繼電保護整定計算系統的構建與應用研究

黃 昀 殷栢輝

(廣東電網有限責任公司河源供電局，廣東河源 517000）

繼電保護整定計算系統的構建與應用研究

黃 昀 殷栢輝

(廣東電網有限責任公司河源供電局，廣東河源 517000）

分析了傳統電網繼電保護整定計算系統存在的問題，介紹了繼電保護整定計算通用平臺的優點，詳細探討了RCM Base2000平臺軟件對繼電保護系統中存在問題的解決方案及線路保護整定計算平臺方案的設定。

繼電保護；整定計算；通用平臺

0 引言

繼電保護是通過繼電器對電力系統及其元件進行保護，同時用來防范電力運行過程中的事故的一種自動化措施，繼電保護整定對電力系統的正常運轉起到了很大的促進作用。隨著我國現代化建設步伐的加快，無論城市還是廣大的農村地區，對電力的需求量都越來越大，使得現代電網的發展和電力系統的運行面臨著更大的壓力。而繼電保護整定工作人員的工作量增大不僅影響工作效率，還容易因工作上的失誤造成巨大的損失。現在一些繼電保護整定計算都是配合一些軟件進行的，而基于繼電保護整定計算通用平臺開發出的繼電保護整定計算支持平臺系統，則通過電網參數計算、配合定值計算等對各電壓等級網絡的線路和元件保護的定值進行整定，方便工作人員依據該系統使計算更準確可靠、電力系統的管理更規范。

1 傳統電網繼電保護整定計算系統存在的問題

1.1 系統功能的職能程度有限

繼電保護整定工作比較復雜，整定人員必須通過反復且周密的計算才能將故障情況清晰地總結出來。為了減少工作人員的任務量，計算整定軟件系統被設計出來，然而這些系統之間的模塊聯系卻很少，不僅沒有減輕工作人員的任務量，反而讓他們的工作陷入困境。

1.2 系統維護工作沉重

一個比較大的電網結構中電力系統組成復雜多樣，各種繼電保護裝置隨著電網的不斷擴張而增加，給整個整定計算系統帶來了巨大的維護壓力，使得維護人員面臨著兩難的困境:如果要保障系統功能。則需要對整定計算系統反復進行大量的維護和修改，任務量非常大；如果不進行維護，就會影響整定計算系統運行的可靠性與安全性。

1.3 系統不具有普適性

目前很多電網中運用的整定計算系統都是根據各個電廠自身特點建立的，難以適應其他電廠的需求。系統根據實踐操作形成的數據庫，也對其他電廠不具有參考價值。此外，隨著電網的發展，這些原有的整定計算系統必須進行改進，否則對本電廠的運行也會帶來安全隱患，更限制了系統的影響力。

2 繼電保護整定計算通用平臺的優點

繼電保護整定計算通用平臺與傳統的整定計算系統相比有著突出的優點，其不僅在圖像建模功能、整定計算功能、故障分析功能和數據管理功能方面有更深入的發展，而且還新增了故障計算控制功能和保護動作的仿真功能。

在圖像建模方面它提供了相對完善的圖形編輯和管理功能，用戶可以非常快速地繪制和修改拓撲接線圖，增強了用戶與平臺的交互能力。在數據管理方面提供了用戶自行設計數據庫結構的界面，在實際的工作中用戶通過增減或更名字段，加強了數據的管理功能。在整定計算方面提供了自動和人工兩種計算模式，可以根據情況的需要自行選擇計算模式，甚至還可以將自動與人工兩種計算方法較好地結合起來，進行那些比較疑難的定值計算。在故障分析方面除了能夠準確分析故障產生的原因，還新增了故障計算控制功能，能夠對故障產生的原因進行控制，用戶可以對各種電網的計算條件進行預先設置，由此得出一系列計算條件的綜合分析結果。而保護動作的仿真功能是通過設置故障的類型、保護動作開啟或關閉，計算安裝點的電氣量并與正常值進行比較，來考察線路上下兩級是否發生了動作行為。

