继电保护整定计算系统的构建与应用研究

黄 昀 殷栢辉

(广东电网有限责任公司河源供电局，广东河源 517000）

继电保护整定计算系统的构建与应用研究

黄 昀 殷栢辉

(广东电网有限责任公司河源供电局，广东河源 517000）

分析了传统电网继电保护整定计算系统存在的问题，介绍了继电保护整定计算通用平台的优点，详细探讨了RCM Base2000平台软件对继电保护系统中存在问题的解决方案及线路保护整定计算平台方案的设定。

继电保护；整定计算；通用平台

0 引言

继电保护是通过继电器对电力系统及其元件进行保护，同时用来防范电力运行过程中的事故的一种自动化措施，继电保护整定对电力系统的正常运转起到了很大的促进作用。随着我国现代化建设步伐的加快，无论城市还是广大的农村地区，对电力的需求量都越来越大，使得现代电网的发展和电力系统的运行面临着更大的压力。而继电保护整定工作人员的工作量增大不仅影响工作效率，还容易因工作上的失误造成巨大的损失。现在一些继电保护整定计算都是配合一些软件进行的，而基于继电保护整定计算通用平台开发出的继电保护整定计算支持平台系统，则通过电网参数计算、配合定值计算等对各电压等级网络的线路和元件保护的定值进行整定，方便工作人员依据该系统使计算更准确可靠、电力系统的管理更规范。

1 传统电网继电保护整定计算系统存在的问题

1.1 系统功能的职能程度有限

继电保护整定工作比较复杂，整定人员必须通过反复且周密的计算才能将故障情况清晰地总结出来。为了减少工作人员的任务量，计算整定软件系统被设计出来，然而这些系统之间的模块联系却很少，不仅没有减轻工作人员的任务量，反而让他们的工作陷入困境。

1.2 系统维护工作沉重

一个比较大的电网结构中电力系统组成复杂多样，各种继电保护装置随着电网的不断扩张而增加，给整个整定计算系统带来了巨大的维护压力，使得维护人员面临着两难的困境:如果要保障系统功能。则需要对整定计算系统反复进行大量的维护和修改，任务量非常大；如果不进行维护，就会影响整定计算系统运行的可靠性与安全性。

1.3 系统不具有普适性

目前很多电网中运用的整定计算系统都是根据各个电厂自身特点建立的，难以适应其他电厂的需求。系统根据实践操作形成的数据库，也对其他电厂不具有参考价值。此外，随着电网的发展，这些原有的整定计算系统必须进行改进，否则对本电厂的运行也会带来安全隐患，更限制了系统的影响力。

2 继电保护整定计算通用平台的优点

继电保护整定计算通用平台与传统的整定计算系统相比有着突出的优点，其不仅在图像建模功能、整定计算功能、故障分析功能和数据管理功能方面有更深入的发展，而且还新增了故障计算控制功能和保护动作的仿真功能。

在图像建模方面它提供了相对完善的图形编辑和管理功能，用户可以非常快速地绘制和修改拓扑接线图，增强了用户与平台的交互能力。在数据管理方面提供了用户自行设计数据库结构的界面，在实际的工作中用户通过增减或更名字段，加强了数据的管理功能。在整定计算方面提供了自动和人工两种计算模式，可以根据情况的需要自行选择计算模式，甚至还可以将自动与人工两种计算方法较好地结合起来，进行那些比较疑难的定值计算。在故障分析方面除了能够准确分析故障产生的原因，还新增了故障计算控制功能，能够对故障产生的原因进行控制，用户可以对各种电网的计算条件进行预先设置，由此得出一系列计算条件的综合分析结果。而保护动作的仿真功能是通过设置故障的类型、保护动作开启或关闭，计算安装点的电气量并与正常值进行比较，来考察线路上下两级是否发生了动作行为。

