继电保护定值在线核对系统设计

蒙 亮 朱 林 陈金富

（1.广西电网电力调度控制中心，南宁 530023；2.华中科技大学，武汉 430074）

目前，继电保护部门一般采用专用的继电保护整定计算软件来计算保护装置的定值，然后生成保护定值单，经过审核、批准再下发到各个厂站，由现场人员执行。虽然国内部分网省局已经在调度中心继电保护部门内部，实现了定值单的生成、审核、批准等操作的电子化流转，但是当定值单在继保处内部流转的流程结束后，待执行的定值单仍然必须打印出纸质版本，再由现场工作人员手工录入各项保护定值。这种工作模式不可避免的存在以下问题：

1）定值单下发和执行过程涉及诸多人工操作环节，当录入大量数据时，可能出现输错定值，因而难以保证定值信息的准确性。

2）调度中心不能直接管理保护装置内部实际运行的定值，所以一旦有现场工作人员输错定值的情况，调度中心很难迅速发现并修正，使得电力系统存在安全隐患。

3）定值核对工作需人工完成，定期组织进行的定值核对难以覆盖每一套保护装置。

近年来，网络通信技术迅猛发展，以及继电保护故障信息系统在电力系统中得到广泛应用，可以方便地利用故障信息系统获取继电保护装置的实际运行定值，为实现继电保护定值的自动核对提供了技术条件。利用故障信息系统获取继电保护装置的现场运行定值，再通过广西电网保护定值单网络管理系统获取下发的正式定值，基于这两系统提供的数据开发完成的广西电网继电保护定值在线核对系统，可实现实际运行定值与下发定值的自动核对，从而确保继电保护装置运行定值的正确性，提高继电保护的运行管理水平，保障电力系统的安全稳定运行。

1 保护定值在线核对系统构架

继电保护定值在线核对系统的总体结构如图 1所示。由整定计算系统生成定值单，并将计算定值信息存入整定计算用数据库，对应的定值单状态为“录入”。广西电网目前所采用的定值单管理系统从整定计算用数据库中读取定值单进行流转，待定值单现场执行完毕后，定值单管理系统将对应的定值单状态改为“已执行”，定值在线核对系统将从已执行的定值单中获取待校核的计算定值。

图1 定值在线核对系统总体结构

此外，定值在线核对系统通过保护故障信息系统获取相应的运行定值。由于整定计算系统位于电力二次安全防护的III区，而保护故障信息系统位于I区，需要通过专门的安全隔离装置进行隔离，定值在线核对系统与保护故障信息系统之间的信息交互采用文本方式。核对过程中首先由在故障信息系统工作站自动召唤现场保护装置的运行定值，之后再利用定值在线核对系统进行定值核对。定值在线核对系统始终将最近召唤的运行定值文件作为待核对的运行定值。

2 定值在线核对方法及其实现

继电保护定值在线核对的核心思想就是通过获取相对应的实时运行定值和下发的计算定值进行比较，但在实际操作上仍有一些关键技术问题需要解决。例如：建立电子化定值库，将目前以纸质文档形式存放和流转的定值单转变成电子化定值单，是实现自动定值核对的基本前提；定值单生成、批准到执行需要一定的时间，计算定值的获取需要依靠定值单流转情况的反馈信息；整定计算系统与保护故障信息系统中的定值项名称存在较多的不一致，需解析运行定值信息和计算定值信息的命名规则，才能进行匹配和核对。

2.1 计算定值与运行定值的获取

计算定值的获取：将处于已执行状态的定值单作为待校核的计算定值。定值核对系统与定值单管理系统通过数据库进行接口，两个系统共同操作一张数据表，定值单管理系统从数据库中取出新生成、待流转的定值单，待定值单流转完毕后，将数据库中对应定值单的状态置为“已执行”，定值核对系统将处于“已执行”状态的定值单作为待核对的计算定值。

运行定值的获取：定值核对系统与定值单管理系统通过定值文件进行接口，由保护故障信息系统工作站自动召唤需要核对的运行定值，故障信息系统将这些运行定值以 txt文本的方式按照树形目录进行存储，并将整个文件共享，定值核对系统将从共享文件夹中获取待核对的运行定值。

