1、介紹支路系數(shù)是繼電保護(hù)整定計(jì)算中的重要參數(shù)，也是整定計(jì)算中的難點(diǎn)。為了保證繼電保護(hù)的選擇性，防止保護(hù)跳閘，只能選擇最保守的分支系數(shù)。影響分支系數(shù)大小的因素有三個(gè)：(1)網(wǎng)絡(luò)操作，例如：線路輸入和切斷；(2)電源運(yùn)行方式的變化，如：發(fā)電機(jī)組切換；(3)故障點(diǎn)的選擇，例如：線路上的任何點(diǎn)、終端母線、連續(xù)動(dòng)作，即線路末端的開關(guān)先跳閘三相，但故障點(diǎn)仍然存在。此外，在考慮繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算程序能否在實(shí)際中應(yīng)用時(shí)，除了保護(hù)定值的正確性和合理性外，整定計(jì)算的耗時(shí)也是一個(gè)重要指標(biāo)。因此，選擇一種正確快速的方法來計(jì)算分支系數(shù)是不可避免的。為了計(jì)算最保守的分支系數(shù)，應(yīng)考慮各種可能的運(yùn)行模式和故障點(diǎn)的組合。為了提

2、高繼電保護(hù)整定速度，從減少運(yùn)行方式和故障點(diǎn)組合的角度出發(fā)，提出了縮短繼電保護(hù)整定計(jì)算時(shí)間的優(yōu)良措施。從變結(jié)構(gòu)電力系統(tǒng)支路電流快速計(jì)算的角度出發(fā)，導(dǎo)出了支路系數(shù)快速計(jì)算公式。目前常用的算法是先通過一定的方式計(jì)算故障，得到保護(hù)支路和匹配支路(故障支路)的故障電流，然后計(jì)算它們之間的比值，即支路系數(shù)。本文從支路系數(shù)的定義出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)中各序電流的分布只與序網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有關(guān)而與其他序網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的事實(shí)，推導(dǎo)出一種只與序網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣有關(guān)而不需要計(jì)算故障電流的支路系數(shù)的快速計(jì)算方法。此外，針對(duì)影響分支系數(shù)的不同因素(網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、電源運(yùn)行方式改變、故障點(diǎn)選擇)，介紹了一些加速措施。1分支系數(shù)的公式推導(dǎo)假設(shè)故障

3、點(diǎn)注入的短路電流為Id(r)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的故障電壓分量為：短路點(diǎn)d和節(jié)點(diǎn)I的類型(I=1，2.n；R=0，1)。將該電壓分量加到故障前節(jié)點(diǎn)的電壓分量上，得到短路故障后的節(jié)點(diǎn)電壓：對(duì)于正序或當(dāng)支路i-j沒有互感時(shí)，具有互感的支路的自感和互導(dǎo)納是零矩陣。在短路電流的簡(jiǎn)化計(jì)算中，不考慮負(fù)載(或負(fù)載電流遠(yuǎn)小于短路電流)，可以近似假設(shè)故障前的節(jié)點(diǎn)電壓相等其中：l=(l=1，2，m)是支路i-j的互感支路，但不包括維護(hù)支路。因?yàn)?，?duì)于互感維護(hù)支路，支路兩端都接地，其支路電壓為零。假設(shè)保護(hù)支路為i-j，協(xié)調(diào)支路為j-t，協(xié)調(diào)支路從故障點(diǎn)D到協(xié)調(diào)端點(diǎn)J的總長(zhǎng)度百分比為K，如圖1所示。其中：l(l=1，2，s

4、)是支路的互感支路，但不包括維護(hù)支路。n；n是排除新故障點(diǎn)的原始網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量)等式(2)表明，為了計(jì)算正序和零序支路系數(shù)，可以簡(jiǎn)單地計(jì)算故障點(diǎn)與支路兩端節(jié)點(diǎn)和具有互感的節(jié)點(diǎn)之間的互阻抗。此外，如果故障發(fā)生在匹配支路中，則不必修改互感支路的導(dǎo)納矩陣，可以使用互感支路的原始導(dǎo)納矩陣。如果故障發(fā)生在支路的末端，則可以使用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的相關(guān)元素直接計(jì)算。為了計(jì)算各種運(yùn)行模式下的支路系數(shù)，關(guān)鍵是要獲得計(jì)算不同模式下支路系數(shù)所需的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣中的元素。2加快分支系數(shù)計(jì)算的措施2.1網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模擬為了計(jì)算最保守的分支系數(shù)，通常需要考慮系統(tǒng)參數(shù)由于電力系統(tǒng)中電源的分散性和運(yùn)行方式變化的多樣性，很難準(zhǔn)確考慮繼電

