随着内蒙古乌海地区电网规模的不断扩大，乌 海地区电网所辖变电站已达29座，35 kV及以下电 压等级的高压线路有数百条，主要包括35 kV、10 kV、6.3 kV几种电压等级^[1]，并且每年还将新增高压线路数十条。

由于日常继电保护整定计算工作采用人工计 算的方式，不仅整定计算工作量大，重复性较强，而 且在整定过程中容易出现计算错误。为提高整定 效率和正确率，满足日常工作需要，本文结合地区 电网35 kV及以下线路继电保护整定原则，设计了 一套能够快速整定计算、并可以校验保护范围和灵 敏度的软件。

依据《DL/T 584—2007 3~110 kV电网继电保护 装置运行整定规程》^{[2, 3]}中规定，乌海电网35 kV及以 下电压等级线路配备电流速断保护和过流保护，保 护配置与规程一致。

电流速断保护作为线路保护的主保护，应与上 一级主变压器后备保护配合使用，速断保护电流一 次定值不超过上一级主变压器对应电压等级后备 保护速断电流一次值。电流速断保护要求躲避本 线路末端最大三相短路电流整定，保护范围要求大 于线路全长的15%。当保护范围不足时，终端线路 速断保护范围可以伸入下一级变压器。

（1） 按躲本线路末端母线最大短路电流整定， 其公式^[4]为：

K_k—可靠系数，电磁型保护取K_k=1.2~1.3；

I_dmax—系统大方式下线路最大短路电流，A；

I_j—线路所在电压等级基准电流，其中，35 kV线路取1560 A，10 kV线路取5500 A，6.3 kV线路 取9160 A；

Z _{xt. max}—保护装置背后系统大方式下正序阻抗， 以标幺值表示；

Z_L —本线路正序阻抗，以标幺值表示；

n_TA —电流互感器变比。

（2） 当线路无其他出线而仅有变压器时，按伸 入线路下一级变压器配合整定，其整定公式为：

保护范围是衡量速断保护好坏的主要标志。 规程中要求，在系统小方式下运行线路电流速断保 护范围应不小于15%~20%^[2]。

保护范围计算公式为：

Z_{xt. min} —保护装置背后系统小方式下正序阻 抗，以标幺值表示。

当按上述整定原则速断保护范围不满足条件 时，还可以采用按系统小方式下保证保护范围整 定，其公式为：

过流保护是线路阶段式保护的后备段，除对本 线路故障有足够的灵敏度外，对相邻线路也有一定 的远后备灵敏度，其动作电流应大于线路最大负荷 电流。

按躲开本线路最大负荷电流整定，其整定公式 为：

K′_k —过流可靠系数，K′_k =1.15~1.25；

K_f —返回系数，电磁型继电器取K_f =0.85，微 机保护取K_f =0.9；

K_zqd—电动机自启动系数，直馈线取K_zqd=1.5~ 2.5，非直馈线取K_zqd=1；

I_fh.max —本线路最大负荷电流，A。

灵敏度是指在继电保护保护范围内发生故障， 保护装置反应的灵敏程度。在保证安全性的前提 下，一般灵敏度愈大愈好，同时，整定规程中要求： 在系统小方式下运行、20 km以下线路的过电流保 护灵敏度不小于1.5。过电流保护灵敏度计算公式 为：

如果按照上述原则整定过电流定值，灵敏度不 满足规程要求，则可按系统小方式下保证本线路末 端故障有足够的灵敏度进行整定，其计算公式如 下：

根据上述35 kV及以下电压等级线路的整定原 则，利用Visual C#中WPF模块，使用其工具箱中提 供的现成窗口、控制与工具条的制作手段，采用C++ 语言在Visual平台上进行编程，实现线路保护整定 计算和定值校验的功能^[5]。

该界面按照电压等级和整定原则可以选择的 方案设计，为避免重复填写初始化常用系数，界面 中未选择的原则和电压等级等项目将自动屏蔽，输 出结果反映整定的速断保护范围和过流保护灵敏 度。当保护范围或灵敏度不满足整定要求时，显示 红色告警，提示改变整定原则重新计算^[7]。继电保 护整定计算软件界面如图 1所示。

