电网继电保护整定计算和运行管理的探讨

林远兴

前言：在电力系统的整体工作中，电网的继电保护工作是重中之重，而整点计算又是电网继电保护的重中之重，因此可以说电网继电保护的整定计算是电力系统工作的重心。计算人员必须对电网运行中可能出现的各种故障进行详细周密的计算。但是在实际工作中，这种工程量巨大的计算工作通常由电子计算机完成，而计算的软件的性能如何也决定着计算结果的准确性，此次研究主要探讨当前电网继电保护正定运算的应用软件。

1、继电保护整定计算程序概述

目前，继电保护整定计算程序的设计都具有一定的针对性，或者是为了配合计算定值，或者是为了保护装置，如距离保护整定程序，这些程序设计的重点是为了保护算法。这些程序默认的装置程序认为，继电保护整定计算需要计算的定值和计算这些定值时所有涉及待的数据时可以确定的，而程序的保护装置的定值的算法则相对简单，但由于需要针对不同的保护装置进行不同的开发，这种配合定值的算法则相对复杂。从根本上来讲，配合定值的算法之所以复杂，其原因是无法确定具体的配合方法。配合方法一旦确定，配合定值的计算与保护装置定值的计算的过程基本是一致的。在目前的程序应用中，通常采用算法的复杂化或者算法的智能化实现对配合定值的计算。尽管目前对配合定值的计算取得一定成就，但是这种算法仅适用于特点的地区或者特定的电网或者特定的继电保护装置。如果想实现继电保护整定计算程序能够按照用户的需求设计具有针对性的保护装置的定值，则必须开发具有用户特征，或者用户自己开发的继电保护整定计算程序。另外，如果这种程序可以适用于不具有程序编程经验的用户，用户仅需要了解自己所需的定值的算法就可以得到自己想要的继电保护整定计算程序，将会大大推进程序的实用化进程和通用化进程。

2、继电保护整定计算程序

一个具有实用性和通用性的继电保护整定计算程序应该包括以下几个模块。

2.1网络拓扑结构管理模块。由于专业性质的限制，在继电保护整定计算的过程中，图形辅助是必不可少的内容，这就使得网络拓扑结构管理模式必须向图形化转变，而且这种转变已经得到广泛的确认和认可。网络拓扑结构图形化趋势可以将电力系统网络进行拓扑的简单化处理并向用户提供，此外还可以为用户提供一些管理工具和图形操作工具。通过同行操作系统，用户可以迅速实现对电力系统拓扑结构图的绘制、修改。另外，用户在完成图形的编辑后还可以实现系统参数的录入并进行保存。

2.2网络参数管理模块。该模块的主要功能是管理电力系统的设备的参数，如电阻参数、电抗参数等。另外，该模块还要管理配合定值，实现对中间结果的计算。为降低用户使用出错率，减少数据的损失，该模块也实现多样化的输入方式的并存，并保证数据的一致性。最后，该模块还具有数据检查、数据导入、数据导出、数据检索、报表等功能。

2.3故障计算模块。任何程序都可能存在故障，为降低故障的发生率，因而故障计算模块就成为程序的重要组成部分。在继电保护整定计算程序中，故障计算模块承担着两方面的作用；首先是作为独立的功能模块，为整个程序提供故障分析；其次是作为整个程序的一部分，为整个程序进行整定计算。故障计算模块一般具有强大的故障处理能力，可以处理各种复杂的或者简单的故障，如单线接地、跨线障碍。另外，故障计算模块还可以自由制定故障点、自由识别故障类型。但是如果是作为整定计算的故障模块，由于需要大批量地处理相关故障数据，因此其模塊的设计要求相对较高。

