實用35kV變電站繼電保護整定計算系統開發

朱小倩 翟 爽 張 霖 田 野

（1.國網山東東營市東營區供電公司，山東 東營257000；2.國網山東省電力公司東營供電公司，山東 東營257091）

0 引言

配電網的電網結構簡單，整定計算相對容易，當前絕大部分配電網的繼電保護整定計算工作仍然采用手工方式［1］，而實際上，隨著配電網改造的進行，網架結構、保護配置和系統運行方式不斷發生變化，繼電保護定值整定和校驗任務日益加重，手工計算工作量大、耗時長［2－3］、計算效率低下成為影響繼電保護整定工作的一大因素。Office是目前最為流行的辦公軟件，Excel是其重要組成部分，它操作簡單，包含大量公式函數可以應用選擇，能方便地執行計算、分析信息并管理電子表格。因此，如能采用辦公軟件Excel進行配電網繼電保護整定和校驗，工作人員可快速掌握使用方法，大大提高工作效率。

1 參數計算

本文以山東地區某35kV變電站為例，介紹35kV變壓器保護整定方案。該變電站有兩臺主變，＃1主變容量為S1，額定電壓為U1／U2，短路阻抗為Ud1%；＃2主變容量為S2，額定電壓為U1／U2，短路阻抗為Ud2%。則＃1變壓器和＃2變壓器歸算到高壓側的變壓器阻抗分別為：

高壓側額定電流分別為：

已知上級變電站最大運行方式和最小運行方式下35kV母線系統阻抗分別為Zmax、Zmin，容量和電壓的基準值分別為SN、UN。35kV進線線路長度l0、電阻r0、電抗x0，該35kV變電站35kV母線系統阻抗為：

該變電站最大運行方式和最小運行方式下歸算到主變高壓側的10kV母線系統阻抗為：

由此可得出變壓器各側外部發生短路時最大運行方式下的三相短路電流、最小運行方式下的兩相短路電流：

該變電站最大運行方式和最小運行方式下歸算到主變低壓側的10kV母線系統阻抗為：

10kV出線線路長度l1、電阻r1、電抗x1，則線路阻抗為：

2 系統開發

基于上述計算思路，本文開發了基于Excel的實用35kV變電站保護整定計算系統，選取變壓器參數、上級母線系統阻抗、CT變比、線路參數為原始參數，通過公式編程實現額定電流、短路電流等基本參數計算，按照設定的整定方案編輯定值計算和校驗公式，實現數據自動處理和歸檔。

為便于查看，該系統分為兩個數據相關聯的工作表，分別進行35kV變壓器保護整定計算和10kV出線保護整定計算，計算樣表分別如圖1、圖2所示。工作人員只需輸入一次原始數據，便可根據計算結果和經驗適當取值。

3 系統功能

3.1 根據設定的整定方案進行整定計算和校驗

根據整定方案實現了對35kV變壓器保護、10kV線路保護的整定計算，同時實現了變壓器高后備保護靈敏度校驗，低后備保護與高后備保護、10kV出線速斷最大保護定值校驗。

3.2 短路電流計算

該系統提供了準確的短路電流計算功能。首先，可計算變壓器各側外部發生短路時最大運行方式下的三相短路電流、最小運行方式下的兩相短路電流；其次，可計算10kV線路末端最大短路電流。

3.3 數據整合與定值管理

該系統建立了一個參數齊全的配電網繼電保護整定計算數據庫，實現了設備參數、短路電流計算、保護計算及校驗、定值管理的整合，基本參數和計算結果一目了然，計算公式可靈活編輯，需重新計算保護定值時，只要根據實際情況對原始參數進行微調，操作簡單易行。

圖1 35 kV變壓器保護整定計算樣表

圖2 10 kV出線保護整定計算樣表

4 結語

本文建立的基于Excel的35kV變電站繼電保護整定計算系統，不僅簡化了工作流程，還實現了短路電流計算、基本參數歸檔、整定計算和定值校驗的整合，便于調整、修改和核對。該系統簡單易行、經濟高效，為廣大配電網繼電保護工作者提供了新的思路。

［1］鐘耀星.縣級電網繼電保護整定系統研制與應用［D］.南昌：南昌大學，2013.

［2］曾杰.基于C／S模式的配電網繼電保護整定系統的研究與開發［D］.武漢：華中科技大學，2004.

［3］周鼎.變壓器保護整定計算研究及系統開發［D］.武漢：華中科技大學，2006.