王友懷，楊增力，周虎兵，朱 林，王春藝，范登博

（1.湖北電力調(diào)度控制中心，武漢430077；2.強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)），武漢430074）

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)最重要的二次設(shè)備之一，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的保障。國(guó)內(nèi)外無(wú)數(shù)實(shí)例證明，許多涉及停電范圍較廣的大型系統(tǒng)事故都與繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作有直接或間接的關(guān)系。繼電保護(hù)裝置能否滿足電網(wǎng)所提出的“四性”要求，很大程度上取決于繼電保護(hù)整定計(jì)算的結(jié)果。因此，合理地安排繼電保護(hù)定值是保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要條件。

目前，繼電保護(hù)定值都是在離線狀態(tài)下考慮系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式獲得的，并在系統(tǒng)運(yùn)行中保持不變[1-2]。實(shí)際運(yùn)行中系統(tǒng)運(yùn)行方式是不斷變化的，當(dāng)電網(wǎng)由于設(shè)備檢修、新工程投運(yùn)以及電網(wǎng)事故而處于某些特殊的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，部分定值可能無(wú)法滿足選擇性和靈敏度的要求，存在保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的可能。目前所采用的定值離線校核，工作效率較低，且難以快速跟蹤在線運(yùn)行方式的變化[3]。隨著我國(guó)電網(wǎng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)越來(lái)越呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)運(yùn)行方式靈活多變等特點(diǎn)，運(yùn)行方式變化而定值不變的整定計(jì)算模式所帶來(lái)的問(wèn)題也日益突出，亟需找到解決這些問(wèn)題的新途徑。

近年來(lái)，能量管理系統(tǒng)EMS（energy management system）和繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)FIS（fault information system）的廣泛應(yīng)用為解決傳統(tǒng)繼電保護(hù)定值整定及管理存在的問(wèn)題提供了技術(shù)條件。EMS能夠有效和準(zhǔn)確地采集電網(wǎng)在線運(yùn)行信息，包括發(fā)電機(jī)、線路、變壓器等元件的投停狀態(tài)和系統(tǒng)潮流信息，而FIS 可以從遠(yuǎn)方廠站內(nèi)的繼電保護(hù)裝置中獲取實(shí)際運(yùn)行定值。在這樣的技術(shù)背景下，可對(duì)當(dāng)前運(yùn)行方式下的繼電保護(hù)定值性能進(jìn)行在線校核，識(shí)別存在隱患的運(yùn)行定值以及可能引起定值性能異常的運(yùn)行方式，提醒調(diào)度運(yùn)行人員和繼電保護(hù)專業(yè)人員關(guān)注，便于繼電保護(hù)專業(yè)人員及時(shí)重新整定定值，從而防止因運(yùn)行方式變化而導(dǎo)致的繼電保護(hù)不正確動(dòng)作，對(duì)于保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行具有重要的意義[4-7]。

圖1 在線校核及預(yù)警系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)Fig.1 Architecture of relay setting on-line verification and early-warning system

本文設(shè)計(jì)了繼電保護(hù)定值在線校核與預(yù)警系統(tǒng)的技術(shù)方案，包括總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能和關(guān)鍵技術(shù)等?；谠摲桨冈O(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)完成了一套繼電保護(hù)定值在線校核與預(yù)警系統(tǒng)，在實(shí)際工程應(yīng)用中取得了良好的效果。

1 系統(tǒng)功能及總體結(jié)構(gòu)

繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警系統(tǒng)包括定值校核和定值預(yù)警兩個(gè)主要功能。定值校核是在系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行方式和運(yùn)行定值的基礎(chǔ)上對(duì)各類保護(hù)定值的性能進(jìn)行安全校核，包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)的后備保護(hù)定值、主保護(hù)定值及輔助定值等，定值校核內(nèi)容包括靈敏度、選擇性和躲負(fù)荷能力等。定值預(yù)警可在當(dāng)前運(yùn)行方式基礎(chǔ)上自動(dòng)進(jìn)行事故預(yù)想和定值校核，快速識(shí)別易受運(yùn)行方式變化影響的保護(hù)裝置及可導(dǎo)致定值性能異常的特殊運(yùn)行方式。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1 所示，它包括電網(wǎng)綜合模型拼接、運(yùn)行方式獲取及信息融合、運(yùn)行定值獲取及信息融合、運(yùn)行方式預(yù)想、故障計(jì)算、潮流計(jì)算、校核計(jì)算及校核結(jié)果輸出等部分。各部分的具體功能如下。

