摘要：今朝电力系统继电庇护整定计较软件入彀算分支系数的经常使用方式是进行分歧运行方式的故障计较，获得庇护支路和配合支路的电流，从而获得分支系数。为了提高继电庇护运行整定的速度和效率，作者凭据序电流的散布只取决于该序网的结构而与其他序网无关，推导出了一种仅与序网的节点阻抗矩阵有关无需故障电流计较的分支系数的快速计较方式，并针对影响分支系数的分歧身分介绍了一些加速措施。编程实现证实，该方式年夜年夜提高了继电庇护运行整定的速度和效率。要害词：继电庇护整定计较；运行方式；分支系数FastCalculationonBranchCoefficientinProtectionRelaySettingandCoordinationLiBing1,ZhangYong-hao1,YUCheng-qi1,FuXiao-mei2,GONGRen-min1(1.DepartmentofElectricPowerEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China;2.HenanPingdingshanElectricPowerCommpanyDispatchingCenter,Pingdingshan467001,China)Abstract:Atpresentfrequentmethodtocalculatebranchcoefficientneedfaultcalculationindifferentoperationmodetogetprotectivebranchcurrentandmatingbranchcurrent.Accordingtosequencecurrentdistributiononlydependingonthesequencenetworktopology,thispaperpresentsfastmethodtocalculatebranchcoefficientwithelementsinnodeimpedancematrix,whichdoesntneedfaultcalculationandisonlyconcernedwithsequencenetworktopology.Andagainstdifferentelementsinfluencingbranchcoefficient,someacceleratedmeasuresareproposed.Ithasbeenprovedtoimprovinggreatlycalculationspeedandefficiencyofprotectionsettingandcoordinationbyanumericalexample.Keywords:protectionrelaysettingandcoordination;operationmode;branchcoefficient0引言分支系数是继电庇护整定计较中的重要参数，也是整定计较的难点所在。为了保证继电庇护的选择性，避免庇护的越级跳闸，只能拔取守旧的分支系数。影响分支系数年夜小的身分有3个：(1)网络操作，例如：线路的投进和切除；(2)电源运行方式的变化，例如：发机电组投切；(3)故障点的选择，例如：线路上任一点、结尾母线、相继动作即在线路结尾开关先三相跳闸但故障点仍存在的情况。另外，在斟酌继电庇护装配的整定计较法式是否能在现实中运用时，除庇护定值的准确性和合理性之外，整定计较的耗时也是一个重要的指标。是以，选择一种准确、快速计较分支系数的方式成为一种必然。要计较守旧的分支系数，应斟酌可能泛起的各类运行方式和故障点的组合。为了提高继电庇护整定速度：文献[1-2]从削减运行方式组合和故障点的角度动身，提出了缩短继电庇护整定计较时间的优秀措施；文献[3]从快速计较变结构电力系统支路电流的角度，推导了快速计较分支系数的公式。今朝经常使用算法和文献[1-3]均是在某种方式下进步前辈行故障计较，求得庇护支路和配合支路(故障支路)的故障电流，再计较两者的比值，即为所求的分支系数。本文从分支系数的界说动身，凭据各序电流在系统中的散布只与该序网络的结构有关，与其他序网无关，推导出了一种仅与序网的节点阻抗矩阵有关无需故障电流计较的分支系数的快速计较方式；另外，针对影响分支系数的分歧身分(网络操作、电源运行方式变化、故障点的选择)，介绍了一些加速措施。1分支系数的公式推导设故障点注进的短路电流为Id(r)，其在各节点所发生的故障电压份量：式中为短路点d与节点i(i=1,2...,n；r=0,1)之间的r序互阻抗。将这一电压份量与故障前该节点的电压份量相加，即获得短路故障后的节点电压：自导纳和与其有互感支路的互导纳，对于正序或当支路i-j无互感时，为零矩阵。在不计负荷(或负荷电流较短路电流小得多)的简化短路电流计较中，近似地可假定故障前节点电压标么值相等式中：l=(l=1,2，...,m)为支路i-j的互感支路但破除其中的检修支路。由于，对于互感检修支路，支路两头端点接地，其支路电压为零。假设庇护支路为i-j，配合支路为j-t，故障点d距配合端端点j占配合支路全长的百分比为k，如图1所示。式中：l(l=1,2，...,s)为支路的互感支路但破除其中的检修支路。n；n为不计新增故障点的原网节点数)式(2)讲明：要计较正序、零序分支系数，仅需知道故障点与所求支路两头的节点及与其有互感支路节点之间的互阻抗即可简洁计较。