图 1(Figure 1)

图 1 35 kV及以下线路继电保护整定计算软件界面

Visual提供可视化的编程方法^[6]，根据界面的设 计思路，通过C++语言程序，按照选定的整定原则对 界面中填入的数据以其相应的整定公式进行数据 运算，并在对应的方框中输出计算结果，实现可视 化运算功能。

该软件实现整定计算功能的部分程序如下：

private double SetTemp(int cap)//电压等级选择

{double dtemp=0;

switch(cap)

{case 6: dtemp = 9160; break;

case 10: dtemp = 5500; break;

case 35: dtemp = 1560; break; }

return dtemp; }//各电压等级基准电流

#region //整定计算

private double CutforMax(double transres,double kvtemp)

{double dtemp;

dtemp = cutsafeindex * kvtemp / ((bigres + lineres + transres) * ctTras);

return dtemp; }//速断按躲最大短路电流整定

private double CutforSafe(double transres,double kvtemp,double saferange)

{double dtemp;

dtemp = 0.866 * kvtemp / ((smalres + lineres*saferange) * ctTras);

return dtemp; }//速断按保护范围整定

private double SafeRange(double cut,double kvtemp)

{double dtemp;

dtemp = ((0.866 * kvtemp) / (cut * ctTras) - smalres)/lineres;

return dtemp; }//保护范围计算

private double OverCurrentMax(double kvtemp)

{double dtemp;

dtemp = (overcurrenttrans * selfstart * maxcurrent / feedback) / ctTras;

return dtemp; }//过流按躲最大负荷电流整定

private double OverCurrentSens(double kvtemp)

{double dtemp;

dtemp = (0.866 * kvtemp / (smalres + lineres)) / (sensedrg * ctTras);

return dtemp; }//过流按灵敏度整定

private double SensDrg(double overcurrent,

double kvtemp)

{double dtemp; dtemp = (0.866 * kvtemp / (smalres + lineres)) / (overcurrent * ctTras);

return dtemp; }//灵敏度计算

#endregion

某变电站6.3 kV 线路正序阻抗标幺值为 10.0254；系统大方式下正序阻抗参数标幺值：Z_xt.max = 0.3576，系统小方式下正序阻抗参数标幺值：Z_xt.min = 0.7203；n_TA =400/5；速断可靠系数K_k=1.3，过流可靠系 数K′_k=1.25，返回系数K_f=0.9，取K_zqd=1。

利用继电保护整定计算软件对上述6.3 kV线路 电流保护进行整定计算，以验证该继电保护整定计 算软件的可靠性。

（1） 速断保护选取躲最大短路电流整定，过流 保护按照最大负荷电流整定，最大负荷电流为TA一 次额定电流，其整定结果如图 2。从图 2可以看出， L_r （%）=61.81%＞15%，速断定值I′_dz=14.34 A，满足 规程要求；K_sen =1.33<1.5，灵敏度校验不满足规程要 求，显示红色告警。

图 2(Figure 2)

图 2 按TA一次额定电流整定结果

（2） 按系统小方式下保证本线路末端故障灵 敏度整定，取K_sen =1.5，其整定结果如图 3。由图 3可 以看出，过流保护定值I″_dz = 6.15 A 。

图 3(Figure 3)

图 3 按灵敏度Ksen=1.5整定结果

经人工计算验证，以上2个计算结果正确可靠， 可以在实际工作中放心使用。

本文结合乌海地区电网35 kV及以下电压等级 线路整定原则，在Visual C#平台上设计了继电保护 整定计算软件，该软件具有选择电压等级和整定原 则、校核整定速断保护范围和过流灵敏度功能，并 且符合采用标幺值阻抗整定计算的习惯。通过实 际应用验证，该软件满足目前乌海地区35 kV及以 下线路整定计算的要求，且软件界面清晰，容量小， 使用简单，计算结果可靠。在实际工作中推行应用 该软件可以提高线路整定的效率和准确性。