電網(wǎng)綜合模型拼接模塊 本模塊可導(dǎo)入EMS提供的電網(wǎng)一次模型，并結(jié)合離線整定計(jì)算系統(tǒng)中維護(hù)的電網(wǎng)零序參數(shù)、互感參數(shù)及繼電保護(hù)模型，搭建面向繼電保護(hù)定值在線校核的電網(wǎng)綜合模型。

運(yùn)行方式獲取及信息融合模塊 本模塊從EMS 中獲取在線運(yùn)行方式，并根據(jù)變壓器的投停狀態(tài)修正變壓器中性點(diǎn)接地方式。

運(yùn)行定值獲取及信息融合模塊 本模塊綜合FIS 提供的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行定值和離線整定計(jì)算系統(tǒng)提供的計(jì)算定值，為校核計(jì)算模塊提供待校核的定值。

運(yùn)行方式預(yù)想模塊 本模塊根據(jù)用戶設(shè)定的預(yù)想規(guī)則，在當(dāng)前運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上生成N-1 或N-k 預(yù)想運(yùn)行方式，并形成局部校核范圍。

計(jì)算模塊 本模塊提供對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障計(jì)算、潮流計(jì)算和校核計(jì)算等相關(guān)分析計(jì)算的技術(shù)手段。其中故障計(jì)算程序可進(jìn)行定值校核計(jì)算所需各種故障預(yù)備量的求取，并可根據(jù)校核計(jì)算的定性校核結(jié)果進(jìn)行保護(hù)范圍計(jì)算。潮流計(jì)算程序完成給定運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算。校核計(jì)算程序完成給定運(yùn)行方式和定值信息基礎(chǔ)上的各類保護(hù)定值性能的校核計(jì)算。

校核結(jié)果輸出模塊 本模塊提供用戶進(jìn)行校核結(jié)果的查看、管理和高級(jí)分析，采用圖、表、曲線、文本等多種形式進(jìn)行結(jié)果的展示和統(tǒng)計(jì)分析。

2 關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

2.1 電網(wǎng)一二次系統(tǒng)綜合建模

繼電保護(hù)在線校核與預(yù)警系統(tǒng)主要是對(duì)在線運(yùn)行方式下的定值性能進(jìn)行校核，不僅需要電網(wǎng)拓?fù)洹?shù)及運(yùn)行狀態(tài)，還需要繼電保護(hù)配置和各種定值信息。因此，建立電網(wǎng)一二次系統(tǒng)綜合模型是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)定值在線校核與預(yù)警的前提。目前智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)仍處在試點(diǎn)應(yīng)用階段，調(diào)度中心模型和數(shù)據(jù)均尚未完全實(shí)現(xiàn)一體化，通過(guò)與EMS、FIS 以及離線整定計(jì)算系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)數(shù)據(jù)集成和信息融合，是一種可行的解決方案。

2.1.1 計(jì)及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)校驗(yàn)的分層分類逐級(jí)數(shù)據(jù)匹配方法

目前EMS、FIS 和離線整定計(jì)算系統(tǒng)中同一物理對(duì)象（如廠站、一次設(shè)備等）名稱的表達(dá)存在較大差異，建立各物理對(duì)象間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是后續(xù)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)，為此需要進(jìn)行各數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)匹配[8]。快速、高效地實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的匹配是工作的重點(diǎn)和目的?？紤]到電力系統(tǒng)的特殊層次關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和拓?fù)溥B接結(jié)構(gòu)，采用改進(jìn)編輯距離算法進(jìn)行字符串的匹配，并加入拓?fù)潢P(guān)系校驗(yàn)，以提高匹配結(jié)果的準(zhǔn)確度。名稱差異度較大和1：n 對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)可通過(guò)拓?fù)溥B接關(guān)系搜索處理。電力系統(tǒng)各類設(shè)備層次關(guān)系描述如圖2 所示，需注意的是，F(xiàn)IS 中同一線路在首末端廠站中的命名可能不一致，因此需將線路視為兩個(gè)線路段，作為首末端廠站內(nèi)的不同一次設(shè)備來(lái)處理。分層分類逐級(jí)數(shù)據(jù)匹配既可有效提高匹配效率，同時(shí)保證了匹配結(jié)果的準(zhǔn)確度。逐級(jí)數(shù)據(jù)匹配流程如圖3 所示。

