继电保护故障分析整定管理及仿真系统的应用探析

蒲晓瑛

成都电业局，四川省成都市 610000

对于电力系统而言，继电保护是重要的安全措施之一。因为继电保护装置它的选择性、灵敏性以及可靠性直接会关系到电网的运行安全。而衡量继电保护装置选择及灵敏性的一个重要指标就是继电保护的定值。因为继电保护正确合理的定值直接会关系到电力系统的安全运行，所以对于电力工程而言，继电保护定值的整定计算具有非常重要的意义。

1 引进新型继电保护整定计算软件的必要性

在还没有新型继电保护整定计算软件出现的时候，对于继电保护的整定计算主要还是依赖于人工手算，有时也会辅助于一些计算设备，但是因为实际工作当中会因为工作量大或者计算费时过长等等原因而造成最后的结果与实际结果的偏差较大。短路计算是继电保护整定计算工作中的前提和基础，早期的短路电流计算程序还是在DOS操作系统下完成的。这些软件在早期虽然被用到电流计算中，但是在实际工作当中它还存在着诸多的缺陷，这些缺陷主要突出表现在以下几个方面，功能、建模方法及管理数据库。

首先系统功能单一。因为该系统只能做好对于部分保护类型的定值计算或者是对故障进行计算，而对于继电保护专业管理的工作实际的功能发挥作用并不大。

其次该建模方法落后。该系统主要利用支路节点输入法，在进行支路节点输入时它对电网的支路及相关节点进行逐一的编号，再以数据文件形式输入，通过这种方式先将电网的原始模型构建出来。因为在实际操作过程中这种软件限制了电网的节点数，所以在网架结构复杂的趋势下很难跟上地区电网的发展速度和步伐。

最后该系统不具备完善的继电保护管理数据库。因为缺乏系统和完善的数据库信息所以很难实现电网继电保护生产管理工作的有效实施。为此，《继电保护故障分析整定管理及仿真系统》的开发为解决以上问题提供了新的思路，成为目前许多地区电网继电保护生产管理的有效工作平台。

2 继电保护故障分析整定管理及仿真系统的功能

在研发《继电保护故障分析整定管理及仿真系统》过程中，严格执行电网短路计算及整定计算规程，结合地区电网的结构特点及其运行要求，经过大量的运行调试，不断充实、修改和完善，经过几次程序升级，如今的软件系统已经趋于全面成熟。该系统基于Windows设计、基于数据库设计、基于图形化设计、采用了当今先进成熟的计算方法和软件技术，构成系统的主要模块如下图所示。

图1 构成系统的主要模块

构成继电保护故障分析整定管理及仿真系统由图形化建模故障分析、继电保护整定计算、图开化继电保护仿真校验以及继电保护设备数据库定值数据库四个主要模块组成。第一对于图形化建模故障的分析，因为该系统采用先进的故障分析程序，所以当用户进行故障分析时就会变得非常简便，可以在提供的有效图形环境里画出电网接线图。这样故障分析程序的结果将会自动生成并显示出来；第二对于继电保护整定计算。系统软件可以将电网线路上的图标进行整定然后将其配到电网相应位置上，通过自动整定或手动整定来实现整定计算。整定计算工作完成之后就可以输出完整的计算书；第三对于图形化继电保护仿真校验。在对继电保护装置动作进行仿真校验时先要设置对应的运行方式和故障类型。那么系统在这个过程中就可以调用故障模块来决定是否跳闸。除此之外该系统还可以实现对开关制动的模拟进行后备动作的保护行为；第四关于继电保护设备数据库及定值数据库。因为该系统软件具有优于其它的系统软件的优点，它拥有完备的继电保护装置数据库和保护定值数据库。所以实现了电网故障分析和整定计算与该系统数据库形成一个整体，突出了它的整体性。

