一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法与流程

本发明属于电力安全，涉及到一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，特别是在多条线路同时检修时通过对继电保护装置整定支路的最小助增系数指标的获取来找出要检修的线路及进行线路整定和校核。

背景技术：

1、在电力系统继电保护的整定计算中，上下级保护相互配合时需考虑助增系数。助增系数选取不合理，有可能会造成保护的误动或拒动，因此助增系数是继电保护整定计算中的重要参数。在复杂的电网中，助增系数的计算是继电保护整定计算中的难点之一。

2、如图1所示，保护r1和r2配合时，助增系数的定义为配合支路电流除以保护支路电流。r1处的过流保护或距离保护在和r2进行配合时，应考虑最小助增系数以保证选择性。影响助增系数的主要因素包括线路的投切和电源运行方式的变化，如发电机组投切，其中前者是电力系统中最常见的操作，因此继电保护整定计算和校核过程要充分考虑线路n-m修情况对助增系数的影响。

3、当前电网拓扑结构日趋复杂，环网运行情况日益增多，环网中线路的投切可能会大幅改变电力系统局部拓扑，显著影响短路电流分布，进而影响助增系数。因此，传统基于保护安装处对侧一级和背侧一级线路轮断对保护装置进行整定和校核的方案存在风险。

4、电力系统继电保护整定计算和校核工作依赖于短路电流计算。短路电流计算可获取全网短路电流分布和保护之间配合的最小助增系数。当前在短路电流的计算机算法中，为全面考虑线路检修对助增系数的影响，将考虑范围内所有线路进行穷举检修处理，并对每一种线路检修组合都进行全网短路电流计算。该处理方式在范围内线路较多且同时考虑多条线路检修(如n-2或n-3)时计算量将呈指数级上升，导致计算时间过长而失去实用性。因此，当前对于线路检修一般只考虑n-1的情况，所计算最小助增系数和保护定值会导致保护装置存在误动或拒动的风险。

技术实现思路

1、本发明全面考虑线路检修对助增系数的影响，进而快速找到要检修的线路，设计了一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，通过对最小助增系数的快速处理，大幅降低计算量和计算时间。

2、本发明采用的技术方案是，一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，所述的方法是对系统节点阻抗矩阵进行处理，通过得到继电保护装置整定支路的助增系数指标来确定要检修的线路及进行线路定值整定及校核，具体步骤如下：

3、a、读取电网模型生成的系统节点阻抗矩阵，初始时将最小助增系数变量kmin设置为∞；

4、b、读取目标范围内考虑检修线路集合中所有的线路数据进行n-m线路检修计算，n代表目标范围内考虑检修线路的数量，m代表检修线路的数量；

5、c、计算出任意一条目标范围内考虑检修线路在模拟切断情况下所对应的继电保护装置整定支路上的助增系数指标kindex；

6、d、对步骤c中得到的所有助增系数指标kindex进行对比，得到最小助增系数k1；

7、e、若k1≤kmin，kmin＝k1，继续进行步骤f；若k1＞kmin，则直接进行步骤g；

8、f、找到最小助增系数k1所对应的线路进行检修，并且修正系统节点阻抗矩阵；

9、g、完成线路检修与继电保护装置整定支路的整定和校核。

10、所述的系统节点阻抗矩阵为正序阻抗矩阵或零序阻抗矩阵，对应的助增系数指标kindex包括正序助增系数指标和零序助增系数指标，对应的最小助增系数k1包括正序最小助增系数、零序最小助增系数。

11、所述的步骤c中，正序助增系数指标的计算公式为：

12、

13、式1中，i代表需整定线路的一端，j代表需整定线路的另一端，k代表故障节点，p代表需检修线路的一端，q代表需检修线路的另一端，zij为保护支路的阻抗，zjk为配合支路的阻抗，均为固定值，zik为线路一端与故障节点之间的互阻抗，z′ik为线路一端与故障节点之间的互阻抗修正值，z′jk为配合支路的阻抗修正值，zkk为故障节点的自阻抗，z′kk代表故障节点的自阻抗修正值，zkp为故障节点与需检修线路一端的互阻抗，zkq为故障节点与需检修线路另一端的互阻抗，zip为需整定线路一端与需检修线路一端之间的互阻抗，ziq为需整定线路一端与需检修线路另一端之间的互阻抗，zjp为需整定线路为需整定线路另一端与需检修线路一端之间的互阻抗，zjq为需整定线路另一端与需检修线路另一端之间的互阻抗，zpq为需检修线路两端之间的互阻抗，zpp为需检修线路一端节点的自阻抗，zqq为需检修线路另一端节点的自阻抗，zl为需检修线路支路的阻抗；

14、零序助增系数指标的计算公式为：

15、

16、式2和式3中，下角标带0表示零序节点阻抗矩阵的元素。

17、在步骤c与步骤d之间还有步骤c1，判定是否读取所有目标范围内考虑检修线路，如是，则直接进行步骤d，如否，则返回步骤b。

18、在步骤f与步骤g之间还有步骤f1，判定已检修线路数量是否等于m，如等于m，则进行步骤g；如小于m，则在考虑范围内线路集合中剔除步骤f中已进行检修的线路，返回步骤b。

19、本发明的有益效果是，

20、1)本发明在继电保护整定计算过程中，充分考虑了大范围和多条线路同时检修的情况，且比起现有穷举算法大幅降低计算量和计算时间，将计算量从穷举时的降为o(m)，其中m为范围内线路总数，n为同时考虑检修线路数。所提方法可以大幅提升整定计算工作效率；

21、2)本发明的方法可以提升继电保护整定计算工作质量，所计算定值可大幅降低保护装置的误动和拒动风险，进而减少社会经济损失；

22、3)本发明的方法提升继电保护定值校核工作质量，可发现传统校核方法无法识别的定值风险。

技术特征：

1.一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，其特征在于：所述的方法是对系统节点阻抗矩阵进行处理，通过得到继电保护装置整定支路的助增系数指标来确定要检修的线路及进行线路定值整定及校核，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，其特征在于：所述的系统节点阻抗矩阵为正序阻抗矩阵或零序阻抗矩阵，对应的助增系数指标kindex包括正序助增系数指标和零序助增系数指标，对应的最小助增系数k1包括正序最小助增系数和零序最小助增系数。

3.根据权利要求2所述的一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，其特征在于：所述的步骤c中，正序助增系数指标的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，其特征在于：在步骤c与步骤d之间还有步骤c1，判定是否读取所有目标范围内考虑检修线路，如是，则直接进行步骤d，如否，则返回步骤b。

5.根据权利要求1所述的一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，其特征在于：在步骤f与步骤g之间还有步骤f1，判定已检修线路数量是否等于m，如等于m，则进行步骤g；如小于m，则在考虑范围内线路集合中剔除步骤f中已进行检修的线路，返回步骤b。

技术总结
一种基于多条线路同时检修的继电保护整定校核方法，属于电力安全技术领域，所述的方法是对系统节点阻抗矩阵进行处理，通过得到继电保护装置整定支路的最小助增系数指标来确定要检修的线路及进行线路定值整定及校核，本发明在继电保护整定计算过程中，充分考虑了大范围和多条线路同时检修的情况，且比起现有穷举算法大幅降低计算量和计算时间，将计算量从穷举时的降为O(M)，其中M为范围内线路总数，N为同时考虑检修线路数。所提方法可以大幅提升整定计算工作效率。

技术研发人员：吴亚辉,李雪冬,于乐,张永浩,仇向东,周兴华
受保护的技术使用者：北京中恒博瑞数字电力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15