2.1.2 電網(wǎng)模型拼接

圖2 電力系統(tǒng)各類設(shè)備層次關(guān)系描述Fig.2 Power system hierarchical description of different equipments

圖3 計(jì)及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)校驗(yàn)的分層分類逐級(jí)數(shù)據(jù)匹配流程Fig.3 Flow chart of sequential data matching considering hierar chical classification and topology verification

EMS 中的電網(wǎng)參數(shù)中缺少零序參數(shù)和互感參數(shù)，因此需在數(shù)據(jù)匹配的基礎(chǔ)上，將離線整定計(jì)算系統(tǒng)中的零序參數(shù)及互感參數(shù)附加至EMS 的電網(wǎng)模型中，若EMS 中的正序參數(shù)與離線整定計(jì)算系統(tǒng)中的正序參數(shù)不一致時(shí)，應(yīng)以離線整定計(jì)算系統(tǒng)中的正序參數(shù)為準(zhǔn)。此外，離線整定計(jì)算系統(tǒng)中的繼電保護(hù)模型也需附加到EMS 電網(wǎng)模型中。

由于離線整定計(jì)算系統(tǒng)中的電網(wǎng)模型既包括一次系統(tǒng)模型也包括繼電保護(hù)模型，電網(wǎng)模型拼接也可在離線整定計(jì)算系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行。對(duì)于離線整定計(jì)算系統(tǒng)中的新建工程，如規(guī)劃或在建的未投產(chǎn)的廠站、發(fā)電機(jī)、變壓器及線路等，可直接設(shè)置為停運(yùn)。

2.1.3 方式信息融合

EMS 所提供的在線運(yùn)行方式中缺少變壓器中性點(diǎn)接地和互感線路掛檢信息，但這兩類信息對(duì)于繼電保護(hù)整定和校核計(jì)算是必不可少的。在大接地電流電網(wǎng)中，為保證零序網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，各廠站內(nèi)中性點(diǎn)接地變壓器的數(shù)目及分布基本保持不變，例如一臺(tái)中性點(diǎn)接地的變壓器停運(yùn)后，該廠站內(nèi)仍在運(yùn)行的一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器應(yīng)轉(zhuǎn)為接地。因此，變壓器中性點(diǎn)接地方式有規(guī)律可循，可按廠站為單位，根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地規(guī)則及變壓器投停狀態(tài)進(jìn)行更新。

互感線路掛檢是互感線路的一種特殊運(yùn)行狀態(tài)。互感線路接地檢修時(shí)存在零序回路，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的短路電流分布產(chǎn)生影響。但是EMS 僅能提供互感線路的投停兩種基本運(yùn)行狀態(tài)。因此，可將停運(yùn)的互感線路分為“停運(yùn)不掛檢”和“停運(yùn)掛檢”兩種情況來(lái)考慮，尋求更為苛刻的情況對(duì)定值進(jìn)行校核。

2.1.4 定值信息融合

定值信息融合主要是對(duì)FIS 運(yùn)行定值、離線整定計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算定值和人工設(shè)置定值進(jìn)行整合、拼接，形成用于在線校核的待校核定值。其中人工設(shè)置定值的優(yōu)先級(jí)最高，其次是FIS 運(yùn)行定值，計(jì)算定值的優(yōu)先級(jí)最低。當(dāng)人工未設(shè)置定值，又無(wú)法獲取運(yùn)行定值時(shí)，將離線整定計(jì)算系統(tǒng)的計(jì)算定值作為待校核定值。220 kV 及以上系統(tǒng)一般采用保護(hù)雙重化配置，存在雙套后備保護(hù)定值，且大小基本一致。為提高在線校核的計(jì)算速度，只取其中一套后備保護(hù)定值進(jìn)行校核。由于兩套保護(hù)裝置的原理可能不同，兩套保護(hù)裝置中的主保護(hù)定值、啟動(dòng)定值、與潮流相關(guān)定值等均需要校核。

