一种继电保护参数管理及整定计算程序的运用

一种继电保护参数管理及整定计算程序的运用

沈寅辰

云南电网有限责任公司楚雄供电局 云南楚雄 675000

摘要：随着电网数字化转型的加快，利用计算机程序逐渐代替手工进行继电保护整定计算，把继电保护工作人员从费力繁琐的工作中解放出来，从而提高继电保护整定计算的效率，确保定值的准确可靠性是电网发展的趋势。

目前行业内的整定计算系统多数由复杂的图形化建模、大量复杂原则参数库以及多系统协同数据接口构成。对于地区电网需要简单快速的进行定值校核，短路电流计算等单一工作来说，适用性不足、学习成本很高。

本文结合地区电网工作实际，介绍了基于matchCAD的继电保护整定计算方式，在程序的一般功能基础上，从运行方式组合、保护定值配合、模块化整定计算等方面，对整定计算软件在实际工作中的运用进行了详细的探讨，给出了适应于地区电网保护整定计算的优化方案。

关键词：继电保护；整定计算；整定计算代码

0引言

继电保护装置是电力系统安全稳定运行的第一道防线。要确保继保装置的四性（即可靠性、选择性、灵敏性、速动性）所提出的要求，就要求在电网的任何运行方式下，快速、精准的计算出最优的保护定值，同时对不满运行方式的保护定值提出预警并揭示风险，这给继电保护整定人员提出了更高的要求。为了优化整定计算工具，达到实时计算、自动计算，结合地区电网工作实际，提出使用基于matchCAD的工程计算程序进行代码编程，根据实际需求编写代码、封装代码，利用模块化计算的思路对故障量计算部分数据进行处理，并建立相关故障数据的公式，提高故障计算、整定计算数据的运算速度和准确率，计算出故障数据的速度大大提升，节约计算时间与成本。

1设想与目标

日常工作中，地区电网继电保护整定人员面临保护装置型号繁多、整定计算原则繁杂、定值取值配合困难等难题。运用基于基于MathCAD系统下的数字化整定计算工具来规范和解决地区电网的整定计算流程的工作迫在眉睫。

MathCAD是一种交互式数值计算系统，它集编程，计算，显示，文档记录等功能于一体。整定计算人员在MathCAD系统的基础上，率先运用模块化的思维，实现基于组件技术的继电保护整定计算程序的构架方案和体系结构，同时通过MathCAD收存和备份系统阻抗、线路参数、一次设备铭牌等整定计算资料，利用超链接关联到相关文档资料，达到整定计算及资料管理的目的。

2主要功能

2.1整定计算参数的可视化管理

继电保护整定计算基础资料的收集与管理是整定计算中最重要的工作之一。在整定计算过程中，整定计算人员能直观正确的查看、参考和取用基础资料，有利于降低整定计算的错误率，大大提高专业人员的工作效率。

在MathCAD系统中，能将整定计算基础资料（扫描件、图片、出厂报告、会议纪要截图等）直接粘贴在整定计算稿中。利用可视化的特点，将抽象的数字资料以原始的多媒体资料呈现出来，不仅方便整定计算人、定值审核人的整定与审核工作，同时让整定计算稿成了整定计算参数可追溯的电子化管理系统。

图1，程序中的可视化参数管理

2.2原理级的继电保护整定计算

利用MathCAD程序实现了继电保护定值的原理级整定是整套计算系统的重要功能，在计算系统中，代码的编写是整套工作流程的核心。在代码编写过程中严格遵循了《3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程》和《某某地区电网10～110kV系统继电保护整定计算规程》规定，并将同类计算方式的整定代码按模块化编写，便于在整定不同装置定值的时候随时调用。

下面以阶段式过电流Ⅱ段保护整定计算代码为例，加以说明：

（1）过电流Ⅱ段保护

程序中的代码能调取已计算好的预备量故障电流进行自动取值，自动追踪各个保护设备之间的电流级差、时间级差大小关系以及层级关系，根据既定的整定方案和原则（电流保护、零序保护和逻辑保护等）进行定值的自动配合整定计算，最终根据各个计算方案的结果自动综合取值。

图2，过流保护整定计算代码

对于地区电网来说，电网一次网架错综复杂，运行方式灵活多变，电网的系统电源、线路长度及供电负荷情况都会产生不可预计变化。及时、快速、准确的校验保护定值是否满足运行要求是整定计算人员经常遇到的难题。利用MathCAD系统，重新编制保护定值灵敏度校验代码，通过在运的保护定值反向校核特殊供电方式下的极端故障电流灵敏度，对不满足灵敏度的定值予以提醒和校核。

2.4探索及扩展

使用MatchCAD程序，对复杂配网保护整定过程进行“编程式”固化，衍生不同接线、不同设备的整定计算模板，实现定值智能整定计算功能。

能对各类保护设备定值进行智能整定计算，自动获取关联设备数据、系统数据、整定原则。智能整定计算各个定值，实现全程自动化、智能化定值计算，大大减少人工计算工作量，提高安全生产管理水平，降低“误整定”风险。

3结束语

通过使用继电保护整定计算工具，为保护专业提供专业计算平台，构建完善电网保护整定计算管理及系统支撑体系，大大减少人工计算工作量，降低劳动强度，提升地区供电局继电保护工作的自动化水平及工作效率，提高定值单计算及生成的快速性和正确性，从而保障电网的安全稳定运行。实际应用表明，基于本文方案的整定计算工具的运用在推广与应用方面具有很高的经济价值和实用价值。

参考文献

【1】姜伶俐 电力系统继电保护技术的的现状与发展J.科技与创新，2019.3

【2】李火元 电力系统继电保护及自动装置[M]，中国电力出版社，2006年.53-98

【3】杨增力 输电线路接地距离保护整定计算方法，电力系统自动化，2006,69-73