2.4整定计算模块。该模块的主要功能是计算继电保护整定计算程序的保护装置所需的各种定值，计算完成后要形成定值通知单。根据功能进行分类，整定计算包括组合运行方式，计算阶段式保护配合，计算保护装置的定值和形成定值通知单几个部分。组合运行方式是继电保护整定计算程序的基础，是确保各种保护正常运行的主要方式。计算阶段式保护配合，计算保护装置的定值的计算过程和运算原理基本一致，仅是计算的定值有所不同。形成定值通知单是整定计算的最后过程，其主要目的是对定值所涉及到的人员进行定值的进行保护性更改，并对定值进行备份处理。整点计算模块的计算模式多采用自动计算模式，但是也可以采用人工计算方式。在一定情况下，为保障计算结果的准确性及可行性，可以采取两种计算方法相互配合的方式完成定值的计算。

2.5附加功能模块。该模块的主要作用是为用户提供一些附加的辅助功能，如形成抗阻图、定值计划书、数据的导入和数据的输出等。一般来讲，继电保护整定计算程序的用户分为两种，一种是最终用户，最终用户是程序所开发的功能的使用者；一种是开发用户，这类用户使用程序而创建其他的新的应用。因此，应该设定附加功能模块，满足不同的用户的需求。

3、基于继电保护整定计算程序的计算软件

基于继电保护整定计算程序，用户可以根据自己的实际需求开发适合自己的继电保护整定计算程序，这样就可以使继电保护整定计算程序的计算和管理满足各种不同的用户的需求。一般来讲，电保护整定计算程序的计算和管理的解决方案分为两个层次，即平台层和应用层，两种层次构成一种栈式结构，两层之间是一种单向的依赖关系，依赖循序为自上而下，不同层次的设计人员仅解决和关注自己层面出现的问题。平台层的职责是为应用层的计算工作和管理工作提供全方位的支持，因此平台层的设计人员均具有较强的计算机知识。应用层的设计人员均是程序的运行人员，具有丰富的工作经验，尽管其缺乏专业的计算机知识，但是在平台层及语法规则的有力支撑下，还是可以设计具有强大功能的软件。基于继电保护整定计算程序并的主要功能并不是仅仅计算保护定值，而是一个支持用户构建自己的继电保护整定计算程序的程序，这个程序应该可以满足通用性研究提出的各种问题，同时还应该满足实用性研究提出各种问题，用户可以在此基础上实现各自的定值计算和定值管理。

4、定值整定方案的设定

4.1接地、相间距离I段的设定：该定值整定的设定方式按照全部电网电抗的80%进行，即：ZzdI=0.8×Z1，其中T1=0S。如果电力系统的终端线路较粗，且保线路全长，并深入到负荷侧电力系统主变抗阻的1/8处，则：ZzdI=Z1+1/8×Zt，其中T1=0S。

4.2接地、相间距离Ⅱ段：如果保线路全线的灵敏度：K2m≥1.6，即：ZdzⅡ=K2m*Z1，T2≤0.5S。如果电力系统的终端线路较粗，且保线路全长，并深入到负荷侧电力系统主变抗阻的1/3处，即：ZzdⅡ=Z1+1/3×Zt，T2≤0.5S。

4.3接地、相间距离Щ段：躲线路的最大负荷电流为：

4.4零序电流I段：如果躲线路末端发生故障，则：I0I=Kk×305max，305max为线路末端故障时的最大零序电流，Kk=1.2。

4.5零序电流Ⅱ段：保证线末发生故障灵敏系数，即：Idz0II=305.min/Klm，T2≤0.5S（Klm≥1.3）。若按Klm=1.3计算出的定值不利于与上级线路或220kV变压器零序配合，可提高Klm。

5、结束语

在目前继电保护整定计算和管理工作中，其程序可以快速地实现整定计算，数据管理，并可以迅速、准确地完成电力系统电网参数的管理，实现保护装置的管理，实现保护定值的管理等。这些措施明显地提高了电力系统的整体运营水平，提高了整定人员的整体工作效率和工作能力，保证了电力系统电网生产的安全化和电网管理的现代化。

（作者单位：国网福建上杭供电公司）