電廠繼電保護(hù)整定計(jì)算及故障仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

劉麗萍 遼河油田電力集團(tuán) 遼寧省盤(pán)錦市 124022

電廠繼電保護(hù)整定計(jì)算及故障仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

劉麗萍 遼河油田電力集團(tuán) 遼寧省盤(pán)錦市 124022

繼電保護(hù)整定計(jì)算及故障仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，涵蓋了繼電保護(hù)整定計(jì)算及定值管理工作的全過(guò)程，切實(shí)解決了多年來(lái)保護(hù)定值計(jì)算中，過(guò)程繁雜、不易管理的問(wèn)題。其定值仿真功能更能提前發(fā)現(xiàn)定值是否正確、合理，還可以進(jìn)行電網(wǎng)實(shí)際故障模擬等工作。

The relay protection installation computation and the breakdown simulation system's development, has covered the relay protection installation computation and the definite value supervisory work entire process, has solved for many years to protect in earnestly the definite value computation, the process numerous and diverse, is not easy the question which manages.Its definite value simulation function can discover ahead of time the definite value is whether correct, is reasonable, but may also carry on work and so on electrical network actual fault simulation.

1 引言

由于電廠的運(yùn)行方式多種多樣，目前只能采用電廠最大、最小、檢修等幾種運(yùn)行方式來(lái)簡(jiǎn)單概括所有運(yùn)行方式的方法計(jì)算保護(hù)定值。而選擇合理的運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)保證繼電保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行以及充分發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的性能具有十分重要的作用。否則會(huì)保護(hù)范圍過(guò)大或過(guò)小，失配多,動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)等，嚴(yán)重影響了保護(hù)性能。另外，對(duì)于局部新設(shè)備的投產(chǎn)，一般只能進(jìn)行局部電網(wǎng)保護(hù)定值的整定計(jì)算。但目前的整定計(jì)算程序都不能很好地處理這些問(wèn)題。

由于整定計(jì)算出的定值無(wú)法通過(guò)實(shí)際故障來(lái)驗(yàn)證其選擇性和靈敏度，目前的整定計(jì)算程序只能校驗(yàn)保護(hù)定值的遠(yuǎn)、近后備的靈敏度。但當(dāng)保護(hù)范圍伸得較遠(yuǎn)時(shí)，與其他線路或電氣保護(hù)的配合關(guān)系則無(wú)法驗(yàn)證。

整定計(jì)算及管理工作內(nèi)容非常繁雜，并且責(zé)任重大，對(duì)安全性要求很高。目前，繼電保護(hù)定值整定計(jì)算程序，大多停留在整定計(jì)算工作全過(guò)程中的一個(gè)階段——整定計(jì)算階段，缺少整定計(jì)算過(guò)程中其他環(huán)節(jié)，如：參數(shù)、保護(hù)配置、保護(hù)定值、分析計(jì)算、各種保護(hù)裝置的定值計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析等的管理。

針對(duì)以上問(wèn)題，研制了一套以圖形建模方法為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算、管理及仿真系統(tǒng)。借助整定程序優(yōu)化電網(wǎng)各級(jí)繼電保護(hù)裝置的整定值，以實(shí)現(xiàn)不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及不同運(yùn)行方式下的最佳整定方案，最大限度發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的性能。通過(guò)靈活的電力系統(tǒng)故障仿真，實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)繼電保護(hù)定值的仿真校驗(yàn)，擺脫目前繼電保護(hù)裝置動(dòng)作行為只能在其動(dòng)作后才能判斷是否正確的被動(dòng)狀況，提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平和靈活性。

2 軟件的核心功能

2.1 圖形建模功能

可以通過(guò)選擇已定義好的線路和各種電氣設(shè)備的模塊，方便地繪制各種電氣元件，按提示菜單，方便地輸入各種參數(shù)，在繪制圖形時(shí)，可以任意縮放、旋轉(zhuǎn)、自動(dòng)捕捉、塊復(fù)制等功能，有效防止連接不良，提高建模速度。

2.2 網(wǎng)絡(luò)故障計(jì)算功能

本系統(tǒng)能自動(dòng)分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。建立了電網(wǎng)模型、輸入?yún)?shù)后，即可以進(jìn)行計(jì)算工作，省去了編制網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)、支路等繁雜工作。可以進(jìn)行簡(jiǎn)單故障、復(fù)雜故障、網(wǎng)絡(luò)等值、分支系數(shù)、助增系數(shù)、支路短路電流、各序電流、任意多個(gè)T接線、零序互感線路等的計(jì)算；靈活、方便地實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行方式；故障點(diǎn)、故障類型、過(guò)渡電阻大小等可以任意設(shè)定；計(jì)算可以自動(dòng)進(jìn)行，也可以通過(guò)對(duì)計(jì)算過(guò)程的控制，實(shí)現(xiàn)特殊要求時(shí)的計(jì)算工作。

2.3 序網(wǎng)圖自動(dòng)生成功能

能根據(jù)建立的一次電網(wǎng)模型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自動(dòng)生成各序網(wǎng)圖，并可以方便地查看或打印各序網(wǎng)圖，大大提高了工作效率。

2.4 優(yōu)化整定值功能

整定工程師的經(jīng)驗(yàn)是極為寶貴的財(cái)富，他們有時(shí)僅需調(diào)整一個(gè)定值，就可以使整個(gè)電網(wǎng)的保護(hù)定值非常合理。因此融入整定工程師的寶貴經(jīng)驗(yàn)，借助整定程序優(yōu)化電網(wǎng)各級(jí)繼電保護(hù)裝置的整定值是本系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)。