3 继电保护整定计算支持平台系统的建立及应用

本文借助RCM Base2000平台软件来实现继电保护通用平台的整定计算功能。

3.1 RCM Base2000平台软件对继电保护系统中存在问题的解决方案

3.1.1 拓展了计算系统的功能

该平台软件新增了自动零序短路容量的计算，改变了传统只限于正序短路容量计算的功能，使得正序和零序的系统参数能够进行核对；增加自动端口值阻抗的计算，可以对不同的系统展开综合的阻抗归算，突破了只对本端口主变阻抗的等值计算；新增的参数输出形式多样，将主变和线路等通过表格表现出来，根据需要选择输出的项目，使记录的参数非常容易归档与核对。不仅提高了整定计算的能力，即便出现问题维修起来也比较方便，同时也减少了工作人员的任务量。

3.1.2 扩大了计算系统的使用范围

该平台软件是针对现行的继电保护整定计算中存在的问题，公开研发的集故障计算、拓扑捕获以及图形支持等多功能于一体的计算程序。它通过脚本语言的形式如VBA、VBScript、JavaScript等实现，难度非常低，一般的工作人员都可以接受，不仅具有很广的普适性，而且非常容易上手。

3.2 线路保护整定计算平台方案的设定

继电保护整定计算平台系统示意图如图1所示。

图1 继电保护整定计算平台系统示意图

以A站#1开关保护为主要研究对象:

(1）在接地、相间距离Ⅰ段中，全线电抗可以有75%的部分得到整定。

(2）在电流经过接地、相间距离Ⅱ、Ⅲ段时，B站和C站的厂站方式发生轮变，线路是N-1，而C站#4处的开关轮断，与此同时B站变压器中低压侧的母线不会伸出来。

(3）当电流经过接地、相间距离Ⅱ段处的时间在1.5 s以内时，可能处在避免振荡闭锁时间，到Ⅲ段的时间会在2～3 s之间徘徊。其配合的公式为ZⅡ=(ZL+K·ZⅠ）·K可靠，其中K可靠的值为0.85。

(4）此时零序电流Ⅰ段不必发挥作用。

(5）在零序电流的Ⅱ、Ⅲ段，当与相邻线高频保护段相配合时，B站和C站的厂站方式发生变化，线路是N-1，但不要将C站#4处的开关断掉，同时不伸出B站变压器中低压侧的母线，这时计算的时间应固定在0.7 s。当配合相邻线路零序电流后备段时，同样B站和C站的厂站方式都发生了变化，线路仍是N-1，并且可以考虑将C站#4的开关断掉，但是B站变压器中低压侧的母线不伸出，计算的时间要在与零序电流后备段配合的时候。

(6）对零序电流的Ⅳ段应采用同一个固定值，而固定值可以选择在40 s的时候，电流为300 A。

通过这些计算方案的设定与实际操作，可以使电网继电保护的整定计算更加精确、快速并且方便，管理起来也更加容易。目前已在调度、运方等部门得到了广泛的应用，不仅为其他程序的开发节省了大量的精力和时间，还为继电保护以及故障录波信息处理系统提供了完整的、必需的数据支撑，大大提高了继电保护整定计算和运行的管理水平。

4 结语

随着我国经济的发展和社会的进步，各行业对电力的需求量不断增大，而电力运行的故障问题时常出现，给人们正常的生产生活带来了很大的压力和挑战。而电厂的继电保护装置非常多样，增加了继电保护整定人员的工作量，给电力系统的维护带来了很大的困难。通过研究传统的继电保护整定计算系统存在的问题，找出问题产生的原因，得出“省、地一体化继电保护整定计算系统”能够较好地解决这些问题，适应现代电网安全生产和管理的要求。

[1]李蓉.谈电网中的继电保护整定计算应用[J].城市建设理论研究:电子版，2011(23）

[2]邓丰强，吕飞鹏，张向亮，等.面向对象的电网继电保护整定计算管理系统[J].华北电力大学学报:自然科学版，2012(4）

[3]丁正芳.探讨继电保护整定计算系统的应用及其发展[J].科技与企业，2014(1）

2014-09-15

黄昀(1987—），女，广东河源人，助理工程师，研究方向:电网继电保护。