摘要：为了规范和简化电力系统二次回路的设计，国家电网公司在广泛调研和讨论的基础上，相继推出了一系列继电保护装置规范，从保护功能、二次回路、外在特性等方面规定了继电保护装置的设计标准。由于电力系统自身的复杂性和特殊性，不同地区用户对继电保护的需求也不相同。因此，在规范中提出了将非共性的保护功能定义为选配功能。以线路保护为例，包括K（3/2断路器接线）、L（过流过负荷功能）、P（三相不一致保护）等选配码，由用户根据需要灵活选择。
关键词：继电保护；装置；选配功能；设计；分析
1导言
由于电力系统自身的复杂性和特殊性，各地电网和变电站所需要的继电保护功能也不完全相同。如果按照各地变电站需求，定制化从头开发对应的继电保护装置，将导致装置代码和配置无法复用，带来极高的研发成本和人力成本，且将极大降低继电保护装置的研发和生成效率，很难快速响应客户的需求。基于这种情况，国家电网公司为了兼顾各地电网和变电站不同的需求和运行习惯，提出了一系列相关的继电保护及辅助装置标准化设计规范用于指导继电保护装置的研发和配置。在国家电网的标准化设计规范中将保护装置功能划分为“基础型号功能”、“必选软件功能”和“可选软件功能”，并且为每一种类型的功能定义了功能选配码。
2整体方案设计
2.1选配整体流程
一是收集需求相近的继电保护装置的客户，根据国网设计规范，最大化开发一份继电保护装置资源配置文件。其中最大化的装置资源配置文件中包含全部的硬件基础功能、必选软件功能和可选软件功能。二是根据国网设计规范，为硬件基础功能和可选软件功能分配选配码。三是通过定制化选配系统，根据不同的客户需求对硬件基础功能、必选软件功能和可选软件功能进行选择和配置，从而无需重复修改和验证代码即可实现定制化选配继电保护装置的能力。
2.2功能划分
根据国网标准，结合软件硬件和可选必选两个维度，将继电保护装置划分为硬件基础功能、必选软件功能和可选软件功能;将选配码划分为硬件基础功能选配码和可选软件功能选配码。一是硬件基础功能:硬件基础功能是指在继电保护装置研发和配置阶段需要的某种用途或类型的硬件，并将其信息最终持久化和体现在继电保护装置的资源配置文件当中。硬件基础功能选配码是根据国网标准为某种类型的硬件基础功能分配一个功能选配码，此选配码用于标识和代表硬件基础功能，例如2M双光纤通道的选配码为A、光纤通道和载波通道的选配码为F和接线方式的选配码为Z。继电保护装置的硬件基础功能通常是在出厂前初始配置在继电保护装置的资源配置文件当中，然后再根据现场和客户需求，通过本文提供的选配系统对功能选配码进行选配和定制，从而实现对硬件基础功能的选配和定制。二是必选软件功能:必选软件功能是继电保护装置必须具备的一系列软件功能，是由装置功能用途、装置型号和装置所选硬件基础功能共同决定的，如纵联距离保护、纵联零序保护、零序过流保护和重合闸等。必选软件功能会在装置出厂前完成初始配置，此部分信息也将最终配置在继电保护装置的资源配置文件当中。如果由于客户需求引起硬件基础功能选配发生变化，同样会导致必选软件功能选配发生变化，此部分由系统根据硬件基础功能选配情况自动识别和处理，无需人为再次重复处理。
3硬件基础功能选配
硬件基础功能选配是针对继电保护装置的硬件通过本文提供的可视化系统对最大化的装置资源配置文件进行选配的过程。根据标准规范和装置类型开发一份最大化的包含所有硬件基础功能的装置资源配置文件，同时还包括可以具备的必选保护功能和可选保护功能。装置的硬件是保护功能的载体，硬件的选择决定了装置能够具备的保护功能。因此硬件基础功能的选配是必选保护功能选配和可选保护功能选配的先决条件，它的选择和配置决定保护功能的选配范围和能力。硬件基础功能的选配包括以下三个步骤：一是使用本选配系统为继电保护装置配置最大化的继电保护装置资源配置，包含所有功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是为每种硬件基础功能配置符合国网规范的唯一选配码，例如线路保护中，2M双光纤通道功能的选配码为A。三是根据现场实际情况，从所有的硬件基础功能选择符合条件的硬件基础功能，并使之选配。装置根据选择的硬件功能配置相应的硬件板卡，组成相应的硬件。
4保护功能选配
4.1必选保护功能选配
必选保护功能是指继电保护装置（例如线路保护、变压器保护、母差保护等）在选择了硬件基础功能后，在此硬件上必有的保护功能。因为必选保护功能作为保护装置必须具备的基本功能，本系统自动为必选保护功能进行选配，生成适应本装置类型和所选择的硬件基础功能的保护功能。该功能选配包括以下四个步骤：一是根据最大化的硬件基础功能和装置类型，开发最大化必选保护功能，覆盖该保护类型的所有必选保护功能。二是通过本文提供的可视化选配系统，对硬件基础功能进行选配。三是完成硬件基础功能选配后，系统根据硬件信息自动为必选保护功能进行选配，生成装置侧资源。三是选配的保护功能的资源包括定值清单、控制字和保护软压板等对用户可见，选配的保护逻辑正常执行。未选配的保护功能对应的软件资源设置为隐藏，对用户不可见，未选配保护功能的保护逻辑不执行。
4.2可选保护功能选配
可选保护功能是由装置功能型号、硬件基础功能决定的需要现场选配的继电保护装置的保护功能，如线路保护中零序反时限过流保护功能和三相不一致保护功能等。该功能选配过程包括以下五个步骤：一是根据最大化的硬件基础功能，开发的最大化可选保护功能。二是通过本文提供的可视化选配系统，对硬件基础功能进行选配。三是硬件基础功能选配完成后，系统根据硬件信息自动为必选保护功能进行选配。三是根据现场需求，对可选保护功能进行选配。五是选配的可选保护功能对应的软件资源包括定值清单、控制字和保护功能软压板等对用户可见，选配的保护功能的保护逻辑正常执行。未选配的可选保护功能对应的软件资源设置对用户不可见，保护逻辑不执行。
5工程应用
本文提出的继电保护装置选配系统已经在多个工程现场投入使用，并取得了良好的实践效果。以线路纵联距离保护装置为例，配置最大化的线路纵联距离保护装置所需的硬件基础功能、必选保护功能和可选保护功能。根据现场情况，硬件基础功能中的光纤通道、2M双光纤通道和接点方式不会同时存在，利用本文提供的选配系统和实际情况对硬件功能进行配置。可选保护功能中的保护功能也会根据现场需求选配，同样利用本文提供的选配系统针对可选保护功能进行选配。最终生成符合现场需求的软硬件资源配置，下载入线路保护装置生效。
6结论
本文通过分析国网公司的标准化规范，提出了一种继电保护装置的软硬件功能选配系统，通过选配的方式满足现场工程需求，无需重复开发和配置装置以完成工程化定制。该方法的应用将有效提高继电保护装置的开发效率、提高装置的复用性，减轻保护装置的测试工作，减少保护装置的配置工作，通过此方法提升了继电保护装置的稳定性和可靠性，缩短了装置的开发周期，能够更加快速响应客户需求，大大提高了产品竞争力。
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论文作者:张飞飞,刘泽堃,王轲,杜思宇,张锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/12
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