繼電保護定值在線核對系統設計

蒙 亮 朱 林 陳金富

（1.廣西電網電力調度控制中心，南寧 530023；2.華中科技大學，武漢 430074）

目前，繼電保護部門一般采用專用的繼電保護整定計算軟件來計算保護裝置的定值，然后生成保護定值單，經過審核、批準再下發到各個廠站，由現場人員執行。雖然國內部分網省局已經在調度中心繼電保護部門內部，實現了定值單的生成、審核、批準等操作的電子化流轉，但是當定值單在繼保處內部流轉的流程結束后，待執行的定值單仍然必須打印出紙質版本，再由現場工作人員手工錄入各項保護定值。這種工作模式不可避免的存在以下問題：

1）定值單下發和執行過程涉及諸多人工操作環節，當錄入大量數據時，可能出現輸錯定值，因而難以保證定值信息的準確性。

2）調度中心不能直接管理保護裝置內部實際運行的定值，所以一旦有現場工作人員輸錯定值的情況，調度中心很難迅速發現并修正，使得電力系統存在安全隱患。

3）定值核對工作需人工完成，定期組織進行的定值核對難以覆蓋每一套保護裝置。

近年來，網絡通信技術迅猛發展，以及繼電保護故障信息系統在電力系統中得到廣泛應用，可以方便地利用故障信息系統獲取繼電保護裝置的實際運行定值，為實現繼電保護定值的自動核對提供了技術條件。利用故障信息系統獲取繼電保護裝置的現場運行定值，再通過廣西電網保護定值單網絡管理系統獲取下發的正式定值，基于這兩系統提供的數據開發完成的廣西電網繼電保護定值在線核對系統，可實現實際運行定值與下發定值的自動核對，從而確保繼電保護裝置運行定值的正確性，提高繼電保護的運行管理水平，保障電力系統的安全穩定運行。

1 保護定值在線核對系統構架

繼電保護定值在線核對系統的總體結構如圖 1所示。由整定計算系統生成定值單，并將計算定值信息存入整定計算用數據庫，對應的定值單狀態為“錄入”。廣西電網目前所采用的定值單管理系統從整定計算用數據庫中讀取定值單進行流轉，待定值單現場執行完畢后，定值單管理系統將對應的定值單狀態改為“已執行”，定值在線核對系統將從已執行的定值單中獲取待校核的計算定值。

圖1 定值在線核對系統總體結構

此外，定值在線核對系統通過保護故障信息系統獲取相應的運行定值。由于整定計算系統位于電力二次安全防護的III區，而保護故障信息系統位于I區，需要通過專門的安全隔離裝置進行隔離，定值在線核對系統與保護故障信息系統之間的信息交互采用文本方式。核對過程中首先由在故障信息系統工作站自動召喚現場保護裝置的運行定值，之后再利用定值在線核對系統進行定值核對。定值在線核對系統始終將最近召喚的運行定值文件作為待核對的運行定值。

2 定值在線核對方法及其實現

繼電保護定值在線核對的核心思想就是通過獲取相對應的實時運行定值和下發的計算定值進行比較，但在實際操作上仍有一些關鍵技術問題需要解決。例如：建立電子化定值庫，將目前以紙質文檔形式存放和流轉的定值單轉變成電子化定值單，是實現自動定值核對的基本前提；定值單生成、批準到執行需要一定的時間，計算定值的獲取需要依靠定值單流轉情況的反饋信息；整定計算系統與保護故障信息系統中的定值項名稱存在較多的不一致，需解析運行定值信息和計算定值信息的命名規則，才能進行匹配和核對。

2.1 計算定值與運行定值的獲取

計算定值的獲取：將處于已執行狀態的定值單作為待校核的計算定值。定值核對系統與定值單管理系統通過數據庫進行接口，兩個系統共同操作一張數據表，定值單管理系統從數據庫中取出新生成、待流轉的定值單，待定值單流轉完畢后，將數據庫中對應定值單的狀態置為“已執行”，定值核對系統將處于“已執行”狀態的定值單作為待核對的計算定值。

運行定值的獲取：定值核對系統與定值單管理系統通過定值文件進行接口，由保護故障信息系統工作站自動召喚需要核對的運行定值，故障信息系統將這些運行定值以 txt文本的方式按照樹形目錄進行存儲，并將整個文件共享，定值核對系統將從共享文件夾中獲取待核對的運行定值。