2.2 校核計(jì)算方法

校核計(jì)算方法是定值校核與預(yù)警系統(tǒng)的核心內(nèi)容。定值校核主要包括3 個(gè)方面：選擇性、靈敏度和躲負(fù)荷（主要是一些與潮流有關(guān)的定值）。靈敏度和躲負(fù)荷校核可按照其定義進(jìn)行定量校核，用于靈敏度校核的最小短路電流由故障計(jì)算模塊給出；用于躲負(fù)荷電流校核的負(fù)荷電流由EMS 數(shù)據(jù)或潮流計(jì)算模塊給出。但是，選擇性的定量校核較為復(fù)雜，如果定值不滿足選擇性要求，需要求解其伸出相鄰下一線路的范圍。目前選擇性校核主要有3 種方法：一二次系統(tǒng)聯(lián)合仿真法[9]、保護(hù)范圍比較法[10-12]和定值比較法[13]。其中，保護(hù)范圍比較法是根據(jù)“保護(hù)范圍末端故障時(shí)，保護(hù)的感受量與其定值相等”的特性，通過(guò)精確求取并比較定值的保護(hù)范圍來(lái)判斷定值的選擇性是否滿足要求，保護(hù)范圍的求解有圖解法、逐點(diǎn)逼近循環(huán)迭代法、折半法或插值法等，但此類方法通常需要根據(jù)已知定值不斷變更故障點(diǎn)位置進(jìn)行多次短路計(jì)算。定值比較法是將在線校核看作是整定計(jì)算的逆過(guò)程，根據(jù)在線運(yùn)行方式并利用整定計(jì)算原則求取一個(gè)臨界定值，該臨界定值表示在當(dāng)前運(yùn)行方式下仍能滿足選擇性要求的極值，通過(guò)比較臨界定值與運(yùn)行定值來(lái)判斷定值的選擇性是否滿足要求。

保護(hù)范圍比較法和定值比較法具有互補(bǔ)性：保護(hù)范圍比較法屬于定量校核，校核速度較慢，而定值比較法屬于定性校核，校核速度快，但校核結(jié)果偏保守。如果將這兩種方法結(jié)合，則可實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)繼電保護(hù)定值的快速定量校核。即采用定值比較法進(jìn)行初步篩選，再根據(jù)校核結(jié)果利用保護(hù)范圍比較法進(jìn)行定量校核。

圖4 所示為一簡(jiǎn)單示例系統(tǒng)，其中的線路保護(hù)均配置了三段式距離保護(hù)。以R1 和R2 的配合為例對(duì)結(jié)合定值比較和保護(hù)范圍比較的定值校核方法進(jìn)行說(shuō)明。設(shè)已知R1 距離保護(hù)II 段動(dòng)作時(shí)間小于R2 距離保護(hù)II 段的動(dòng)作時(shí)間，但大于R1 距離保護(hù)I 段的動(dòng)作時(shí)間），則R1的距離保護(hù)II 段與R2 的距離保護(hù)I 段配合，假設(shè)采用基于助增系數(shù)的整定原則，則臨界定值Zco計(jì)算式為

圖4 簡(jiǎn)單示例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of a simple example system

如圖5 所示，若Zco≤則R1 保護(hù)II 段不滿足選擇性要求，否則滿足選擇性要求。定值比較法同樣適于電流保護(hù)定值的選擇性校核，由于屬于過(guò)量保護(hù)，因此待校核定值大于臨界定值時(shí)可滿足選擇性要求。

圖5 基于定值比較法的選擇性校核Fig.5 Selective verification based on setting comparison method

將不滿足選擇性要求的保護(hù)和與臨界定值差距小于一定閾值的保護(hù)作為應(yīng)用保護(hù)范圍比較法定量校核的待校核范圍。根據(jù)保護(hù)范圍的定義，系統(tǒng)中某點(diǎn)故障時(shí)保護(hù)所在位置檢測(cè)到的電氣量與保護(hù)動(dòng)作值相等。對(duì)于距離保護(hù)這種相等關(guān)系可表示為

式中：ZDZ為距離保護(hù)定值；r 為k 點(diǎn)距故障線路首端占故障線路全長(zhǎng)的比值，即保護(hù)范圍。求解該等式即可快速、準(zhǔn)確地得到保護(hù)范圍。

仍以圖4 為例，假設(shè)R1 距離保護(hù)II 段不滿足選擇性要求，k 點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時(shí)R1 的動(dòng)作值為ZDZ，推導(dǎo)整理等式（2），得到表達(dá)形式為

