发电厂短路电流及继电保护整定计算系统

发电厂短路电流及继电保护整定计算系统

陈锦

（国网羊湖发电公司）

摘要：本文先综述发电厂继电保护整定计算系统的研发历程，并根据发电厂设备的现状加以分析研究，并建设性的改进意见。同时介绍了发电厂短路电流及继电保护整定计算系统的设计概况和功能。最后为发电厂整定计算系统的发展方向提出了一些建议。

关键词：发电厂；现状分析；继电保护；整定计算

引言：能够保证发电厂正常运行的基础工作之一就是继电保护整定计算，正确规范的继电保护值可以防止事故的发生以及扩大。然而发电厂继电保护装置种类繁多、计算工作量大、细节繁琐。并且现在的发电厂大多都还是采用人工进行计算。对于工作人员来说就需要非常谨慎并且具备优秀的专业素质以及丰富的专业经验。但是当今社会计算机技术飞速发展，人工显然与之不适应。所以，为了减轻发电厂的继电保护整定工作人员的劳动强度，还为了跟上上时代的步伐。电厂短路电流及继电保护整定计算系统的开发优化迫在眉睫。本文希望通过介绍分析这一技术来提高整定人员的工作效率。

整定计算系统的研发历程

20世纪60年代以前，都是由人工进行继电保护整定计算工作。人工使用的主要工具是：计算尺、直流计算台等。计算量大，计算时间长，成了这一阶段整定计算工作的主要特点。

20世纪80年代以后，我国各网省局也开始与高校共同研制一些整定计算软件，并在电力系统内进行了一定程度的应用推广。通过实践证明，计算速度、定值的可靠性都可以通过计算整定技术进行提高。这一技术也能够防止人为因素的误整定，有助于充分发挥保护装置的效能，为电力系统安全生产运行提供了可靠的保证。

随着20世纪90年代开始的信息化革命，继电保护整定计算系统的研究工作中引入了互联网技术。基于Web技术的发电厂继电保护定值整定和信息管理系统的出现使得继电保护的整定计算工作不在局限于单机模式，可以多人多点协调工作；整定计算系统的功能不再向上个阶段只局限于计算，开始包含定值单管理等模块，也逐渐成为发电厂生产及管理自动化的一个组成部分。

21世纪后，智能科学的发展使得电力系统的运行有了更高的要求，发电厂整定计算系统为了减轻人工参与的程度不仅要完善计算功能，也开始侧重于通用性和智能性的研究。整定系统也开始引入多智能体技术、图形识别技术等。

发电厂短路电流及继电保护整定计算系统的设计思想

发电厂主设备复杂的保护配置使得不同电厂的配置差大，并且不同厂家生产的的保护装置在整定过程中也存在差异。为了不影响软件的通用性，不能对某个电厂对其所配置的保护进行整定。所以，为了实现软件的通用性并降低软件的开发成本，必须设计一种具有良好扩充性和通用性的电厂主设备保护整定软件。

新设计的系统强调的系统模块化特点和可视化特点使系统具有良好的扩充性和通用性。系统的模块化特点使内容更加容易扩充，更多的整定模块可以满足大多数的电厂用户的需要。系统可视化的特点可以通过图文的表达方式帮助用户理解整定原理。

发电厂短路电流及继电保护整定计算系统的系统功能

图形建模、故障计算、元件保护整定和数据库管理这四大部分组成了整定计算系统。它们之间相互联系相互依赖又分别有特定的任务。

图形建模

图形建模通过图形操作界面输入电力网络拓扑和网络参数，由计算机自动识别网络结构，并根据需要建立相应的电力系统网络数学模型。

在图形建模中，用户可以方便地使用工具箱中的工具修改电网结构；可以各元件的参数和人机对话界面；可以自动节点编号，形成节点导纳矩阵；可以选择多种运行方式；提供选择系统基准容量和基准电压的人机对话界面；允许用户通过设置各种电压等级的显示颜色。

图形建模也为实现可视化的故障计算和保护整定计算打下了基础。

故障计算

故障计算模块主要作用在于实现发电厂内主设备引出端发生各种类型的故障时计算短路电流的功能。故障计算模块提供设置故障的人机对话接口、自动生成序网图、可自动对故障进行分析、可对故障分析结果进行选择性输出。

原件保护整定

如何获得整定原则中所涉及到的数据是保护整定过程的实质。由于现在主设备保护原理种类众多，并且不同厂家身缠的同一原理在整定计算中也存在差别。因此，可根据保护设备的保护原理和保护生产厂家两条线索选择保护工具。

数据管理

实现用户对数据的有效管理功能是即为数据管理。其中主要涉及到的数据主要包括:设备参数、故障计算书、整定计算定值单和整定计算书等。这些数据通过数据管理可以实现数据查询、打印、数据备份和删除等。对用户的权限进行管理也保证了软件的安全性。

发电厂短路电流及继电保护整定计算系统的特点

通用性好

软件一般是被大众电厂所通用，而不能仅仅针对个别电厂。用可视化方法开发的发电厂短路电流及保护整定计算系统软件中的保护整定工具使用户可以在整定计算中加入自己的实践经验。这一方式解决了整定的一般性和用户的特殊性之间的矛盾。

可维护性强

系统结构和保护配置可以被用户根据电厂的建设和发展进行修改；当出现新的原理保护时，开发者可以方便的增加对应的保护整定计算工具模块。

可信度高

因为计算的全过程是在用户的参与下进行的，所以拥有非常高的透明度，并且系统结合了用户的实践经验，所以计算结果相当可靠。

易操作性强

软件系统

它的界面简单易懂,一看就知道；还有就是它的计算过程直观透明，非常明了，易于用户理解，非常方便。

实用性强

用可视化方法开发的发电厂短路电流及保护整定计算系统相比于人工手算来说，大大降低了用户的劳动程度。并且计算结果与计算机进行整定计算相比更加可靠。因此，这种集合手算与计算机自动计算优点的方法，是一种理想的开发思路。

结束语

本文通过整定计算系统的研发历程、系统功能、优点特点进行分析。并对发电厂短路电流及继电保护整定系统设计思想和功能特点进行介绍。该软件系统是将传统理论与当代先进的科学技术相结合。它既能减轻发电厂继电保护整定人员的劳动程度，又能够实现满足社会需要的愿望。

但是我们要清楚，发电厂短路电流及继电保护整定计算系统究不能被孤立研究。它必须紧跟时代的步伐，与丰富的知识和与时俱进的技术相结合并不断进步。就像现在的故障分析水平还无法分析全部的故障，致使保护原理并不完善。这就降低了软件的自动化程度。如果我们不断研究探索，使故障分析法能够有新的进展，就能够更好的维护软件，也能够更加减轻工作人员的劳动力。所以，整定计算系统的开发与优化之路任重道远。

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