另外，假设故障发生在配合支路上，也没必要修改其互感支路导纳矩阵，哄骗原互感支路导纳矩阵即可；假设故障发生在支路端点，则可以直接哄骗节点阻抗矩阵的相关元素进行计较。而要计较各类运行方式下的分支系数，要害是获得分歧方式下计较分支系数所需的节点阻抗矩阵中的元素。2加速计较分支系数的措施2.1网络操作的模拟为计较守旧的分支系数，往往要斟酌检修某条支路或断开庇护支路相邻支路(例如：计较年夜分支系数，斟酌轮断庇护支路对侧母线所连支路)时的系统参数。由于此时还要恢复网络结构的变化，故以原本的节点阻抗矩阵为根蒂根基用抵偿法或局部批改阻抗矩阵的方式，计较网络操作以后的节点阻抗矩阵，具体进程参见文献[5]。由于只需正序、零序分支系数，仅需对正序、零序节点阻抗矩阵进行批改，以提高计较速度。2.2电源运行方式的选择由于电源在电力系统中的涣散性和运行方式变化的多样性，在继电庇护运行整定进程中，难以准确斟酌电源运行方式变化对分支系数的影响。今朝，继电庇护运行整定进程中，在计及网络操作的情况下，仅斟酌了整定庇护所在线路对侧母线上直接毗连电源运行方式的变化[5]，使得计较出的年夜和小分支系数均存在误差，严重情况下可能造成继电庇护之间失往应有的严酷配合关系，而致使继电庇护泛起误动或拒动。假设对所有电源进行年夜规模的运行方式组合，则可以准确算出，但对年夜型复杂电力系统而言，计较量太年夜。为削减计较量文献[3]研究了电源运行方式变化对分支系数的影响水平。现以图2中整定A-B线路A侧庇护为例。在无网络操作的情况下d点短路时，各电源的电流散布系数为：对于电源A、B、C和D：由式(3)可知，电流散布系数描写着各电源对故障电流的影响水平。凭据电流散布系数这一物理意义，按各电源电流散布系数的年夜小可以把年夜型复杂电力系统中的电源划分成两年夜区域，即对故障电流影响较年夜的区域和影响较小的区域。由于位于影响较小区域内的电源运行方式变化对分支系数影响较小，在计较分支系数时，可仅斟酌影响较年夜区域内的电源运行方式的变化。电源影响域的划分原则为：电流散布系数≥ε[3]。要获得介入方式组合的电源，需要计较各电源支路的散布系数，为了获得用网络参数暗示电流散布系数，将图2所示网络简化为图3所示网络。在图3中,ZgA、ZgB、ZgC和ZgD暗示各电源阻抗；ZAd、ZBd、ZCd和ZDd暗示各电源到故障点d的转移阻抗。在简化计较中，认为各电源电势相等(均为E)，电源A到故障点d的转移电流IAd等于仅在故障点注进故障电流时经由过程发机电支路电流IgA。是以，对于电源A：同理，可计较其他电源B、C和D的散布系数。式(4)讲明：散布系数可直接哄骗节点阻抗矩阵中的相关元素和发机电支路阻抗来计较，进而获得介入组合的发机电支路，这样避免计较电源支路电流，有益于提高整定速度和效率。2.3故障点的选择分支系数与故障点的关系比力复杂，在整定计较时，可按以下纪律选择故障点[1，2]：假设配合支路是放射性支路，分歧的故障点对正序分支系数没有影响；假设配合支路自己有复杂环网的情况，分歧的故障点对正序分支系数有影响且相继动作时正序分支系数年夜；假设配合支路和庇护支路组成复杂环网，分歧的故障点对正序分支系数也有影响且相继动作时正序分支系数年夜。具体论证参见文献[1]。对于年夜的复杂系统，识别支路是否环网和判定环网的类型需要对网络进行拓扑分析，在法式实现上是不太轻易的，并占用了法式计较时间，可凭据现实情况加以取舍。为了不判定环网和识别其类型,非论是正序或零序分支系数，仍是年夜或小分支系数，要计较守旧的分支系数，需计较的故障点有[5]：配合支路I段结尾故障；配合支路所在线路结尾故障；配合支路所在线路单端切除后I段结尾故障；配合支路所在线路单端切除后，断口处故障。为了不漏失落守旧的情况，如计较年夜正序分支系数时，I段结尾范围可取支路全长的50；计较小正序分支系数时，可取支路全长的15-20。3运用实例哄骗本文提出的分支系数的快速计较方式研制的整定法式计较分支系数的时间年夜为缩短。例如对290个节点规模的电网，进行全网的小正序分支系数、年夜正序分支系数、小零序分支系数及年夜零序分支系数计较在奔III866的机子上只需要5分钟。而之前的计较法式年夜约需要半小时左右，期待时间太长，使得整定法式的计较能力和实用性都年夜年夜下降。4结论本文首先导出了分支系数的计较公式，提出了无需故障计较、仅与序网参数有关的分支系数计较方式；然后，针对影响分支系数的分歧身分(网络操作、电源运行方式变化、故障点的选择)，介绍了一些加速措施。本文提出的继电庇护运行整定中分支系数快速计较方式有以下特点：(1)没必要计较故障口电流、支路电流，削减了法式运行计较的工作量；(2)当运行方式变化时，只需计较分支系数中所需电气量，计较中没有重复工作。参考文献[1]程小平.电网结构与配合系数的研究.电力系统自动化,2000,24(9):52-55[2]程小平.缩短继电庇护整定计较时间的措施.电网技术,2001,25(2):69-71[3]曹国臣，李娟，张连斌.继电庇护运行整定中分支系数计较方式的研究.继电器,1999,27(2):5-9[4]禹成七，龚仁敏，李冰.复杂故障计较中互感支路电流的快速计较.电力系统及其自动化专业第十八届学术年会论文集，2002：241－246[5]陈永琳.电力系统继电庇护的计较机整定计较.北京:水利电力出书社,1994:40-58,99-103