式中，Mik表示節(jié)點(diǎn)i（i 表示節(jié)點(diǎn)A 或B）與故障點(diǎn)k 之間的互阻抗，且Mik=（1-r）MBi+rMci，代入式（3）整理得

式中：α = ZDZ（MBA+ MCB- MCA）+ ZAB（MCA- MBA）；β =MBA（ZAB-ZDZ）。

對(duì)于其他故障類型可按照同樣的思路進(jìn)行推導(dǎo)，并根據(jù)相等關(guān)系進(jìn)行保護(hù)范圍的計(jì)算，在此不再詳細(xì)說(shuō)明。

上述以距離保護(hù)定值選擇性校核為例的校核流程如圖6 所示。

圖6 綜合定值比較和保護(hù)范圍比較的定值選擇性校核流程Fig.6 Flow chart of selective verification synthesizing setting comparison and reach point comparison

2.3 定值預(yù)警方法

2.3.1 預(yù)想運(yùn)行方式生成方法

預(yù)想運(yùn)行方式可按照一定的規(guī)則生成，最為簡(jiǎn)單的是全網(wǎng)N-1，不僅包括線路N-1 也包括發(fā)電機(jī)和變壓器的N-1。對(duì)于N-k（k 大于等于2）可采用以下兩種方法：①用戶自定義N-k，即設(shè)置固定的N-k 故障，如同桿雙回線路，以及一些具有運(yùn)行約束條件的N-k。②兩端元件法，以某一待校核的保護(hù)為中心，劃分一個(gè)方式變更范圍，如幾級(jí)母線范圍內(nèi)，按照設(shè)定的規(guī)則生成預(yù)想運(yùn)行方式。

定值在線預(yù)警的關(guān)鍵是快速查找對(duì)定值性能影響較大的預(yù)想運(yùn)行方式。

2.3.2 元件開(kāi)斷影響域辨識(shí)

根據(jù)上述預(yù)想規(guī)則，可以獲得眾多的預(yù)想運(yùn)行方式，但是對(duì)每個(gè)預(yù)想運(yùn)行方式均進(jìn)行全網(wǎng)定值校核是不必要也是不現(xiàn)實(shí)的。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，線路開(kāi)斷后的影響范圍一般是有限的，且其影響是逐漸減弱的，距離開(kāi)斷線路較遠(yuǎn)時(shí)，這種影響則可忽略不計(jì)。定義這個(gè)受影響的區(qū)域稱為“影響域”。確定運(yùn)行方式變化對(duì)應(yīng)的影響域后，則只需在該預(yù)想運(yùn)行方式下對(duì)影響域內(nèi)的保護(hù)進(jìn)行定值校核。

由于首先采用定值比較法進(jìn)行定值校核，這種元件開(kāi)斷的變化主要反映在“與相鄰保護(hù)配合的最小正序分支系數(shù)”等故障預(yù)備量上，因此可以將故障預(yù)備量的變化率作為影響域的辨識(shí)指標(biāo)。對(duì)于不同保護(hù)原理，若采用不同的整定計(jì)算原則，元件開(kāi)斷的影響域也可能是不同的。

2.3.3 故障預(yù)備量排序

定值校核計(jì)算主要分為兩部分：故障計(jì)算和校核計(jì)算。故障計(jì)算主要是計(jì)算各種故障預(yù)備量，而校核計(jì)算則是根據(jù)已有的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間判斷保護(hù)配合關(guān)系，并根據(jù)故障預(yù)備量計(jì)算相應(yīng)的臨界定值，與實(shí)際運(yùn)行定值進(jìn)行比較。

如果在每種預(yù)想運(yùn)行方式下均對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行一次校核計(jì)算，則對(duì)于每個(gè)保護(hù)需校核多次，計(jì)算負(fù)擔(dān)較重。考慮到如果定值性能在故障預(yù)備量變化率較大時(shí)仍可滿足要求，則變化率較小時(shí)，定值一定滿足要求。因此，對(duì)在線預(yù)警的流程進(jìn)行優(yōu)化，首先對(duì)故障預(yù)備量進(jìn)行排序，按順序?qū)︻A(yù)想運(yùn)行方式進(jìn)行定值校核，直至故障預(yù)備量的變化不影響定值性能為止。

