摘要：本文通过继电保护整定计算中运行方式的分析，建立模型，提出了耦合度的选择方法和实现的步骤，可以缩小选择运行方式的范围，并能提高整定计算的工作效率。
关键词：继电保护 运行方式 运行方法 步骤
确定电力系统运行方式是继电保护整定计算的先决条件。在电力系统的实际操作中，确定下来的定值是不能频繁改动的，所以定值需要能够适应系统的各种运行方式。因此在整定计算过程中，要得到正确合理的定值需要考虑各种可能的运行方式，并在这些运行方式下取得相应的计算量。
但是，随着电力系统规模扩大和电网结构的不断变化，电力系统的运行方式变得越来越多，对所有可能的电力系统运行方式进行整定值计算存在计算量大、消耗时间长等问题。如何从复杂的系统运行方式中选择具有代表性的系统运行方式进行整定值计算并保证结果恰当合理，是继电保护整定值计算人员和继电保护整定值计算软件编制人员面临的新任务。
本文针对传统选择方法的缺点提出了一种基于耦合度的选择方法。此方法可以缩小运行方式的选择范围，解决了继电保护整定值计算中运行方式的选择问题。只有对继电保护的定值确定正确性，才能使其准确动作的发挥自身的技术性。在整定计算中，各种不同的继电保护原理都被要求满足运行方式的选择和灵敏性，所以要经过分析选择作为计算依据的运行方式。在实际的运行中电网的运行方式是多样的，而在整定计算各故障电流时使用的运行方式会比实际中的要极端，所以整定计算中，运行方式的选择缺乏全面性及合理性。
1 运行方式的分析
经过对实际的电网中运行方式和整定计算时选择的运行方式进行研究得出，整定计算采用的运行方式可以分为电网的供电方式、厂站大小的方式以及设备检修。
电网的供电方式指无需考虑厂站中设备的运行情况，只在意输电线路在电网中的运行情况。因为电网的供电方式不分大小，对缩小运行方式起到关键性作用。环网运行型的电网中的供电方式是指线路的停用;分区运行型的电网中的供电方式是指高电压等级为低电压等级的供电，而分区运行型的电网普遍是开环运行，即厂站的某一刻只由一个高电压等级供电，不同的高电压等级供电就有不一样的供电方式。
厂站大小方式指无需考虑进线和出线运行情况，只在意变电所、发电厂的内部设备的大小运行方式。设置大运行方式是把所有的设备运行，外接的电源和变压器接地方式也都按最大方式运行，如果只有一台主变接地，可以选择小的零序阻抗接地。反之，设置小运行方式是停运部分设备，如果有两台主变，停运大的，外接的电源和变压器接地方式也都按最小方式运行，小的电源停运，选择大的零序阻抗接地。
电网的供电方式和厂站大小方式即构成了电网中的各种实际运行方式，但因为整定计算使用的电气量是通过极端方式得到的，所以在普遍的运行方式下应再按一定的规则检修掉一些设备。缩小计算的范围，增加计算的可靠性。
2 运行方式选择的方法
采用合理的编制程序，通过计算机把各种运行方式结果组合出来，从中选取适合的运行方式，这样不仅会提高整定的工作效率，还可以提升保护装置的性能。从理论方面来讲，整定的线路包含n个元件时，运行可能方式有C■■+C■■种。尽管计算机高速，但数目惊人，工作量大。根据实践的经验总结，某些元件变更运行方式对故障电流仅有很小的影响，可以在整定计算中忽略。因此，选取影响较大的、排除较小的运行方式，可以保证整定计算的可信度。而判定运行方式对故障电流的影响依据是关键。