給予整定計(jì)算人員一定的編程權(quán)限，無(wú)疑是解決上述問(wèn)題的一種新思路，采用基本整定原則（如國(guó)標(biāo)）和滿足多種特殊要求的特殊原則（如各地的特殊要求）相結(jié)合的整定原則（各種整定原則可根據(jù)需要進(jìn)行選用），可以方便地對(duì)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行控制的方案，不但可以方便地融入整定工程師的寶貴經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化電網(wǎng)整定值，而且安全、可靠、方便、快捷。

另外，針對(duì)一次系統(tǒng)局部發(fā)生變化或者出現(xiàn)特殊運(yùn)行方式，采用限制電網(wǎng)保護(hù)定值變化區(qū)域，強(qiáng)制配合等手段，進(jìn)行局部電網(wǎng)的整定計(jì)算工作，防止發(fā)生失配現(xiàn)象，很好地解決了這類問(wèn)題。

2.5 保護(hù)的仿真功能

本系統(tǒng)解決了困擾整定計(jì)算工作多年的計(jì)算出的整定值在系統(tǒng)故障前無(wú)法驗(yàn)證其正確與否的問(wèn)題，同時(shí)可以進(jìn)行故障中繼電保護(hù)裝置動(dòng)作行為的分析和事故預(yù)想等。可以大幅度提高工作效率和工作質(zhì)量，為繼電保護(hù)工作提供了先進(jìn)的管理手段。

對(duì)已建成的一次網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)需要在母線或線路各處設(shè)置任意類型的故障，進(jìn)行保護(hù)定值仿真，對(duì)繼電保護(hù)的定值進(jìn)行校驗(yàn)，防止運(yùn)行中繼電保護(hù)定值失配及靈敏度不足等問(wèn)題。檢查仿真時(shí)可以設(shè)置搜索全網(wǎng)、也可以搜索本線路及上下兩級(jí)的保護(hù)動(dòng)作情況。

根據(jù)模擬故障的計(jì)算結(jié)果與繼電保護(hù)定值進(jìn)行比較來(lái)判斷繼電保護(hù)的動(dòng)作行為。可以對(duì)各種保護(hù)分別進(jìn)行判斷，若動(dòng)作條件滿足（包括動(dòng)作值及延時(shí)等，階段式、縱聯(lián)、重合閘等均可以模擬）則跳開(kāi)相應(yīng)的斷路器，并重新進(jìn)行故障計(jì)算，繼續(xù)搜索，直到故障切除。仿真定時(shí)器的間隔、仿真時(shí)間段的長(zhǎng)度以及故障存在的時(shí)間、過(guò)渡電阻、哪些開(kāi)關(guān)拒動(dòng)、誤動(dòng)等都可根據(jù)需要設(shè)置。當(dāng)仿真完成后，自動(dòng)生成完整的仿真報(bào)告，包括系統(tǒng)運(yùn)行方式、故障地點(diǎn)、故障類型、相別、各故障量、保護(hù)定值、動(dòng)作時(shí)間、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等，并能在電網(wǎng)一次結(jié)線圖上顯示保護(hù)、開(kāi)關(guān)的動(dòng)作情況。

調(diào)度員可根據(jù)事故預(yù)想方案，利用仿真系統(tǒng)在相應(yīng)的故障點(diǎn)處設(shè)置故障，了解保護(hù)裝置及斷路器在不同情況下的動(dòng)作情況，作為事故預(yù)想的根據(jù)，使事故預(yù)想的方案更符合實(shí)際。

2.6 管理功能

(1) 定值單的自動(dòng)生成功能

(2) 計(jì)算書(shū)自動(dòng)生成功能

(3) 定值單管理功能

(4) 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢功能

3 計(jì)算及仿真依據(jù)和原則

該軟件在計(jì)算及仿真過(guò)程中嚴(yán)格遵循DL/T 559-94《220～500 [KG*4]kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》,DL/T 584-95《3～110 [KG*4]kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》，結(jié)合我廠特點(diǎn)，確保了計(jì)算及仿真結(jié)果的正確性和實(shí)用性。

4 應(yīng)用情況

該系統(tǒng)于2009年10月在我廠開(kāi)始試用，從使用情況看，該系統(tǒng)思路新穎，界面友好，操作簡(jiǎn)便，方便靈活，功能齊全，性能穩(wěn)定，可擴(kuò)展性強(qiáng)，解決了整定計(jì)算工作中的許多實(shí)際問(wèn)題，有效地減輕了整個(gè)繼電保護(hù)整定計(jì)算工作的工作量。

5 結(jié)論

該軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，不僅將整定計(jì)算人員從繁重的手工勞動(dòng)中解放了出來(lái)，而且可以很好地融入整定工程師的寶貴經(jīng)驗(yàn)。這樣不僅大大提高了電網(wǎng)繼電保護(hù)整定值的可靠性，而且可以很方便地優(yōu)化保護(hù)定值。故障仿真的應(yīng)用更使繼電保護(hù)整定計(jì)算工作得到了進(jìn)一步升華，整定計(jì)算人員可以提前發(fā)現(xiàn)整定計(jì)算中的錯(cuò)誤，從而為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。代表了當(dāng)前繼電保護(hù)整定計(jì)算、管理及仿真技術(shù)的最新發(fā)展方向。標(biāo)志著已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)完成繼電保護(hù)整定計(jì)算的全過(guò)程——定值計(jì)算、定值優(yōu)化、定值仿真及各種管理工作，有效地促進(jìn)了電網(wǎng)安全生產(chǎn)和管理的現(xiàn)代化。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.03.023

劉麗萍,性別：女,學(xué)歷：大學(xué),現(xiàn)任職務(wù)：電氣專責(zé),職稱：工程師,單位：遼河油田電力集團(tuán),部門(mén)：生產(chǎn)技術(shù)部,專業(yè)：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

繼電保護(hù)；整定計(jì)算；定值仿真