繼電保護整定計算軟件的適用性研究

吳娟　鄭廣領

摘要：電力能源是我國的戰(zhàn)略資源，電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行關(guān)系到企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)和居民的正常生活，所以繼電保護與整定工作的地位就凸顯出來。文章參考了國際上開發(fā)繼電保護與整定軟件的教訓和經(jīng)驗，通過文獻調(diào)研和實際研究從保護裝置定值、定值通知單、階段保護措施三個方面研究了繼電保護整定計算軟件的適用性問題。

關(guān)鍵詞：繼電保護；整定計算軟件；適用性；電力能源；電網(wǎng)系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）27-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.009

繼電保護整定計算軟件在通用性上還存在很多問題，地方電網(wǎng)在這一方面有著不同的應用方案，計算軟件設計開發(fā)的難度大、周期長、維護難度大、軟件操作性差。不同的人員工作習慣、方法、規(guī)則的適用性運用方法不同，這就導致了繼電保護的通用性大大減低，軟件設計開發(fā)人員未能充分考慮到不同的使用環(huán)境的差別和程序的傳承性的問題，大量的核心代碼未能得到共享和重復利用。

1 整定計算軟件的功能

該領域的軟件一般有四個功能：首先是網(wǎng)絡拓撲模塊，圖形化管理是網(wǎng)絡拓撲的主要趨勢，采用范圍廣，這種執(zhí)行操作界面通過圖像來指引，減少了用戶的操作難度，能夠通過軟件快速完成編輯、修改和繪圖，有非常便捷的人機交互系統(tǒng)。其次，故障管理模塊主要包括兩個功能：（1）可供整定計算機使用的整體模塊；（2）可供系統(tǒng)故障分析使用的功能，比如多重故障和接地故障等。但是只有該軟件具備了高速計算的能力才可以使計算整定的功能正常發(fā)揮。再次，網(wǎng)絡參數(shù)模塊，主要對電網(wǎng)參數(shù)進行設定，方便了用戶的輸入，減少了出錯率，所以網(wǎng)絡參數(shù)的設定應具有數(shù)據(jù)一致性和輸入方式多樣化的特點。最后，該軟件的整定計算模塊，整定計算模塊就是用來保護計算中的各項數(shù)據(jù)和定值，最后形成定值通知，按功能分，又包含定值通知單、保護定值、保護配合部分、組合和運行方式，其中運行和組合保證常規(guī)運行正確運算，現(xiàn)場操作人員的工作匯總和備份是靠定值通知單來完成。該軟件工作的正常模式為自動模式，只有極端情況下才會有人工配合完成。

2 繼電整定軟件適用性低的原因

2.1 電網(wǎng)機構(gòu)多樣化，運行方式變化大

各個地區(qū)的電網(wǎng)運行方式和特性不同，繼電保護的規(guī)格和類型不同，方案設計不一，從事整定計算的工程師具有不同的工作經(jīng)歷，采用不同的測量源，這些因素都在一定程度上影響了繼電保護和整定軟件的適用性，造成了繼電保護軟件的標準不統(tǒng)一、用戶適用度不高的問題。

2.2 參數(shù)不健全，兼容性差

目前繼電保護和整定軟件不能很好利用其各個板塊的參數(shù)管理，各個板塊的功能不能很好地結(jié)合，導致現(xiàn)有模塊不能很好地保持所有功能。另外，沒有發(fā)揮計算機網(wǎng)絡的優(yōu)勢，沒有注意到電網(wǎng)系統(tǒng)的復雜性，不同廠家的設備應用不能通用，用戶上手學習速度慢，設計出實用性和通用性都很好的電力保護系統(tǒng)才是現(xiàn)實中急需解決的問題。

3 整定計算的適應性研究

3.1 整定計算軟件適應性的基礎

繼電保護計算的通用性是指管理系統(tǒng)應該適應不同的電網(wǎng)系統(tǒng)，對不同的電氣設備都能起到不同的保護作用。對不同的檢測原理和不同結(jié)構(gòu)的保護設備進行保護，對不同的用戶習慣進行保護，要滿足上述要點，需要針對性地解決以下問題：（1）允許程序按照規(guī)定對電網(wǎng)的實際情況進行計算保護值；（2）可以計算不同保護設備的定值并進行計算這些設備定值需要的特定數(shù)據(jù)；（3）可以適應不同用戶的不同要求，允許用戶對設備運行范圍進行改動。

