繼電保護整定計算及定值仿真系統

王鑫

【摘 ?要】定值整定計算系統及定值管理系統的開發應用使定值整定計算及定值單的管理實現了質的飛躍。實現了整定計算資料、整定計算過程及定值單的網絡化管理，極大地提高了整定計算及定值管理水平，從而進一步提高了繼電保護專業管理水平。本文就當前繼電保護整定計算及定值管理進行深入探究，以供參考。

【關鍵詞】繼電保護;整定計算;定值管理

1繼電保護整定計算現狀

繼電保護關乎到能否在最短時間內將故障帶來的損失降到最低，從而達到維護供電設備運行狀況與供電區域用電安全的目的。繼電保護與其定值整定有極大關系，但目前大多數的發電廠仍然采用人工或半人工方式進行整定，且存在套用歷史整定值或同行單位整定值的情況，所以加強對繼電保護整定計算的軟件開發進而完善定值管理體系是我們務必討論的課題。

2繼電保護整定計算功能

2.1基礎數據錄入

基礎數據的錄入就是所謂的建模。目前推薦的方式是使用圖形化建模方式。對于設備來說，除了錄入一次、二次參數外，對應于每種保護類型，還應該選擇相應的整定原則，并按照優先級進行人為排序。這種排序對于電網結構不太規范的地區電網來說是非常重要的。另一個需要重視的問題就是繼電保護整定計算軟件與其他已經推廣使用的相關軟件的接口問題。如果能順利接口，不僅實現了資源共享，也大大減少了重復勞動，同時操作時只要切換界面，不必另外啟動程序，將極大方便使用者。

2.2故障計算功能

故障計算功能應該包括兩大內容，一是為整定計算而進行的故障計算，二是為校驗定值或驗證保護動作行為而進行的特定條件下的定點計算。對后一種計算功能而言，是比較容易實現的。對于前一種計算而言，顯得相對復雜，筆者想重點闡述。為定值整定而進行的故障計算，目的是為了求得極限值即最大、最小值，以實現定值整定時躲開外部故障及保證靈敏度等要求。這種計算是一個比較的過程。理論上來說，應該將可能的方式全部計算一次，從中比較出極限值。大量的運算對計算機而言應該都不是問題，問題在于如何確定“可能的運行方式”。地區電網發展到今天，結構已經比較復雜，再加上合環布線、開環運行的發展趨勢，使整個電網的運行方式非常靈活多變。對于每一個110KV變電站而言，一般都至少存在兩個供電電源互為備用，那么，排列組合下來，一個擁有10個以上110KV變電站規模的地區電網（這非常常見）的“可能的運行方式”的數量就非?？捎^了。在程序處理上應將計算方式首先分支為大小兩種方式，將地區內部運行方式的變化作為這兩種方式的二級方式處理?？梢栽诰W絡建模時，對每一個變電站的110KV及220KV出線進行設置，哪些是終端線哪些是聯絡線進行標記。終端線不參與特殊方式的組合，只需考慮檢修與否即可;聯絡線開關需進一步標明與哪些開關配伍為主備用關系，參與到特殊方式的排列組合中，實現各種特殊方式的自動計算。在計算結果的提供上，至少要按照大小順序提供4個極限值供選擇，每一個極限值所對應的運行方式應進行詳細描述。此外，故障計算還應當包括各種等值計算、分支系數計算等功能。

2.3保護定值的整定

保護定值的整定過程可以說是整個軟件的關鍵部分，前面的建模、故障計算等都只是鋪墊，為定值整定做前期準備。在地區電網的實際工作中，新投產設備的定值整定計算工作量不大，最繁瑣的是由于系統新設備投產引起的相關定值核算。由于繼電保護定值整定是一項系統工程，因此，這種核算經常是范圍廣、頻率高。鑒于保護定值整定的不確定性，整個過程完全實現自動化還不太現實，應當把目標確定為最大限度地減少重復勞動。大部分設備的整定原則及取舍方式在第一次計算時一旦確定，只要系統結構不發生大的變動，基本上在此后的核算中是不需要改變的。整定計算的第一步就是正確選擇故障量。軟件可以提供自動選擇及手動選擇兩種方式，自動選擇是從所有故障計算的極限值中自動按大小順序取值，手動選擇應該要記憶住該極限值所對應的方式，以便在下次計算時自動取值。

3定值管理系統的應用分析

3.1定值單的生成

定值單生成模塊主要完成與整定計算程序的接口，在定義好定值單模板內容和樣式、規定了保護裝置的定值項計算方法以后，利用整定計算程序進行原理級計算，然后裝置級計算模塊根據具體保護型號查找到對應的定值單模板，根據模板內容定義層設定的定值項計算原則進行計算，最后定值單生成模塊根據模板樣式層定義的格式和數據關聯層定義的位置關系生成相應的定值單。此外，定值單生成模塊還提供了手動生成功能。為減少用戶工作量，提供從相同型號保護裝置拷貝或從同裝置正在執行定值單更新整張定值單，再修改個別信息，以及將同型號2張定值單對比，拷貝1行或多行定值的措施，大大方便用戶的手工錄入。

3.2定值單的流轉管理

3.2.1定值單流轉過程中的消息處理

在定值單的流轉過程中，每個用戶都可以看作是一個獨立的移動對象，系統為各個移動對象提供消息通信是一個很重要的服務。系統設計了用戶消息處理模塊，在一張定值單的提交審核、審核通過或返回修改、申請收回或執行等一系列流轉過程中，消息處理模塊將自動生成相應的消息給對應的用戶，當該用戶登錄系統時，消息處理模塊將自動檢索對應消息，彈出提示信息對話框，直到用戶完成相應操作，消息處理模塊才自動刪除相應消息。從而對各用戶所要完成的工作給予明確的提示，大大提高工作效率。

3.2.2系統安全和責任機制

系統為了嚴謹、方便地定義用戶的操作權限，從整體和定值單流轉工作的內在邏輯出發，將用戶在定值單流轉過程中的權限分為瀏覽、錄入、審核、執行、作廢監護5種;而為了方便系統管理員管理用戶和電力設備信息，系統還設置了用戶管理和系統代碼維護權限。此外，系統還采用電子簽名技術記錄整定和審核人信息，以及采用備忘錄的方式提供定值單的錄入、審核、修改、執行的情況記錄查詢，包括何時由何人修改或審核時建議修改定值和控制字的詳細信息。電子簽名和備忘錄由系統自動生成，不允許任何用戶修改，從而方便事故責任的確認。

4總結

繼電保護裝置是保證電網安全運行、保護電氣設備的主要裝置，是組成電力系統不可分割的重要部分。保護定值計算不當或不正確動作，必將引起事故或使事故擴大，損壞電氣設備，甚至造成整個電力系統崩潰瓦解，因此繼電保護整定計算方案十分重要，繼電保護工作人員應盡可能的按照實際情況及整定規程，合理安排整定方案，確保保護正確動作。

參考文獻：

[1]李江華.繼電保護整定計算云數據中心的研究及應用[D].華北電力大學，2013.

[2]王蓉.繼電保護整定計算及定值管理系統設計[J].低碳世界，2015（36）：79-80.

[3]孫玉寧.計算機軟件技術在繼電保護整定計算和管理中的應用[J].華東科技：學術版，2013（6）：210.

（作者單位：國網山西省電力公司呂梁供電公司）