围；
9.3)依据各节点短路电流取值范围，结合继电保护整定原则、系统图及各电气设备参数反推计算得到电厂与电网分界点系统等值阻抗变化范围；
10.4)将电网下发最新分界点系统阻抗与计算所得分界点系统等值阻抗变化范围作比较，校核电厂现有继电保护定值是否需要变更。
11.本发明进一步的改进在于，步骤1)中，电厂针对往年没有新增设备、主变无增容及现有继电保护装置无误动、拒动异常情况出现的电厂。
12.本发明进一步的改进在于，电厂继电保护定值单中涉及躲过最大短路电流和需要灵敏度校核的保护包括新能源电站的变压器保护、母线保护、线路保护、集电线路保护、无
功补偿装置保护、接地变保护以及火电、水电、燃气发电的发变组保护、厂用电保护。
13.本发明进一步的改进在于，步骤1)中，短路电流包含最大运行方式短路电流和最小运行方式短路电流，又分相间短路电流和接地短路电流。
14.本发明进一步的改进在于，步骤2)中，继电保护整定计算规程要求中涉及短路电流部分包含定值整定应躲过的最大短路电流i
kmax
及灵敏度校验对应最小短路电流i
kmin
。
15.本发明进一步的改进在于，最大短路电流i
kmax
＝i
set
/k
rel
，最小短路电流i
kmin
＝k
sen
i
set
，其中i
set
为保护定值，k
rel
为可靠系数，k
sen
为灵敏系数。
16.本发明进一步的改进在于，步骤3)中，采用标幺值做反推计算，最终得到分界点系统阻抗标幺值，基准值的选取与电网计算采用基准值一致。
17.本发明进一步的改进在于，步骤4)中，电厂与电网分界点系统等值阻抗为电网指定分界点最大运行方式正序、负序、零序系统阻抗及最小运行方式正序、负序、零序系统阻抗值，且要求每年更新并下发到各厂站。
18.本发明进一步的改进在于，步骤4)中，对比电网下发分界点系统阻抗与计算所得取值范围，若在取值范围内，则现有定值可不做变动，若不在取值范围，则需重新校核定值，电网下发分界点系统阻抗满足：正序x1∈[x
1a
,x
1b
]，负序x2∈[x
2a
,x
2b
]，零序x0∈[x
0a
,x
0b
]，则现有定值可不做变更。
[0019]
本发明至少具有如下有益的技术效果：
[0020]
1、本发明针对往年没有新增设备、主变无增容、继电保护无误动及拒动等异常情况的风电场，通过反推计算，有效简化电厂运行人员对本场继电保护定值的校核工作，运行人员仅需对电网下发分界点系统阻抗与计算所得阻抗范围做简单的对比分析，即可校核本场现有继电保护定值是否需要作出变更。
[0021]
2、本发明简化了电厂的继电保护定值校核工作，有效降低了电厂的人工成本及其他相关成本投入。
附图说明
[0022]
图1为本发明方法的流程图。
[0023]
图2为本发明中实施例简图。
具体实施方式
[0024]
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0025]
如图1所示，本发明提供的依据系统阻抗变化范围校核电厂继电保护定值的方法，具体流程如下：
[0026]
1)收集电网下发最新分界点系统阻抗、收集电厂系统图、系统设备参数、保护配置、当前执行的继电保护定值通知单及往年继电保护装置运行和动作情况等资料，判断电厂是否符合反推算条件，如果不符合条件，则考虑按常规核算，若符合条件，则采用本发明
的方法做反推计算；
[0027]
2)分析现有继电保护定值通知单，提取出继电保护整定原则中涉及短路电流及有灵敏度校验要求的保护，通常涉及差动保护、过流保护及零序保护，距离保护一般不受系统阻抗变化的影响。如过流保护定值和零序保护定值中涉及躲过最大短路电流i
kmax
(包含不平衡电流)及灵敏度校验对应最小短路电流i
kmin
，差动保护涉及躲过最大不平衡电流i
ubmax
和灵敏度校验等；
[0028]
3)结合继电保护整定计算规程和需要校验的保护定值，反推计算得到现有保护定值若需维持原定值不变所对应各节点最大短路电流及最小短路电流的取值范围。反推公式简化为：最大短路电流i
kmax
≤i
set
/k
rel
，最小短路电流i
kmin
≥k
sen
i
set
，其中i
set
为保护定值，k
rel
为可靠系数，k
sen
为灵敏系数。
[0029]
4)依据相关节点最大、最小短路电流i
kmax
、i
kmin
及系统图、设备参数，采用标幺值反推计算得到电网分界点系统阻抗标幺值取值范围(正序[x
1a
,x
1b
]，负序[x
2a
,x
2b
]，零序[x
0a
,x
0b
])。
[0030]
5)对比电网下发分界点系统阻抗与计算所得取值范围，若电网下发分界点系统阻抗(正序x1，负序x2，零序x0)满足：正序x1∈[x
1a
,x
1b
]，负序x2∈[x
2a
,x
2b
]，零序x0∈[x
0a
,x
0b
]，则现有定值可不做变更，否则需按正常流程校核定值。
[0031]
实施例
[0032]
如图2所示，以某220kv新能源风电场变压器差动速断保护为例，说明本发明的实施过程：
[0033]
1)收集该风电场所属电网下发至风电场的最新220kv母线系统阻抗(基准容量为1000mva，基准电压为230kv)为：最大运行方式(正序/负序0.127，零序：0.210)；最小运行方式(正序/负序0.205，零序：0.263)；收集当前风电场变压器差动速断定值为i
set
＝5i
e
(i
e
为主变额定电流502a)；据了解本场近5年设备均未发生更换，且全场继电保护装置运行良好，变压器差动速断保护无误动或拒动现象，符合反推条件。
[0034]
2)依据风电场继电保护整定计算导则中规定，变压器差动速断保护按正常运行方式保护安装处电源侧两相短路灵敏度(k
sen
)应不低于1.2。
[0035]
3)反推计算得到保证差动电流速断保护满足规程灵敏度要求所对应220kv母线短路电流范围为：i
kmin
≥3012a，进一步反推计算得到对应220kv母线最小运行方式系统阻抗范围为x1≤0.72。
[0036]
4)对比分析，电网下发最新系统阻抗最小运行方式为0.205，满足反推计算范围x1≤0.72，由此可以判定，电网下发系统阻抗变更后，经对比校核，风电场主变差动速断保护灵敏度满足要求，现有定值不需要变更。
[0037]
5)本实施例仅列举了差动速断保护满足规程要求对应220kv母线最小运行方式系统阻抗的上限，本发明最终的实施是需要综合全电厂继电保护定值做反推计算的。
[0038]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。