繼電保護定值在線核對系統(tǒng)設(shè)計

蒙 亮 朱 林 陳金富

（1.廣西電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，南寧 530023；2.華中科技大學(xué)，武漢 430074）

目前，繼電保護部門一般采用專用的繼電保護整定計算軟件來計算保護裝置的定值，然后生成保護定值單，經(jīng)過審核、批準(zhǔn)再下發(fā)到各個廠站，由現(xiàn)場人員執(zhí)行。雖然國內(nèi)部分網(wǎng)省局已經(jīng)在調(diào)度中心繼電保護部門內(nèi)部，實現(xiàn)了定值單的生成、審核、批準(zhǔn)等操作的電子化流轉(zhuǎn)，但是當(dāng)定值單在繼保處內(nèi)部流轉(zhuǎn)的流程結(jié)束后，待執(zhí)行的定值單仍然必須打印出紙質(zhì)版本，再由現(xiàn)場工作人員手工錄入各項保護定值。這種工作模式不可避免的存在以下問題：

1）定值單下發(fā)和執(zhí)行過程涉及諸多人工操作環(huán)節(jié)，當(dāng)錄入大量數(shù)據(jù)時，可能出現(xiàn)輸錯定值，因而難以保證定值信息的準(zhǔn)確性。

2）調(diào)度中心不能直接管理保護裝置內(nèi)部實際運行的定值，所以一旦有現(xiàn)場工作人員輸錯定值的情況，調(diào)度中心很難迅速發(fā)現(xiàn)并修正，使得電力系統(tǒng)存在安全隱患。

3）定值核對工作需人工完成，定期組織進行的定值核對難以覆蓋每一套保護裝置。

近年來，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)迅猛發(fā)展，以及繼電保護故障信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，可以方便地利用故障信息系統(tǒng)獲取繼電保護裝置的實際運行定值，為實現(xiàn)繼電保護定值的自動核對提供了技術(shù)條件。利用故障信息系統(tǒng)獲取繼電保護裝置的現(xiàn)場運行定值，再通過廣西電網(wǎng)保護定值單網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)獲取下發(fā)的正式定值，基于這兩系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)開發(fā)完成的廣西電網(wǎng)繼電保護定值在線核對系統(tǒng)，可實現(xiàn)實際運行定值與下發(fā)定值的自動核對，從而確保繼電保護裝置運行定值的正確性，提高繼電保護的運行管理水平，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1 保護定值在線核對系統(tǒng)構(gòu)架

繼電保護定值在線核對系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖 1所示。由整定計算系統(tǒng)生成定值單，并將計算定值信息存入整定計算用數(shù)據(jù)庫，對應(yīng)的定值單狀態(tài)為“錄入”。廣西電網(wǎng)目前所采用的定值單管理系統(tǒng)從整定計算用數(shù)據(jù)庫中讀取定值單進行流轉(zhuǎn)，待定值單現(xiàn)場執(zhí)行完畢后，定值單管理系統(tǒng)將對應(yīng)的定值單狀態(tài)改為“已執(zhí)行”，定值在線核對系統(tǒng)將從已執(zhí)行的定值單中獲取待校核的計算定值。

圖1 定值在線核對系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

此外，定值在線核對系統(tǒng)通過保護故障信息系統(tǒng)獲取相應(yīng)的運行定值。由于整定計算系統(tǒng)位于電力二次安全防護的III區(qū)，而保護故障信息系統(tǒng)位于I區(qū)，需要通過專門的安全隔離裝置進行隔離，定值在線核對系統(tǒng)與保護故障信息系統(tǒng)之間的信息交互采用文本方式。核對過程中首先由在故障信息系統(tǒng)工作站自動召喚現(xiàn)場保護裝置的運行定值，之后再利用定值在線核對系統(tǒng)進行定值核對。定值在線核對系統(tǒng)始終將最近召喚的運行定值文件作為待核對的運行定值。

2 定值在線核對方法及其實現(xiàn)

繼電保護定值在線核對的核心思想就是通過獲取相對應(yīng)的實時運行定值和下發(fā)的計算定值進行比較，但在實際操作上仍有一些關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決。例如：建立電子化定值庫，將目前以紙質(zhì)文檔形式存放和流轉(zhuǎn)的定值單轉(zhuǎn)變成電子化定值單，是實現(xiàn)自動定值核對的基本前提；定值單生成、批準(zhǔn)到執(zhí)行需要一定的時間，計算定值的獲取需要依靠定值單流轉(zhuǎn)情況的反饋信息；整定計算系統(tǒng)與保護故障信息系統(tǒng)中的定值項名稱存在較多的不一致，需解析運行定值信息和計算定值信息的命名規(guī)則，才能進行匹配和核對。

2.1 計算定值與運行定值的獲取

計算定值的獲?。簩⑻幱谝褕?zhí)行狀態(tài)的定值單作為待校核的計算定值。定值核對系統(tǒng)與定值單管理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫進行接口，兩個系統(tǒng)共同操作一張數(shù)據(jù)表，定值單管理系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中取出新生成、待流轉(zhuǎn)的定值單，待定值單流轉(zhuǎn)完畢后，將數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)定值單的狀態(tài)置為“已執(zhí)行”，定值核對系統(tǒng)將處于“已執(zhí)行”狀態(tài)的定值單作為待核對的計算定值。