2.2 计算定值与运行定值文件的匹配

为便于计算定值文件和运行定值文件的匹配，整定计算系统和保护故障信息系统中的定值文件采用相似的目录结构进行存储。例如，整定计算系统中的计算定值文件采用“调度单位→厂站→一次设备→保护装置型号及定值单编号”的树形目录结构进行存储，如图2（a）所示；故障信息系统获取的运行定值文件采用“调度单位→厂站→一次设备→保护装置型号→运行定值”的树形目录结构进行存储，如图2（b）所示。

图2 整定计算系统和故障信息系统中的定值文件存储

此外，在进行定值文件的匹配之前，还需要调度单位、厂站、一次设备名称进行规范化处理，主要的规范化处理方式如表1所示。为实现调度单位及厂站名称的匹配，采用中心词的匹配方法，即删除调度单位名称中的“供电公司”、“供电局”、“超高压局”以及厂站名称中的“火电厂”、“水电厂”、“电厂”、“站”、“厂”、“变”等非中心词，仅依靠“百色”、“南宁”、“红花”等中心词进行匹配。为实现一次设备名称的匹配，一次设备名称中的字母IV表示的I线、II线、III线、IV线，罗马数字表达的Ⅰ线、Ⅱ线、Ⅲ线、Ⅳ线，以及甲线、乙线、丙线、丁线等，均规范化为1、2、3、4等。

表1 调度单位、厂站、一次设备名称的规范化

2.3 定值项名称的匹配

类似于调度单位、厂站、一次设备名称的匹配过程，定值项名称的匹配也采用先规范化再匹配的方式，主要的规范化处理方式见表2。

表2 定值项名称的规范化

2.4 定值项的核对

定值项的核对分为两类：16进制形式的控制字定值（****H）和普通定值。对于16进制形式的控制字定值，采用先规范化再核对的方法。例如，将末尾的字符“H”去掉，将*、**、***形式规范化为000*、00**、0***形式，再进行字符串比较，若不一致，则认为是错误定值；对于普通定值，若计算定值和运行定值均存在，且都为数字，则比较两者的偏差是否大于一定的阀值（目前设置为5%），是则为错误定值，否则认为是正确定值。

按照上述核对方法，定值项的核对结果见表3所示。

表3 定值项核对结果

定值单校核结果显示如图3所示，包括定值序号、定值项代码、定值项名称、下发定值、现场运行定值、单位、整定范围和备注等。

若为错误定值，下发定值和现场运行定值所在栏用绿色背景和黄色字体标注，同时在备注栏中说明定值核对结果；若为未匹配定值或保信未获取的定值，下发定值和现场运行定值用浅色背景和黑色字体标注；若为由现场整定的定值，则用深色背景和白色字体进行标注。

图3 定值项核对结果的显示

2.5 定值核对的报告

定值在线核对可分别实现单张定值单与批量定值单的核对。单张定值单核对的报告，如图4所示，包括本张定值单核对结果的统计信息，如定值总数、错误定值数、保信系统未获取的定值数、未能匹配的定值数和由现场整定的定值数，以及核对结果详情，如定值项序号、定值项名称、计算定值、运行定值等。

批量定值单核对的报告，如图5所示，包括本次批量定值核对的结果统计，包括核对的定值单总数、错误定值单数、可疑定值单数、未匹配的定值单数等，以及每一张定值单中定值项的核对详情。

图4 保存的单张定值核对结果

图5 保存的批量定值核对结果

3 结论

继电保护定值在线核对系统通过与保护故障信息系统接口，获取保护装置的实时运行定值；与定值单管理系统进行通信，获取待核对的计算定值；通过解析运行定值信息和计算定值信息的命名规则，并进行匹配和核对，从而首次实现了电网220kV系统计算定值与运行定值的在线自动核对。该系统的成功应用进一步保证了现场保护装置定值数据的正确性，提高了工作效率，对于提高继电保护的运行管理水平和保障电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。

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