采用先進軟件進行保護整定計算管理的必要性

谷春香+鄒曉杰+韋勇

摘 要：本文介紹一種采用面向對象技術和數據庫技術，基于保護裝置整定值的繼電保護計算、管理及仿真系統的軟件。此軟件具有通用行和實用性，提高了電力系統繼電保護運行管理水平。

關鍵詞：繼電保護；整定值；功能

筆者在雞西電業局從事繼電保護整定計算工作，十余年來經歷了整定值采用手動、常規軟件及目前先進的智能建模軟件三個階段。其中智能建模軟件相對來說具有無法比擬的優點，建議復雜電網、供電區較大的部門使用此軟件，以減少工作量、提高準確率、提高工作效率。

1、繼電保護整定值手動計算及以往常規整定計算軟件缺點

1.1繼電保護整定值手動計算缺點

工作量大、準確率低、工作效率低：繼電保護整定計算工作，與系統運行方式、設備參數、電網接線方式、有著密切關系，其中某一部分發生改變，都需要重新計算保護定值并校驗靈敏度。由于采用手工繪圖、計算，在工作當中難免出現參數計算錯誤、誤整定現象，需要另一人的嚴格審核后才能下發執行。即便這樣，有些時候也難免出線錯誤，降低了工作的可靠性。

1.2常規整定計算軟件缺點

1.2.1建模方法落后整定計算系統的建模模塊采用“手工建模”，建模時間長，容易出錯。

“手工建模”相關元件（如母線、刀閘、開關、變壓器、配電線路）都要一一手工建立并連接，建模復雜、工作效率低。圖形當中經常存在懸空、孤立、重疊元件，但由于沒有糾錯應用部分，查找這些錯誤非常困難。經常會出現查找某個錯誤，浪費了大量的工作時間。

1.2.2參數計算時間長容易死機

由于當今電網規模龐大，模塊圖形面積大，在對新增設備進行整定計算前需要先重新計算整定參數，在此計算參數過程中耗費時間長，而且不允許對電腦進行其它操作，在等待計算參數過程中也會經常死機。

1.2.3系統仿真功能不健全

只能單一模擬線路故障或線路開關拒動。不具備模擬變壓器保護、帶方向的保護拒動或誤動。

1.2.4整定計算原則配置不全

缺少對新型、新原理的保護整定計算的選項原則。

1.2.5功能單一

只能進行故障計算和整定計算，結果以表格形式輸出，不能自動生成定值單。

2、現代先進整定計算軟件功能及優點

具有分層建模、自動建模、建模校驗、自動跟隨、圖形漫游、圖形駕馭倉、自動綁定、參數標識、批量配置、歷史圖形記憶、歷史數據記憶等強大功能。

2.1圖形分層功能

圖形分層功能，第一層只顯示變電站和線路，地二層顯示站內展示圖，對規模龐大的電網來說圖形面積有效減少幾十倍，電網結構一目了然，電網數據保存在一個界面內，系統真正實現了電腦一體化管理，一體化維護。

2.2智能繪圖功能

根據人工智能理論，形成了“智能繪圖”功能生成典型變電站，能完成絕大部分系統圖形，非典型變電站提供模板功能，同時也保留手工建模功能。

添加典型變電站時，只要填寫幾個特征數字，站內圖形自動繪制，元件類型、元件大小、元件位置、元件電壓等自動生成，不必逐個元件手工添加，不必人工定義各元件連接關系，系統自動進行電網拓撲分析，實現分層建模的“圖模庫一體化”技術，建模效率提高幾十倍。

2.3建模校驗功能

采用科學合理的判據自動校驗全網的錯誤模型，并能指出它的具體位置，具有錯誤定位功能，糾錯改錯即時完成。

2.4自動跟隨功能

為圖形建模帶來極大安全和便利。

2.5圖形漫游功能

圖形導航、圖形定點拉伸、放大、定點收縮功能，圖形定點移動功能。

2.6圖形駕駛倉功能

大量系統操作在圖形上即可完成，避免查詢海量數據庫，避免人工挑選海量數據，減輕維護系統的工作壓力。主要有1）基于圖形駕駛倉的方式定義功能2）基于圖形駕駛倉的短路支路選擇功能3）基于圖形駕駛倉的電流、電壓顯示功能4）基于圖形駕駛倉的保護批量配置功能等

2.7自動綁定功能

減少人工誤操作機會、避免圖形存儲混亂。

2.8方式繼承功能

添加方式時可以繼承其它方式，能最大限度地減少工作量，同時圖形駕馭倉支持方式定義功能，使得方式定義非常方便快捷靈活。

2.9故障計算功能

任意設置故障點位置、運行方式、故障類型、可計算出全網的各種電氣量的有名值或標幺值—電壓、電流、序分量。

2.10整定計算功能

自動計算全網保護整定計算所需的整定參數，包括短路電流、分支系數、等值阻抗、并入庫保存、含方式描述。

提供自動、手動兩種整定方法。可整定10KV低壓饋線、變壓器、線路、電容器、母線等所有保護整定計算，并自動生成計算書。

采用專家系統技術，實現裝置級整定，適應各類裝置型號的整定計算；整定結果準確、整定原則嚴格遵守國網標準及南網標準，原則庫豐富嚴謹，且結合眾多專家、眾多的確多年的寶貴現場經驗。

2.11定值仿真校核功能

仿真功能是一個專家系統，整定人員選擇相應的擬檢驗功能后，系統自動進行全面仿真，可逐條按照時間順序以動畫形式演示動作過程，并形成保護啟動和動作結果列表。根據保護定值信息和一次系統仿真出來的結果，具有較好的逼真度，可以用于保護整定結果和已有保護定值的校核。

運用整定計算系統來模擬電力系統故障，根據保護的動作行為，對保護定值的正確性進行驗證，檢驗了保護定值上下級配合是否合理，從而減少定值配合失誤帶來的各種事故，充分發揮繼電保護裝置性能，保證電網安全穩定運行。

2..12定值單模板功能

可根據不同的保護類型、型號制定出多種模板，在整定計算時定值單可根據模板自動生成、自動從數據庫讀取整定結果填入相應定值單。

2..13計算書自動生成功能

每段保護整定計算都能自動生成書寫規范、獨立完整的計算書，方便查看瀏覽，為整定人員進行人工干預整定過程、分析整定結果、提升保護性能進而有效防止誤整定提供強有力的書面依據。

2..14歷史工程管理功能

電網結構變化時，本系統能夠完整地保存各歷史數據，所有歷史質料，為整定管理工作提供方便。避免系統結構變化后再查看歷史計算書時沒有對應的一系列歷史數據，無法檢查歷史的整定計算、整定方案是否準確可靠。

結論：現代的、先進的整定計算軟件系統基于Windows操作系統、VBA技術應用、C/S結構平臺，采用了當今先進成熟計算方法和軟件技術，為繼電保護專業提供了一個強大的計算管理工作平臺，可極大地提高繼電保護整定工作的自動化水平和管理水平。滿足了現代日趨復雜電網、大電網整定計算的需求，達到了減少工作量、提高準確度、科學系統管理的目的。

作者簡介：

谷春香（1975年），女，黑龍江雞西本科，高級工程師，研究方向為繼電保護整定計算。