林遠興

前言：在電力系統(tǒng)的整體工作中，電網(wǎng)的繼電保護工作是重中之重，而整點計算又是電網(wǎng)繼電保護的重中之重，因此可以說電網(wǎng)繼電保護的整定計算是電力系統(tǒng)工作的重心。計算人員必須對電網(wǎng)運行中可能出現(xiàn)的各種故障進行詳細周密的計算。但是在實際工作中，這種工程量巨大的計算工作通常由電子計算機完成，而計算的軟件的性能如何也決定著計算結(jié)果的準確性，此次研究主要探討當前電網(wǎng)繼電保護正定運算的應用軟件。

1、繼電保護整定計算程序概述

目前，繼電保護整定計算程序的設(shè)計都具有一定的針對性，或者是為了配合計算定值，或者是為了保護裝置，如距離保護整定程序，這些程序設(shè)計的重點是為了保護算法。這些程序默認的裝置程序認為，繼電保護整定計算需要計算的定值和計算這些定值時所有涉及待的數(shù)據(jù)時可以確定的，而程序的保護裝置的定值的算法則相對簡單，但由于需要針對不同的保護裝置進行不同的開發(fā)，這種配合定值的算法則相對復雜。從根本上來講，配合定值的算法之所以復雜，其原因是無法確定具體的配合方法。配合方法一旦確定，配合定值的計算與保護裝置定值的計算的過程基本是一致的。在目前的程序應用中，通常采用算法的復雜化或者算法的智能化實現(xiàn)對配合定值的計算。盡管目前對配合定值的計算取得一定成就，但是這種算法僅適用于特點的地區(qū)或者特定的電網(wǎng)或者特定的繼電保護裝置。如果想實現(xiàn)繼電保護整定計算程序能夠按照用戶的需求設(shè)計具有針對性的保護裝置的定值，則必須開發(fā)具有用戶特征，或者用戶自己開發(fā)的繼電保護整定計算程序。另外，如果這種程序可以適用于不具有程序編程經(jīng)驗的用戶，用戶僅需要了解自己所需的定值的算法就可以得到自己想要的繼電保護整定計算程序，將會大大推進程序的實用化進程和通用化進程。

2、繼電保護整定計算程序

一個具有實用性和通用性的繼電保護整定計算程序應該包括以下幾個模塊。

2.1網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)管理模塊。由于專業(yè)性質(zhì)的限制，在繼電保護整定計算的過程中，圖形輔助是必不可少的內(nèi)容，這就使得網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)管理模式必須向圖形化轉(zhuǎn)變，而且這種轉(zhuǎn)變已經(jīng)得到廣泛的確認和認可。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖形化趨勢可以將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡進行拓撲的簡單化處理并向用戶提供，此外還可以為用戶提供一些管理工具和圖形操作工具。通過同行操作系統(tǒng)，用戶可以迅速實現(xiàn)對電力系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖的繪制、修改。另外，用戶在完成圖形的編輯后還可以實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的錄入并進行保存。

2.2網(wǎng)絡參數(shù)管理模塊。該模塊的主要功能是管理電力系統(tǒng)的設(shè)備的參數(shù)，如電阻參數(shù)、電抗參數(shù)等。另外，該模塊還要管理配合定值，實現(xiàn)對中間結(jié)果的計算。為降低用戶使用出錯率，減少數(shù)據(jù)的損失，該模塊也實現(xiàn)多樣化的輸入方式的并存，并保證數(shù)據(jù)的一致性。最后，該模塊還具有數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)導出、數(shù)據(jù)檢索、報表等功能。

2.3故障計算模塊。任何程序都可能存在故障，為降低故障的發(fā)生率，因而故障計算模塊就成為程序的重要組成部分。在繼電保護整定計算程序中，故障計算模塊承擔著兩方面的作用；首先是作為獨立的功能模塊，為整個程序提供故障分析；其次是作為整個程序的一部分，為整個程序進行整定計算。故障計算模塊一般具有強大的故障處理能力，可以處理各種復雜的或者簡單的故障，如單線接地、跨線障礙。另外，故障計算模塊還可以自由制定故障點、自由識別故障類型。但是如果是作為整定計算的故障模塊，由于需要大批量地處理相關(guān)故障數(shù)據(jù)，因此其模塊的設(shè)計要求相對較高。