2.1 建立模型。建立节点阻抗矩阵模型对运行方式进行分析。因节点矩阵模型在计算过程中的节点是直接截取并重复性高，计算便捷。在整定计算中还应考虑到投入支路及断开后的相邻支路的系统参数的计算。网络节点矩阵会随着电力系统中的结构变更而变化，处理此种变化的方法有：第一，直接修复节点网络矩阵，再根据新节点网络的方程计算所需的电路。第二，用补偿和局部修正节点网络矩阵，再计算变化后的网络情况。而对改变一般的线路运行方式可以采用支路的追加进行修正。
计算电力系统网络的方程是：U=Z*I，Z表示n阶方阵。在网络节点i和j间追加支路，阻抗矩阵为Z’，各个元素都会随之产生变化。依据支路追加计算方法，若计算中断开一条支路，则追加同值的负阻抗支路进行处理。即断开支路是R+jx，追加同值的负阻为-R-jx。如果电力网络中的Lij线路断开，矩阵Z变成Z’，追加的阻抗支路为Zij，而Z中各元素均有变化。
2.2 运行方式的变化对故障电流造成的影响。运行方式的变化对零序电流的定值影响大，使整定计算的配合困难。当电力网络的元件运行发生变化，阻抗矩阵也随之从Z变成Z’，假设发生两相接地故障产生零序电流，分析零序电流在支路中的分量大小。则任意一个节点的零序分量为：UI（0）=Zif（0）・If（0），而任意支路的零序分量为：Iij（0）=■=■・I■，U是故障处电压，由阻抗矩阵与源节点的电流得出。从式中可以看出，当运行方式有变化时，即某一条线路的断开会使阻抗矩阵中的各元素产生变化，并使等值阻抗也发生变化，最终引起支路的零序电流分量的变化。
2.3 提出耦合度。耦合度是指保护元件和各元件间相关程度的量。以上分析得知，电流的变化是由阻抗发生变化引起的，而阻抗矩阵中各元素对电流的大小变化所起作用不同。如果阻抗代替电流变化元素，计算电流变化的过程就变成了计算阻抗变化，而阻抗变化可以由阻抗矩阵中得出，计算过程就简单了。自阻抗是在短路电流的计算中重要的量，与零序电流的变化基本一致。所以称保护元件与各元件之间的耦合关系程度为耦合度，耦合度的值为0-1，越大表示越强的耦合关系。其他元件改变运行方式时对保护的线路产生的短路电流影响大小也可用耦合度表示，越大表示耦合度强，小表示耦合度弱。这种方法的判断只需要原始阻抗矩阵中的元素，在整定计算时，可以先确定耦合度再选择运行方式。也可以列出运行方式的总数，按耦合度大小依次运行。这种操作既简单又实用，避免了计算的复杂化。 3 实现运行方式选择的步骤
3.1 运行方式选择的内容。通过耦合度分析，保护元件和其他元件间的关系程度衡量以p表示，设定阀值为a，当p大于a时，就需要参与投入或者断开的组合运行方式;当p小于a时，该元件可以不参与运行方式组合。如要控制元件数目，可设定限值N，依据分析，把p按大小列出，选大的元件。确定参与的元件，即集合A，此集合内参与运行方式的元件对故障电流的影响大，需考虑到运行方式在许可范围内的变化。
另外运行方式的组合原则还应遵守：第一，保护端的相邻节点应进入集合A;第二，某些元件不能停运的，即便在集合A中，也不考虑变化运行方式;第三，某些元件停运会影响其他的运行，即便不在集合A中，也应考虑变化运行方式;第四，按运行部门的规定最大最小的参与运行方式组合，不具体到机组和变压器。
3.2 运行方式选择的流程。运行方式的过程有：第一，分析保护元件和各元件间的耦合度;第二，按网络状况确定阀值a和N的大小，以获得A;第三，修正A，确定其适合的运行方式。计算步骤为：发现故障点-确定耦合度-根据p、N得出A-修正元件-选择运行方式-计算出整定计算参数。对结果进行比较，选取最终的参数，记录适应的运行方式。
4 结束语
本文探讨了继电保护整定计算中运行方式的选择分析，提出了耦合度的运行方式选择方法。降低了整定计算的复杂化，缩小了运行方式的范围，从而提高整定计算结果的准确性。