温州电网继保定值在线校核系统的可行性研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇温州电网继保定值在线校核系统的可行性研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要 ：利用已有的网络模型，模拟生成仿真动态电流环境，比较静态等值阻抗计算方法与动态电流计算方法得出的定值差异，证明动态电流计算方法在实际应用中的优越性。研究温州电网继电保护定值在线校核系统的可行性。

关键词 ：继电保护 ；定值整定 ；在线校核 ；温州电网；在线预警

中图分类号：U665.12文献标识码： A 文章编号：

一、静态短路电流计算方法

目前，短路电流计算一般常用静态网络阻抗等值方法。该方法建模复杂，计算结果往往与实际电网有着较大的差别。随着对电网稳定性、可靠性要求不断提高，此方法渐渐不适宜N-2方式下的要求。

二、动态短路电流计算方法

是基于暂态仿真短路电流在线动态计算方法，可以从能量管理系统(温州局采用OPEN3000）中实时获得电力系统实时运行状态，进行各类短路故障计算，从而更加全面地给出电网各处短路电流动态变化过程信息。

动态短路电流计算方法可以定时触发、人工触发或者事件触发数据接口模块，从OPEN3000获得最新电网运行方式数据，结合自身数据库保存元件参数数据。具体可分以下几种步骤：

1、利用潮流计算程序计算短路故障前系统运行状态，即由潮流计算得到各节点电压及注入功率；计算系统运行参量初值y(0)，并由此计算状态变量初始值 X(O)；根据各元件采用数学模型形成相应微分方程，并根据所用求解方法形成相应电力网络方程。

2、进入暂态过程计算阶段。假定暂态过程计算 已进行到t时刻，这时X(t)和y(t)为已知量 ，在计算X(t)和Y(t)时，应首先检查在t时刻系统有无故障或操作 (参照故障定义)。如果有故障或操作，则需对微分方程和代数方程进行修改，而且当故障或操作发生在电力网络内时，系统运行参量 y(t)可能发生突变，因此必须重新求解网络方程 ，以得到故障或操作后运行参量Y(t+0)。因此，故障或操作前后 X(t)与 X(t+0)相同。

3、进行微分一代数方程组第1步计算 ，根据 x(t)和 Y(t)，采用交替求解法或联立求解法得到 X(t)和y(t)的值；时间向前推进，进 行下一 步计算，直至到达预定时刻tmax。这样，就得到了从0至 t max 时间段内的短路电流数据。通过在 IEEE9节点系统、温州电网 110kV等值系统算例，对静态和动态短路电流计算结果进行比较，可以得出如下结论。

1)动态和静态短路电流计算方法针对相同数据模型，如果对相应参数采用同样处理方法，由动态计算方法得出短路时刻短路电流结果与静态短路电流结果基本一致。

2)动态短路电流计算方法可以考虑系统运行方式、潮流分布、负荷模型、发电机各类调节控制器等因素对短路电流影响，可以给出短路电流变化趋势。

3)发电机参数、负荷数据对动态短路电流计算结果具有明显影响，使在线动态短路电流计算结果更加真实。

三、 保护定值在线校核系统可行性方案

OPEN3000系统通过输出符合IEC 61970标准的公共信息模型／可扩展标记语言 (CIM／XML)文件来导出电网模型，按照可缩放矢量图形(SVG)格式导出厂站图和潮流图，按照E语言规范输出数据采集与监控(SCADA)系统数据以及状态估计结果数据。主要包括直调电厂开、停机方式和线路运行情况等。保护定值在线校核系统从OPEN3000获得继电保护定值计算需要的电网运行信息，结合日检修计划及电网变化方式，保护定值在线校核系统典型配置方案实际运行时，系统各种计算功能由分布式计算平台自动管理。

保护定值在线校核系统可以在线校核一些与系统潮流有关定值，如距离III段保护的定值、零序保护定值、振荡闭锁过电流定值、过负荷保护等，判断这些定值在当前潮流方式下是否可能误动，如果可能误动，则可根据需要发出告警信息给调度员进行处理。

四、保护定值在线校核系统功能

1、短路电流计算

短路电流计算是继电保护定值整定基础，用于模拟、研究各种故障条件下电力系统行为。同时进一步计算出系统各点短路容量。

短路电流计算考虑故障类型包括：单相接地、两相接地、两相相间故障、三相故障。用距离线路首端百分比来表示 。使计算结果更加准确可信，适用于对运行继电保护装置定值实时在线校核。

2、保护定值校核

保护定值校核主要考虑以下内容：线路保护启动电流定值启动系数；线路纵联保护定值灵敏度；母线差动保护定值灵敏度；变压器差动保护定值灵敏度；后备距离保护测量阻抗幅值校核；保护选择性校核；检修方式下保护定值灵敏度校核。

1)后备距离保护测量阻抗幅值校核系统对重载长线路的三段式后备距离保护定值进行校核 ，既要保障对线路末端故障有灵敏度，又要躲过负荷阻抗，保证线路重载阻抗元件不发生误动，同时通过暂态数据模型分析给出计算结果，提供阻抗圆、测量阻抗曲线等可视化表达方式。

2)保护选择性校核

校核上下级保护选择性，主要检查保护是否会越级动作。当前定值能否保证在不同安装地点处保护装置配合下正确切除故障。

3)检修方式下保护定值灵敏度校核

在同一变电站自动轮断元件，形成 N一 1乃至N一2的电网运行方式，校核站内及周围系 统的保护定值，校核在这些方式下灵敏度是否满足要求 。

3、其他分析功能

1)在线电网方式校核功能

为保证电网稳定运行，对于电网运行方式提出各种短期或阶段式方式变化，在线校核系统可实现继电保护定值实时在线安全校核，网络拓扑结构完全可以适应实际一 次电网结构预期变化。

2)在线预警校核功能

在线校核系统能够自动实现在同一变电站内轮断元件，形成 N～2乃至 N一3电网运行方式，校核站内及周围系统保护定值，保证此方式下保护装置不会误动作，必要时发出告警信息，完成在线监测预警校核功能。

3)预期方式校核功能

对于日常计划检修安排，以及电网基建引起陪停方式、电网发生各种预期运行方式变化 ，在线校核系统能够提前进行继电保护定值核查。完全满足电网安全稳定运行对于继电保护提出速动性、灵敏性、选择性、可靠性要求 。

4)在线故障校核功能

对已经发生各种故障，在线校核系统可模拟分析故障电流、故障位置。用户可以输入故障 设备各侧故障电流(稳态电流有效值)，程序自动分析确定故障可能位置及过渡电阻大小，给出用户可能故障类型提示。

五、继电保护定值在线校核系统实用性

继电保护定值在线校核系统可实现对温州电网全部直调线路和厂站 (主变压器和母线 )保护定值的实时在线校核，分别对正常方式和 N―l方式下的保护定值灵敏度合格率进行日统计和月统计，自动显示本厂站内保护定值校核计算详细结果；当鼠标移至某一告警牌时，系统自动显示告警详细信息，包括计算时间、故障形式、定值类型、灵敏度计算值等信息。

六、结 语

随着信息技术和电力系统监控技术进一步发展，继电保护在线校核系统研发外部条件渐渐成熟。实现该系统后，可大大提高继电保护整定计算工作人员工作效率，减少整定计算工作中人为失误，同时可对电网方式、切改方案、检修计划提出合理化建议，对不满足电网方式保护定值快速地提出整改方案，对电网安全稳定运行具有重要意义。