继电保护整定计算及定值仿真系统

王鑫

【摘  要】定值整定计算系统及定值管理系统的开发应用使定值整定计算及定值单的管理实现了质的飞跃。实现了整定计算资料、整定计算过程及定值单的网络化管理，极大地提高了整定计算及定值管理水平，从而进一步提高了继电保护专业管理水平。本文就当前继电保护整定计算及定值管理进行深入探究，以供参考。

【关键词】继电保护;整定计算;定值管理

1继电保护整定计算现状

继电保护关乎到能否在最短时间内将故障带来的损失降到最低，从而达到维护供电设备运行状况与供电区域用电安全的目的。继电保护与其定值整定有极大关系，但目前大多数的发电厂仍然采用人工或半人工方式进行整定，且存在套用历史整定值或同行单位整定值的情况，所以加强对继电保护整定计算的软件开发进而完善定值管理体系是我们务必讨论的课题。

2继电保护整定计算功能

2.1基础数据录入

基础数据的录入就是所谓的建模。目前推荐的方式是使用图形化建模方式。对于设备来说，除了录入一次、二次参数外，对应于每种保护类型，还应该选择相应的整定原则，并按照优先级进行人为排序。这种排序对于电网结构不太规范的地区电网来说是非常重要的。另一个需要重视的问题就是继电保护整定计算软件与其他已经推广使用的相关软件的接口问题。如果能顺利接口，不仅实现了资源共享，也大大减少了重复劳动，同时操作时只要切换界面，不必另外启动程序，将极大方便使用者。

2.2故障计算功能

故障计算功能应该包括两大内容，一是为整定计算而进行的故障计算，二是为校验定值或验证保护动作行为而进行的特定条件下的定点计算。对后一种计算功能而言，是比较容易实现的。对于前一种计算而言，显得相对复杂，笔者想重点阐述。为定值整定而进行的故障计算，目的是为了求得极限值即最大、最小值，以实现定值整定时躲开外部故障及保证灵敏度等要求。这种计算是一个比较的过程。理论上来说，应该将可能的方式全部计算一次，从中比较出极限值。大量的运算对计算机而言应该都不是问题，问题在于如何确定“可能的运行方式”。地區电网发展到今天，结构已经比较复杂，再加上合环布线、开环运行的发展趋势，使整个电网的运行方式非常灵活多变。对于每一个110KV变电站而言，一般都至少存在两个供电电源互为备用，那么，排列组合下来，一个拥有10个以上110KV变电站规模的地区电网（这非常常见）的“可能的运行方式”的数量就非常可观了。在程序处理上应将计算方式首先分支为大小两种方式，将地区内部运行方式的变化作为这两种方式的二级方式处理。可以在网络建模时，对每一个变电站的110KV及220KV出线进行设置，哪些是终端线哪些是联络线进行标记。终端线不参与特殊方式的组合，只需考虑检修与否即可;联络线开关需进一步标明与哪些开关配伍为主备用关系，参与到特殊方式的排列组合中，实现各种特殊方式的自动计算。在计算结果的提供上，至少要按照大小顺序提供4个极限值供选择，每一个极限值所对应的运行方式应进行详细描述。此外，故障计算还应当包括各种等值计算、分支系数计算等功能。

2.3保护定值的整定

保护定值的整定过程可以说是整个软件的关键部分，前面的建模、故障计算等都只是铺垫，为定值整定做前期准备。在地区电网的实际工作中，新投产设备的定值整定计算工作量不大，最繁琐的是由于系统新设备投产引起的相关定值核算。由于继电保护定值整定是一项系统工程，因此，这种核算经常是范围广、频率高。鉴于保护定值整定的不确定性，整个过程完全实现自动化还不太现实，应当把目标确定为最大限度地减少重复劳动。大部分设备的整定原则及取舍方式在第一次计算时一旦确定，只要系统结构不发生大的变动，基本上在此后的核算中是不需要改变的。整定计算的第一步就是正确选择故障量。软件可以提供自动选择及手动选择两种方式，自动选择是从所有故障计算的极限值中自动按大小顺序取值，手动选择应该要记忆住该极限值所对应的方式，以便在下次计算时自动取值。

3定值管理系统的应用分析

3.1定值单的生成

定值单生成模块主要完成与整定计算程序的接口，在定义好定值单模板内容和样式、规定了保护装置的定值项计算方法以后，利用整定计算程序进行原理级计算，然后装置级计算模块根据具体保护型号查找到对应的定值单模板，根据模板内容定义层设定的定值项计算原则进行计算，最后定值单生成模块根据模板样式层定义的格式和数据关联层定义的位置关系生成相应的定值单。此外，定值单生成模块还提供了手动生成功能。为减少用户工作量，提供从相同型号保护装置拷贝或从同装置正在执行定值单更新整张定值单，再修改个别信息，以及将同型号2张定值单对比，拷贝1行或多行定值的措施，大大方便用户的手工录入。

3.2定值单的流转管理

3.2.1定值单流转过程中的消息处理

在定值单的流转过程中，每个用户都可以看作是一个独立的移动对象，系统为各个移动对象提供消息通信是一个很重要的服务。系统设计了用户消息处理模块，在一张定值单的提交审核、审核通过或返回修改、申请收回或执行等一系列流转过程中，消息处理模块将自动生成相应的消息给对应的用户，当该用户登录系统时，消息处理模块将自动检索对应消息，弹出提示信息对话框，直到用户完成相应操作，消息处理模块才自动删除相应消息。从而对各用户所要完成的工作给予明确的提示，大大提高工作效率。

3.2.2系统安全和责任机制

系统为了严谨、方便地定义用户的操作权限，从整体和定值单流转工作的内在逻辑出发，将用户在定值单流转过程中的权限分为浏览、录入、审核、执行、作废监护5种;而为了方便系统管理员管理用户和电力设备信息，系统还设置了用户管理和系统代码维护权限。此外，系统还采用电子签名技术记录整定和审核人信息，以及采用备忘录的方式提供定值单的录入、审核、修改、执行的情况记录查询，包括何时由何人修改或审核时建议修改定值和控制字的详细信息。电子签名和备忘录由系统自动生成，不允许任何用户修改，从而方便事故责任的确认。

4总结

继电保护装置是保证电网安全运行、保护电气设备的主要装置，是组成电力系统不可分割的重要部分。保护定值计算不当或不正确动作，必将引起事故或使事故扩大，损坏电气设备，甚至造成整个电力系统崩溃瓦解，因此继电保护整定计算方案十分重要，继电保护工作人员应尽可能的按照实际情况及整定规程，合理安排整定方案，确保保护正确动作。

参考文献：

[1]李江华.继电保护整定计算云数据中心的研究及应用[D].华北电力大学，2013.

[2]王蓉.继电保护整定计算及定值管理系统设计[J].低碳世界，2015（36）：79-80.

[3]孙玉宁.计算机软件技术在继电保护整定计算和管理中的应用[J].华东科技：学术版，2013（6）：210.

（作者单位：国网山西省电力公司吕梁供电公司）