3 繼電保護整定計算支持平臺系統的建立及應用

本文借助RCM Base2000平臺軟件來實現繼電保護通用平臺的整定計算功能。

3.1 RCM Base2000平臺軟件對繼電保護系統中存在問題的解決方案

3.1.1 拓展了計算系統的功能

該平臺軟件新增了自動零序短路容量的計算，改變了傳統只限于正序短路容量計算的功能，使得正序和零序的系統參數能夠進行核對；增加自動端口值阻抗的計算，可以對不同的系統展開綜合的阻抗歸算，突破了只對本端口主變阻抗的等值計算；新增的參數輸出形式多樣，將主變和線路等通過表格表現出來，根據需要選擇輸出的項目，使記錄的參數非常容易歸檔與核對。不僅提高了整定計算的能力，即便出現問題維修起來也比較方便，同時也減少了工作人員的任務量。

3.1.2 擴大了計算系統的使用范圍

該平臺軟件是針對現行的繼電保護整定計算中存在的問題，公開研發的集故障計算、拓撲捕獲以及圖形支持等多功能于一體的計算程序。它通過腳本語言的形式如VBA、VBScript、JavaScript等實現，難度非常低，一般的工作人員都可以接受，不僅具有很廣的普適性，而且非常容易上手。

3.2 線路保護整定計算平臺方案的設定

繼電保護整定計算平臺系統示意圖如圖1所示。

圖1 繼電保護整定計算平臺系統示意圖

以A站#1開關保護為主要研究對象:

(1）在接地、相間距離Ⅰ段中，全線電抗可以有75%的部分得到整定。

(2）在電流經過接地、相間距離Ⅱ、Ⅲ段時，B站和C站的廠站方式發生輪變，線路是N-1，而C站#4處的開關輪斷，與此同時B站變壓器中低壓側的母線不會伸出來。

(3）當電流經過接地、相間距離Ⅱ段處的時間在1.5 s以內時，可能處在避免振蕩閉鎖時間，到Ⅲ段的時間會在2～3 s之間徘徊。其配合的公式為ZⅡ=(ZL+K·ZⅠ）·K可靠，其中K可靠的值為0.85。

(4）此時零序電流Ⅰ段不必發揮作用。

(5）在零序電流的Ⅱ、Ⅲ段，當與相鄰線高頻保護段相配合時，B站和C站的廠站方式發生變化，線路是N-1，但不要將C站#4處的開關斷掉，同時不伸出B站變壓器中低壓側的母線，這時計算的時間應固定在0.7 s。當配合相鄰線路零序電流后備段時，同樣B站和C站的廠站方式都發生了變化，線路仍是N-1，并且可以考慮將C站#4的開關斷掉，但是B站變壓器中低壓側的母線不伸出，計算的時間要在與零序電流后備段配合的時候。

(6）對零序電流的Ⅳ段應采用同一個固定值，而固定值可以選擇在40 s的時候，電流為300 A。

通過這些計算方案的設定與實際操作，可以使電網繼電保護的整定計算更加精確、快速并且方便，管理起來也更加容易。目前已在調度、運方等部門得到了廣泛的應用，不僅為其他程序的開發節省了大量的精力和時間，還為繼電保護以及故障錄波信息處理系統提供了完整的、必需的數據支撐，大大提高了繼電保護整定計算和運行的管理水平。

4 結語

隨著我國經濟的發展和社會的進步，各行業對電力的需求量不斷增大，而電力運行的故障問題時常出現，給人們正常的生產生活帶來了很大的壓力和挑戰。而電廠的繼電保護裝置非常多樣，增加了繼電保護整定人員的工作量，給電力系統的維護帶來了很大的困難。通過研究傳統的繼電保護整定計算系統存在的問題，找出問題產生的原因，得出“省、地一體化繼電保護整定計算系統”能夠較好地解決這些問題，適應現代電網安全生產和管理的要求。

[1]李蓉.談電網中的繼電保護整定計算應用[J].城市建設理論研究:電子版，2011(23）

[2]鄧豐強，呂飛鵬，張向亮，等.面向對象的電網繼電保護整定計算管理系統[J].華北電力大學學報:自然科學版，2012(4）

[3]丁正芳.探討繼電保護整定計算系統的應用及其發展[J].科技與企業，2014(1）

2014-09-15

黃昀(1987—），女，廣東河源人，助理工程師，研究方向:電網繼電保護。