5、保護(hù)運(yùn)行整定過程中電源運(yùn)行方式變化對(duì)支路系數(shù)的影響。目前，在繼電保護(hù)整定過程中，考慮到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，只考慮到整定保護(hù)所在線路對(duì)側(cè)母線直接接入電源的運(yùn)行方式的改變，使得計(jì)算的最大和最小分支系數(shù)存在誤差。在嚴(yán)重情況下，可能導(dǎo)致繼電保護(hù)失去應(yīng)有的嚴(yán)格配合關(guān)系，導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。如果所有的電源都大規(guī)模地組合在一起，它們可以被精確地計(jì)算，但是對(duì)于大型和復(fù)雜的電力系統(tǒng)，計(jì)算量太大。為了減少計(jì)算量，文獻(xiàn)3研究了電源工作方式的改變對(duì)分支系數(shù)的影響?，F(xiàn)在以A-B線的A側(cè)保護(hù)為例。在d點(diǎn)發(fā)生短路而沒有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的情況下，每個(gè)電源的電流分配系數(shù)為：對(duì)于電源a、b、c和d:根據(jù)公式(3)，電流分布系數(shù)描述了每個(gè)電源對(duì)

6、故障電流的影響程度。根據(jù)電流分配系數(shù)的物理意義，根據(jù)各電源的電流分配系數(shù)，大型復(fù)雜電力系統(tǒng)中的電源可分為兩個(gè)區(qū)域，即對(duì)故障電流影響較大的區(qū)域和影響較小的區(qū)域。由于受影響較小區(qū)域的供電運(yùn)行方式的變化對(duì)分支系數(shù)影響不大，因此在計(jì)算分支系數(shù)時(shí)，只能考慮受影響較大區(qū)域的供電運(yùn)行方式的變化。功率影響域的劃分原則是：電流分布系數(shù)3。為了使電源參與模式組合，需要計(jì)算每個(gè)電源支路的分配系數(shù)。為了獲得由網(wǎng)絡(luò)參數(shù)表示的電流分布系數(shù)，圖2所示的網(wǎng)絡(luò)被簡(jiǎn)化為圖3所示的網(wǎng)絡(luò)。在圖3中，ZgA、ZgB、ZgC和ZgD表示每個(gè)電源的阻抗；ZAd、ZBd、ZCd和ZDd代表每個(gè)電源到故障點(diǎn)d的傳輸阻抗。在簡(jiǎn)化計(jì)算中，認(rèn)為所有

7、電源的電勢(shì)相等(全為E)，并且只有當(dāng)故障電流注入故障點(diǎn)時(shí)，從電源A到故障點(diǎn)D的轉(zhuǎn)移電流IAd才等于通過發(fā)電機(jī)的支路電流IgA。因此，對(duì)于電源a:同樣，可以計(jì)算其他電源b、c和d的分配系數(shù)。等式(4)表明，利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣和發(fā)電機(jī)支路阻抗中的相關(guān)元素，可以直接計(jì)算出分配系數(shù)，進(jìn)而得到參與組合的發(fā)電機(jī)支路，從而避免了功率支路電流的計(jì)算，有利于提高整定速度和效率。2.3故障點(diǎn)的選擇分支系數(shù)與故障點(diǎn)的關(guān)系復(fù)雜。整定計(jì)算時(shí)，故障點(diǎn)可按以下規(guī)則選擇1，2:如果匹配支路是放射性的，不同的故障點(diǎn)對(duì)正支路系數(shù)沒有影響；如果匹配支路本身具有復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)，不同的故障點(diǎn)對(duì)正序分支系數(shù)有影響，并且正序分支系數(shù)在連續(xù)動(dòng)作時(shí)

8、最大；如果匹配支路和保護(hù)支路構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)，不同的故障點(diǎn)也會(huì)對(duì)正序分支系數(shù)產(chǎn)生影響，并且正序分支系數(shù)在相繼動(dòng)作時(shí)最大。具體論證見文獻(xiàn)1。對(duì)于大型復(fù)雜系統(tǒng)來說，要識(shí)別一個(gè)分支是否是環(huán)網(wǎng)并確定環(huán)網(wǎng)的類型，不容易實(shí)現(xiàn)程序，而且要占用程序計(jì)算時(shí)間，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇。為了避免判斷環(huán)網(wǎng)和識(shí)別其類型，無論是正序或零序分支系數(shù)，還是最大或最小分支系數(shù)，為了計(jì)算最保守的分支系數(shù)，要計(jì)算的故障點(diǎn)是5:匹配支路的I段的末端故障；匹配支路所在線路末端的故障；這采用本文提出的分支系數(shù)快速計(jì)算方法，大大縮短了分支系數(shù)的計(jì)算時(shí)間。例如，對(duì)于一個(gè)290節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)，計(jì)算整個(gè)電網(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)和最大零序分支系數(shù)只需5分鐘。但是，之前的計(jì)算程序耗時(shí)約半小時(shí)，等待時(shí)間過長(zhǎng)，大大降低了設(shè)置程序的計(jì)算能力和實(shí)用性。結(jié)論本文首先推導(dǎo)了分支系數(shù)的計(jì)算公式，提出了只與序網(wǎng)參數(shù)有關(guān)而不進(jìn)行故障計(jì)算的分支系數(shù)的計(jì)算方法，然后根據(jù)影響分支系數(shù)的不同因素(