2.4整定計算模塊。該模塊的主要功能是計算繼電保護整定計算程序的保護裝置所需的各種定值，計算完成后要形成定值通知單。根據(jù)功能進行分類，整定計算包括組合運行方式，計算階段式保護配合，計算保護裝置的定值和形成定值通知單幾個部分。組合運行方式是繼電保護整定計算程序的基礎(chǔ)，是確保各種保護正常運行的主要方式。計算階段式保護配合，計算保護裝置的定值的計算過程和運算原理基本一致，僅是計算的定值有所不同。形成定值通知單是整定計算的最后過程，其主要目的是對定值所涉及到的人員進行定值的進行保護性更改，并對定值進行備份處理。整點計算模塊的計算模式多采用自動計算模式，但是也可以采用人工計算方式。在一定情況下，為保障計算結(jié)果的準確性及可行性，可以采取兩種計算方法相互配合的方式完成定值的計算。

2.5附加功能模塊。該模塊的主要作用是為用戶提供一些附加的輔助功能，如形成抗阻圖、定值計劃書、數(shù)據(jù)的導入和數(shù)據(jù)的輸出等。一般來講，繼電保護整定計算程序的用戶分為兩種，一種是最終用戶，最終用戶是程序所開發(fā)的功能的使用者；一種是開發(fā)用戶，這類用戶使用程序而創(chuàng)建其他的新的應用。因此，應該設(shè)定附加功能模塊，滿足不同的用戶的需求。

3、基于繼電保護整定計算程序的計算軟件

基于繼電保護整定計算程序，用戶可以根據(jù)自己的實際需求開發(fā)適合自己的繼電保護整定計算程序，這樣就可以使繼電保護整定計算程序的計算和管理滿足各種不同的用戶的需求。一般來講，電保護整定計算程序的計算和管理的解決方案分為兩個層次，即平臺層和應用層，兩種層次構(gòu)成一種棧式結(jié)構(gòu)，兩層之間是一種單向的依賴關(guān)系，依賴循序為自上而下，不同層次的設(shè)計人員僅解決和關(guān)注自己層面出現(xiàn)的問題。平臺層的職責是為應用層的計算工作和管理工作提供全方位的支持，因此平臺層的設(shè)計人員均具有較強的計算機知識。應用層的設(shè)計人員均是程序的運行人員，具有豐富的工作經(jīng)驗，盡管其缺乏專業(yè)的計算機知識，但是在平臺層及語法規(guī)則的有力支撐下，還是可以設(shè)計具有強大功能的軟件?；诶^電保護整定計算程序并的主要功能并不是僅僅計算保護定值，而是一個支持用戶構(gòu)建自己的繼電保護整定計算程序的程序，這個程序應該可以滿足通用性研究提出的各種問題，同時還應該滿足實用性研究提出各種問題，用戶可以在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)各自的定值計算和定值管理。

4、定值整定方案的設(shè)定

4.1接地、相間距離I段的設(shè)定：該定值整定的設(shè)定方式按照全部電網(wǎng)電抗的80%進行，即：ZzdI=0.8×Z1，其中T1=0S。如果電力系統(tǒng)的終端線路較粗，且保線路全長，并深入到負荷側(cè)電力系統(tǒng)主變抗阻的1/8處，則：ZzdI=Z1+1/8×Zt，其中T1=0S。

4.2接地、相間距離Ⅱ段：如果保線路全線的靈敏度：K2m≥1.6，即：ZdzⅡ=K2m*Z1，T2≤0.5S。如果電力系統(tǒng)的終端線路較粗，且保線路全長，并深入到負荷側(cè)電力系統(tǒng)主變抗阻的1/3處，即：ZzdⅡ=Z1+1/3×Zt，T2≤0.5S。

4.3接地、相間距離Щ段：躲線路的最大負荷電流為：

4.4零序電流I段：如果躲線路末端發(fā)生故障，則：I0I=Kk×305max，305max為線路末端故障時的最大零序電流，Kk=1.2。

4.5零序電流Ⅱ段：保證線末發(fā)生故障靈敏系數(shù)，即：Idz0II=305.min/Klm，T2≤0.5S（Klm≥1.3）。若按Klm=1.3計算出的定值不利于與上級線路或220kV變壓器零序配合，可提高Klm。

5、結(jié)束語

在目前繼電保護整定計算和管理工作中，其程序可以快速地實現(xiàn)整定計算，數(shù)據(jù)管理，并可以迅速、準確地完成電力系統(tǒng)電網(wǎng)參數(shù)的管理，實現(xiàn)保護裝置的管理，實現(xiàn)保護定值的管理等。這些措施明顯地提高了電力系統(tǒng)的整體運營水平，提高了整定人員的整體工作效率和工作能力，保證了電力系統(tǒng)電網(wǎng)生產(chǎn)的安全化和電網(wǎng)管理的現(xiàn)代化。

（作者單位：國網(wǎng)福建上杭供電公司）