下列數(shù)據(jù)一般會在繼電保護中涉及較多：（1）關(guān)于電網(wǎng)一次的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運行模式、線路和電氣設備的運行參數(shù)，記憶電壓、電流互感器的變比；（2）關(guān)于配合定值的數(shù)據(jù)，如線路兩端設備的保護中間抗阻的時間及定值，接地抗阻設備的時間以及定值，零序電流的時間及定值；（3）關(guān)于繼電保護中配置的數(shù)據(jù)問題，繼電保護中保護設備的定值數(shù)據(jù)；（4）關(guān)于各項數(shù)據(jù)的特征描述。保護訂紙箱的級差、單位名稱等。除了這些特征外，還有與位置相關(guān)的特征，在位置特征中有關(guān)于每個電力系統(tǒng)的位置和相關(guān)設備的運行信息，在相同的設備中數(shù)據(jù)也應當是相同的，可以按照不同設備特性及數(shù)據(jù)類型的讓用戶實現(xiàn)自定義設定和擴展。

3.2 整定計算軟件適應性的途徑

繼電保護和整定的程序不僅要有合適的程序，還要有能處理繼電保護全國程序的工作能力，繼電保護工作過程復雜、環(huán)節(jié)多、難度大，系統(tǒng)信息的收集和再處理是不同步的，后續(xù)的保護和配合階段定值，故障分析，特性數(shù)據(jù)的管理，保護裝置的定值，定值管理和傳送，缺少哪一個環(huán)節(jié)都會受到很大影響。數(shù)據(jù)保護要保證一致性。數(shù)據(jù)采用要具有一定的一致性、安全性和繼承性。繼電保護中很多的數(shù)據(jù)都是動態(tài)變化和繼承的。用戶操作環(huán)境必須具有便捷性，繼電保護程序模塊可以采用內(nèi)嵌式的，多用圖形增強直觀感受，風格一致且穩(wěn)定，更容易為客戶學習和掌握。未來繼電保護和整定軟件的應用研發(fā)的重點有三個：

（1）網(wǎng)絡化的軟件系統(tǒng)，繼電保護整定的網(wǎng)絡化將大大提高電力系統(tǒng)的運行效率，減少運行錯誤；（2）電力整定的專家化，引入專家系統(tǒng)，讓高級系統(tǒng)知識集成到一個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中，計算機模擬出繼電整定人員的工作過程；（3）繼電保護整定的仿真化，通過對電網(wǎng)運行中錯誤和故障模擬進行收集信息制定修復措施，保證了軟件在實際運用中的連續(xù)性和可靠性。

3.3 整定計算軟件適應性的關(guān)鍵

不確定性在繼電保護中表現(xiàn)為運行方式、測量原理和各種保護設備的計算定值不同，所以在計算程序應用之前，關(guān)于計算的方法是待定的。雖然保護定值的計算待定，但是有一定的規(guī)律可以利用，表現(xiàn)在以下方面：遵循繼電保護整定和配合的基本原則，計算保護中的兩類配合：一個是配合定值；另一個是保護裝置定值。過程大致是相似的。從根本上講，要解決保護定值算法的通用問題，要定義一種用于繼電保護整定的計算機高級語言，把數(shù)據(jù)收集、故障分析、圖形整理和拓撲位置計算做成具有程序一樣的簡單命令，這樣用戶就可以輕松地根據(jù)自己的操作實際情況來編寫程序和設定算法、程序中含有可以解釋用戶算法的解釋器，實現(xiàn)保護定值的運算。專用的計算機語言可以和其他語言一樣，能夠進行流程控制和判斷。故障程序的分析必須滿足通用性的要求。

4 結(jié)語

繼電保護整定計算軟件是維護電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的重要組成部分，通過一整套運行良好的繼電保護和整定軟件可以實現(xiàn)降低運行成本、提高運行效率、保障運行安全的效果，對電力行業(yè)中電力保護整定工作人員是一個關(guān)鍵性的幫助。文章從運行方式、階段保護等方面做出了研究，提出了解決方案。優(yōu)點有以下四點：（1）該方案可以適用于不同的地區(qū)和不同的組合方法；（2）利用定義原則對整定計算中難以處理的程序進行精準判斷以適應不同地區(qū)的計算特點，保護了不同電網(wǎng)下的微機整定；（3）適應能力強，具備自定義功能，在新定義、新原理出現(xiàn)的時候可以自動適應；（4）使用人員依據(jù)自己的喜好設定定值通知，大大減少程序開發(fā)者的不必要的工作量，提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟和社會

效益。

參考文獻

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作者簡介：吳娟（1981-），女，河南周口人，國網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司工程師，研究方向：繼電保護。

（責任編輯：周 瓊）