3 继电保护故障分析整定管理及仿真系统的应用

为了加深对继电保护故障分析整定管理及仿真系统的认识，先要了解继电保护故障分析整定管理及仿真系统的应用，笔者结合实际工作经验对此进行了相关的应用总结。

3.1 继电保护故障分析整定管理及仿真系统为生产工作带来便利

继电保护故障分析整定管理及仿真系统为生产工作带来了诸多的便捷，主要体现在以下几个方面。其一它可以自动生成电网主线图、序网阻抗图以及继电保护配置图，这个功能加大了生产工作的工作效率；其二它可以使手动整定和自动整定变为现实，在整定工作完成之后还可以直接打出整定书，这样就可以实现定值的整定配合，大大减少了人员因素而造成的误差情况；其三它可以通过故障仿真功能检验保护动作行为；其四它还可以根据实际电网数据迅速地查电网的具体故障点，为后序工作的开展提供准确和有利的数据；其五在短路计算过程中可以设置多种运行方式并且还可以模拟多种故障类型，为故障分析提供更多的数据依据；其六该系统管理查询功能强大，查询功能为多种运行方式提供了方便。

3.2 继电保护故障分析整定管理及仿真系统在应用中不断地完善

为了使继电保护故障分析整定管理及仿真系统得到更加广泛的应用，所以还需要在不断应用过程中进行不断的完善，以实现创新思路和创新要求的目的。为此，笔者结合与其它研发人员进行的研发思考做了工作上的改进。主要包括以下几个方面，因为原来的窗口选择时灵活性不强所以实际操作起来不是非常的方便，而经过工作改进后绘图使用拉伸命令时增加窗口的灵活性；第二原来元件不能一次性实现复制到指定位置，而经过工作改进后在进行绘图时可以实现直接将元件复制到指定位置；第三早期由于字节数受限所以对运行方式的描述不能做到全面和具体，但经过后来工作改进增加字节后就可以呈现更多的运行方式描述，从而使得选用的运行方式更加清晰明白；其四对于网架结构复杂，变电站数量较多的地区电网，为了提高整定速度，缩短故障计算时间，可以将大电网分为多个区域块电网，每个区域块电网定义为一个独立的子网，利用网络等值参数对各个区域块电网进行等效连接，然后再进行故障计算及整定计算。

3.3 继电保护故障分析整定管理及仿真系统的改进建议

为了继电保护故障分析整定管理及仿真系统能够在实际工作得到更广泛的应用和普及，笔者对自己所在地区继电保护故障分析整定管理及仿真系统的改进工作提出了一些建议，希望同行可以相互借鉴。

其一增加了联络线两端继电保护装置相继动作时，校验保护定值灵敏度的功能；其二在自动整定功能下,若计算的线路零序Ⅳ段定值大于该线路Ⅲ段定值,则零序Ⅳ段定值应自动取为零序Ⅲ段定值；其三修改软件在故障查询及仿真校验时对电网故障过渡电阻的取值,使之计算的电网故障点更加准确；其四故障计算中,应增加查询主变中性点电流互感器中流过的零序电流,便于准确校核变压器零序电流保护灵敏度；其五线路零序Ⅳ段保护在与相邻主变高压侧(220 kV)零序最后段(零序Ⅲ段保护跳总出口)配时,不能选择高压侧零序Ⅲ段,只有中压侧零序电流可选,建议进一步完善。

4 结语

科技时代引领下使信息网络技术在电网生产和电网管理工作中得到广泛的应用，它的重要性也在电网工作中得到突显。而这些悄无声息的变化也正在推动着微机型继电保护装置的普及、故障信息系统的广泛应用以及综合自动化变电站的不断建立。对于继电保护故障分析整定管理以及仿真系统也已经在一些区域电网中得到广泛的应用。它的广泛应用不仅在继电保护整定计算工作效率上是一个很大的提高，而且它还为继电保护装置以及继电保护专业培训在线运行提供了新的模拟方法。总而言之，继电保护故障分析整定管理以及仿真系统既为继电保护专业信息资源共享提供更加良好的信息平台，又为继电保护专业管理工作提供了更加标准和规范化的路径。

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