2.2 計算定值與運行定值文件的匹配

為便于計算定值文件和運行定值文件的匹配，整定計算系統和保護故障信息系統中的定值文件采用相似的目錄結構進行存儲。例如，整定計算系統中的計算定值文件采用“調度單位→廠站→一次設備→保護裝置型號及定值單編號”的樹形目錄結構進行存儲，如圖2（a）所示；故障信息系統獲取的運行定值文件采用“調度單位→廠站→一次設備→保護裝置型號→運行定值”的樹形目錄結構進行存儲，如圖2（b）所示。

圖2 整定計算系統和故障信息系統中的定值文件存儲

此外，在進行定值文件的匹配之前，還需要調度單位、廠站、一次設備名稱進行規范化處理，主要的規范化處理方式如表1所示。為實現調度單位及廠站名稱的匹配，采用中心詞的匹配方法，即刪除調度單位名稱中的“供電公司”、“供電局”、“超高壓局”以及廠站名稱中的“火電廠”、“水電廠”、“電廠”、“站”、“廠”、“變”等非中心詞，僅依靠“百色”、“南寧”、“紅花”等中心詞進行匹配。為實現一次設備名稱的匹配，一次設備名稱中的字母IV表示的I線、II線、III線、IV線，羅馬數字表達的Ⅰ線、Ⅱ線、Ⅲ線、Ⅳ線，以及甲線、乙線、丙線、丁線等，均規范化為1、2、3、4等。

表1 調度單位、廠站、一次設備名稱的規范化

2.3 定值項名稱的匹配

類似于調度單位、廠站、一次設備名稱的匹配過程，定值項名稱的匹配也采用先規范化再匹配的方式，主要的規范化處理方式見表2。

表2 定值項名稱的規范化

2.4 定值項的核對

定值項的核對分為兩類：16進制形式的控制字定值（****H）和普通定值。對于16進制形式的控制字定值，采用先規范化再核對的方法。例如，將末尾的字符“H”去掉，將*、**、***形式規范化為000*、00**、0***形式，再進行字符串比較，若不一致，則認為是錯誤定值；對于普通定值，若計算定值和運行定值均存在，且都為數字，則比較兩者的偏差是否大于一定的閥值（目前設置為5%），是則為錯誤定值，否則認為是正確定值。

按照上述核對方法，定值項的核對結果見表3所示。

表3 定值項核對結果

定值單校核結果顯示如圖3所示，包括定值序號、定值項代碼、定值項名稱、下發定值、現場運行定值、單位、整定范圍和備注等。

若為錯誤定值，下發定值和現場運行定值所在欄用綠色背景和黃色字體標注，同時在備注欄中說明定值核對結果；若為未匹配定值或保信未獲取的定值，下發定值和現場運行定值用淺色背景和黑色字體標注；若為由現場整定的定值，則用深色背景和白色字體進行標注。

圖3 定值項核對結果的顯示

2.5 定值核對的報告

定值在線核對可分別實現單張定值單與批量定值單的核對。單張定值單核對的報告，如圖4所示，包括本張定值單核對結果的統計信息，如定值總數、錯誤定值數、保信系統未獲取的定值數、未能匹配的定值數和由現場整定的定值數，以及核對結果詳情，如定值項序號、定值項名稱、計算定值、運行定值等。

批量定值單核對的報告，如圖5所示，包括本次批量定值核對的結果統計，包括核對的定值單總數、錯誤定值單數、可疑定值單數、未匹配的定值單數等，以及每一張定值單中定值項的核對詳情。

圖4 保存的單張定值核對結果

圖5 保存的批量定值核對結果

3 結論

繼電保護定值在線核對系統通過與保護故障信息系統接口，獲取保護裝置的實時運行定值；與定值單管理系統進行通信，獲取待核對的計算定值；通過解析運行定值信息和計算定值信息的命名規則，并進行匹配和核對，從而首次實現了電網220kV系統計算定值與運行定值的在線自動核對。該系統的成功應用進一步保證了現場保護裝置定值數據的正確性，提高了工作效率，對于提高繼電保護的運行管理水平和保障電力系統的安全穩定運行具有重要的意義。

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