運行定值的獲?。憾ㄖ岛藢ο到y(tǒng)與定值單管理系統(tǒng)通過定值文件進行接口，由保護故障信息系統(tǒng)工作站自動召喚需要核對的運行定值，故障信息系統(tǒng)將這些運行定值以 txt文本的方式按照樹形目錄進行存儲，并將整個文件共享，定值核對系統(tǒng)將從共享文件夾中獲取待核對的運行定值。

2.2 計算定值與運行定值文件的匹配

為便于計算定值文件和運行定值文件的匹配，整定計算系統(tǒng)和保護故障信息系統(tǒng)中的定值文件采用相似的目錄結(jié)構(gòu)進行存儲。例如，整定計算系統(tǒng)中的計算定值文件采用“調(diào)度單位→廠站→一次設(shè)備→保護裝置型號及定值單編號”的樹形目錄結(jié)構(gòu)進行存儲，如圖2（a）所示；故障信息系統(tǒng)獲取的運行定值文件采用“調(diào)度單位→廠站→一次設(shè)備→保護裝置型號→運行定值”的樹形目錄結(jié)構(gòu)進行存儲，如圖2（b）所示。

圖2 整定計算系統(tǒng)和故障信息系統(tǒng)中的定值文件存儲

此外，在進行定值文件的匹配之前，還需要調(diào)度單位、廠站、一次設(shè)備名稱進行規(guī)范化處理，主要的規(guī)范化處理方式如表1所示。為實現(xiàn)調(diào)度單位及廠站名稱的匹配，采用中心詞的匹配方法，即刪除調(diào)度單位名稱中的“供電公司”、“供電局”、“超高壓局”以及廠站名稱中的“火電廠”、“水電廠”、“電廠”、“站”、“廠”、“變”等非中心詞，僅依靠“百色”、“南寧”、“紅花”等中心詞進行匹配。為實現(xiàn)一次設(shè)備名稱的匹配，一次設(shè)備名稱中的字母IV表示的I線、II線、III線、IV線，羅馬數(shù)字表達的Ⅰ線、Ⅱ線、Ⅲ線、Ⅳ線，以及甲線、乙線、丙線、丁線等，均規(guī)范化為1、2、3、4等。

表1 調(diào)度單位、廠站、一次設(shè)備名稱的規(guī)范化

2.3 定值項名稱的匹配

類似于調(diào)度單位、廠站、一次設(shè)備名稱的匹配過程，定值項名稱的匹配也采用先規(guī)范化再匹配的方式，主要的規(guī)范化處理方式見表2。

表2 定值項名稱的規(guī)范化

2.4 定值項的核對

定值項的核對分為兩類：16進制形式的控制字定值（****H）和普通定值。對于16進制形式的控制字定值，采用先規(guī)范化再核對的方法。例如，將末尾的字符“H”去掉，將*、**、***形式規(guī)范化為000*、00**、0***形式，再進行字符串比較，若不一致，則認(rèn)為是錯誤定值；對于普通定值，若計算定值和運行定值均存在，且都為數(shù)字，則比較兩者的偏差是否大于一定的閥值（目前設(shè)置為5%），是則為錯誤定值，否則認(rèn)為是正確定值。

按照上述核對方法，定值項的核對結(jié)果見表3所示。

表3 定值項核對結(jié)果

定值單校核結(jié)果顯示如圖3所示，包括定值序號、定值項代碼、定值項名稱、下發(fā)定值、現(xiàn)場運行定值、單位、整定范圍和備注等。

若為錯誤定值，下發(fā)定值和現(xiàn)場運行定值所在欄用綠色背景和黃色字體標(biāo)注，同時在備注欄中說明定值核對結(jié)果；若為未匹配定值或保信未獲取的定值，下發(fā)定值和現(xiàn)場運行定值用淺色背景和黑色字體標(biāo)注；若為由現(xiàn)場整定的定值，則用深色背景和白色字體進行標(biāo)注。

圖3 定值項核對結(jié)果的顯示

2.5 定值核對的報告

定值在線核對可分別實現(xiàn)單張定值單與批量定值單的核對。單張定值單核對的報告，如圖4所示，包括本張定值單核對結(jié)果的統(tǒng)計信息，如定值總數(shù)、錯誤定值數(shù)、保信系統(tǒng)未獲取的定值數(shù)、未能匹配的定值數(shù)和由現(xiàn)場整定的定值數(shù)，以及核對結(jié)果詳情，如定值項序號、定值項名稱、計算定值、運行定值等。

批量定值單核對的報告，如圖5所示，包括本次批量定值核對的結(jié)果統(tǒng)計，包括核對的定值單總數(shù)、錯誤定值單數(shù)、可疑定值單數(shù)、未匹配的定值單數(shù)等，以及每一張定值單中定值項的核對詳情。

圖4 保存的單張定值核對結(jié)果

圖5 保存的批量定值核對結(jié)果

3 結(jié)論

繼電保護定值在線核對系統(tǒng)通過與保護故障信息系統(tǒng)接口，獲取保護裝置的實時運行定值；與定值單管理系統(tǒng)進行通信，獲取待核對的計算定值；通過解析運行定值信息和計算定值信息的命名規(guī)則，并進行匹配和核對，從而首次實現(xiàn)了電網(wǎng)220kV系統(tǒng)計算定值與運行定值的在線自動核對。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用進一步保證了現(xiàn)場保護裝置定值數(shù)據(jù)的正確性，提高了工作效率，對于提高繼電保護的運行管理水平和保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要的意義。

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