3 實(shí)際應(yīng)用

根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，基于SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)用VB.net 開(kāi)發(fā)完成了一套繼電保護(hù)定值在線校核及預(yù)警系統(tǒng)，現(xiàn)以實(shí)際的校核結(jié)果為例說(shuō)明該系統(tǒng)的應(yīng)用情況。圖7 所示為湖北電網(wǎng)的局部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，待校核保護(hù)RL1 及其相鄰保護(hù)的各段定值如表1 所示。在某校核結(jié)果中，根據(jù)定值比較法，保護(hù)RL1 的相間距離保護(hù)II 段與RL4 和RL5 不滿足選擇性要求。

圖7 某電網(wǎng)局部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意Fig.7 Schematic diagram of the partial network of some power grid

根據(jù)表1 中的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可知，RL1 保護(hù)的II 段均與相鄰保護(hù)的II 段配合，根據(jù)式（1）計(jì)算滿足與相鄰保護(hù)配合要求的臨界定值，其中，可靠系數(shù)均取0.8，與相鄰保護(hù)配合的最小正序助增系數(shù)、臨界定值及其定值校核結(jié)果如表2 所示。其中，與RL4 和RL5 保護(hù)配合的臨界定值分別為47.85 Ω，47.28 Ω，均小于待校核定值（55 Ω），不滿足選擇性要求。盡管保護(hù)動(dòng)作定值不配合，但是保護(hù)動(dòng)作時(shí)間仍有級(jí)差，這種配合關(guān)系稱之為“不完全配合”。

表1 相間距離保護(hù)定值及所在線路正序阻抗Tab.1 Settings of phase-to-phase distance relay and positive-sequence impedance of its transmission line

表2 定值比較法校核結(jié)果Tab.2 Verification result using setting comparison

在上述定值比較法校核結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步應(yīng)用保護(hù)范圍比較法進(jìn)行定量校核。保護(hù)范圍比較法的校核結(jié)果如表3 所示，相同故障類型下，RL1 保護(hù)II 段（55 Ω）的保護(hù)范圍均小于RL4 保護(hù)II 段、RL5 保護(hù)II 段的保護(hù)范圍，因此能夠滿足選擇性要求。

表3 保護(hù)范圍比較法校核結(jié)果Tab.3 Verification result using reach point comparison

對(duì)該局部電網(wǎng)的所有保護(hù)進(jìn)行定值在線預(yù)警，在校核對(duì)應(yīng)的運(yùn)行方式基礎(chǔ)上考慮全網(wǎng)線路N-1，在線預(yù)警結(jié)果如表4 所示?？梢钥闯?，如果此時(shí)L2、L3 或L7 發(fā)生故障，會(huì)導(dǎo)致部分保護(hù)定值選擇性不滿足要求，可能會(huì)造成保護(hù)的不正確動(dòng)作，因此繼電保護(hù)人員需對(duì)這三條線路以及保護(hù)RL1、RL2、RL3 進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

表4 定值在線預(yù)警結(jié)果Tab.4 Online early-warning result of protection setting

湖北電網(wǎng)全網(wǎng)共有419 條線路，線路后備保護(hù)配有零序電流保護(hù)、相間距離保護(hù)和接地距離保護(hù)等。根據(jù)該電網(wǎng)的整定計(jì)算原則，對(duì)全網(wǎng)838個(gè)線路后備保護(hù)進(jìn)行一次在線校核計(jì)算的總時(shí)間為63 s，其中故障預(yù)備量計(jì)算時(shí)間46 s，校核計(jì)算時(shí)間17 s，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定值在線預(yù)警，總時(shí)間為282 s，其中故障預(yù)備量計(jì)算時(shí)間210 s，預(yù)備量排序時(shí)間30 s，校核計(jì)算時(shí)間42 s。由于在線校核所需的在線運(yùn)行方式取自EMS 狀態(tài)估計(jì)的結(jié)果，更新周期一般為分鐘級(jí)，且運(yùn)行方式變化的周期一般在10 min 以上，故本系統(tǒng)可很好地滿足工程需求。

4 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)定值在線校核與預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用將為防止繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作提供一條新的安全屏障，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有整定計(jì)算和定值管理模式的不足，并使整定計(jì)算和定值管理逐步從“離線”走向“在線”。本文對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，著重對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討，并提出了相應(yīng)的技術(shù)路線?；谠撛O(shè)計(jì)方案開(kāi)發(fā)完成了一套繼電保護(hù)定值在線校核與預(yù)警系統(tǒng)，在實(shí)際工程應(yīng)用中取得了良好的效果。

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