国网青海省电力公司海东供电公司，青海海东810600
摘 要：对由于网络操作、复杂故障等造成的系统拓扑结构改变改进成一个由对称修正和不对称修正构成的组合，在这一基础上，对系统进行分解，形成故障与无故障网络两个主要部分，构建基于网络操作形式的故障统一计算模式，将补偿算法与叠加原理作为基础，在不会造成数学模型概念的前提下，提出一种通用的整定计算方法。
关键词：电力系统；继电保护；故障计算；通用方法
传统的系统故障计算几乎完全依赖于对称分量，在三相电力系统的故障分析，由于对称元件能进行解耦，具有较高的计算效率。然而，对于在网络操作条件下的复杂故障而言，其计算效率还有待提升。传统计算方式无法良好适应拓扑结构变化，在具体的计算过程中需要对原有的数学模型进行修改，这势必带来较大的计算量。基于此，本文提出一种全新的通用故障计算方式，具体内容如下。
1计算原理
电力系统快速发展下，网络规模日益增大，结构趋于复杂，加之单相重合闸等的广泛应用，使得电力系统复杂故障发生率明显提高。在整定计算与动作分析过程中，需对网络操作条件下的系统复杂故障实施计算。网络操作时，常会引起系统的拓扑结构局部变化，这种变化具有一定对称性。依据统一的网络操作模拟形式，系统故障计算当中的网络操作能使用向原网网络进行等值支路模拟，如图1所示。在图1中，Z0c012的取值条件主要由所选网络操作形式决定；Z012代表原网络各序节点对应的阻抗阵。
复杂网络故障时，常会引起系统的拓扑结构出现变化，这种变化同样具备对称性。为保证在计算时不对原网络的数学模型进行修改，对复杂故障进行分解处理，形成一个由对称与不对称修正构成的组合。即为：首先，在原各序网中接入等值支路，切断故障元件和原各序网之间的连接，然后，再接入不对称网，如图2所示。
电力系统出现复杂性故障，故障影响的元件和系统的其他部分存在关联节点集，即：b={b1，...，bk，...，bs}。运用电流源对发电机进行表示以后，使用以上两种方法进行网络操作与复杂故障模拟，这样就可以得出故障计算对应的统一模型，如图3所示。在图3中，边界的左半部分是结构无故障条件下的对称网络，边界的右半部分是故障特征描述网络。Z’c012代表同时模拟两种条件涉及到的
结构变化，可用如下公式表示：
根据叠加的基本原理，在发生故障后，图3的左半部分电压需要和注入电流总和相等。从电力系统角度分析，注入电流是给定的，所以，对故障进行计算时，需要着重确定故障边界对应的注入电流值。
2故障边界注入节点电流计算
在图3中，使用戴维南定理对网络进行化简，这样就能得出相应的等值电路，如图4所示。假定，图4当中的电路参数全部已知，依据电路特征，可轻松得出边界电流：
2.1导纳阵形成
由于图3中的右半部分网络不满足对称要求，无法在序坐标中直接形成导纳阵，只可以在相坐标中得到支路相阻抗阵，进而再得出相应的节点相导纳阵，最终通过变化得到导纳阵。具体的形成过程如下所示：
①将发生故障以后的网络作为依据，得出支路相阻抗阵；
②按照基本的网络理论，使用上一环节得到的支路相阻抗得出相导纳阵；
③除掉相导纳阵中的内部节点；
④通过相序的参数变换，得出导纳阵。
2.2等值参数计算
为确保在等值计算过程中不会对原网络的模型进行修改，按照补偿法则，由图3可以得出，需要借助等值支路组电流对这一影响过程进行模拟]。
对于Zbr的计算，依据端口的阻抗参数意义，可得到基于Zbr计算的等值电路，如图5所示。在图5中，Z’cr代表新等值支路。
在得到各序电压以后，可通过计算求出各个支路的实际电流值，在这一过程中应注意：
①若将节点阻抗阵当做系统数据模型，则可使用以上公式直接计算求得；若将节点的导纳阵当做系统数据模型，则在使用以上公式进行计算以前，还需对其因子表实施回代与前代计算，在得到节点的阻抗元素后就能进行计算。
②本次研究所提出的计算方式同样可以在系统出现简单故障时使用，用于操作对系统的具体影响，然而，由于在计算时应形成导纳阵，所以这种计算方式的速率与效率相对较差，和之前一种方法之间存在一定差距。
参考文献
[1]曹国臣，蔡国伟，王海军.继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策[J].中国电机工程学报，2003，23（10）：51-56.
作者介绍
邹迎红（1983.2.2），性别：女；籍贯：青海；民族：汉；学历：本科、学士；职称：工程师；职务：继电保护整定计算技术；研究方向：继电保护整定计算及故障分析；单位：国网青海省电力公司海东供电公司。
论文作者:邹迎红
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/17
标签：故障论文; 导纳论文; 网络论文; 支路论文; 阻抗论文; 节点论文; 电流论文; 《电力设备管理》2017年第5期论文;