繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的生產(chǎn)應(yīng)用
對于電力系統(tǒng)而言，繼電保護(hù)是重要的安全措施之一。因為繼電保護(hù)裝置它的選擇性、靈敏性以及可靠性直接會關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行安全。而衡量繼電保護(hù)裝置選擇及靈敏性的一個重要指標(biāo)就是繼電保護(hù)的定值。因為繼電保護(hù)正確合理的定值直接會關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，所以對于電力工程而言，繼電保護(hù)定值的整定計算具有非常重要的意義。
1 引進(jìn)新型繼電保護(hù)整定計算軟件的必要性
在還沒有新型繼電保護(hù)整定計算軟件出現(xiàn)的時候，對于繼電保護(hù)的整定計算主要還是依賴于人工手算，有時也會輔助于一些計算設(shè)備，但是因為實際工作當(dāng)中會因為工作量大或者計算費時過長等等原因而造成最后的結(jié)果與實際結(jié)果的偏差較大。短路計算是繼電保護(hù)整定計算工作中的前提和基礎(chǔ)，早期的短路電流計算程序還是在DOS操作系統(tǒng)下完成的。這些軟件在早期雖然被用到電流計算中，但是在實際工作當(dāng)中它還存在著諸多的缺陷，這些缺陷主要突出表現(xiàn)在以下幾個方面，功能、建模方法及管理數(shù)據(jù)庫。
首先系統(tǒng)功能單一。因為該系統(tǒng)只能做好對于部分保護(hù)類型的定值計算或者是對故障進(jìn)行計算，而對于繼電保護(hù)專業(yè)管理的工作實際的功能發(fā)揮作用并不大。
其次該建模方法落后。該系統(tǒng)主要利用支路節(jié)點輸入法，在進(jìn)行支路節(jié)點輸入時它對電網(wǎng)的支路及相關(guān)節(jié)點進(jìn)行逐一的編號，再以數(shù)據(jù)文件形式輸入，通過這種方式先將電網(wǎng)的原始模型構(gòu)建出來。因為在實際操作過程中這種軟件限制了電網(wǎng)的節(jié)點數(shù)，所以在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜的趨勢下很難跟上地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展速度和步伐。
最后該系統(tǒng)不具備完善的繼電保護(hù)管理數(shù)據(jù)庫。因為缺乏系統(tǒng)和完善的數(shù)據(jù)庫信息所以很難實現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護(hù)生產(chǎn)管理工作的有效實施。為此，《繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)》的開發(fā)為解決以上問題提供了新的思路，成為目前許多地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)生產(chǎn)管理的有效工作平臺。
2 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的功能
在研發(fā)《繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)》過程中，嚴(yán)格執(zhí)行電網(wǎng)短路計算及整定計算規(guī)程，結(jié)合地區(qū)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點及其運(yùn)行要求，經(jīng)過大量的運(yùn)行調(diào)試，不斷充實、修改和完善，經(jīng)過幾次程序升級，如今的軟件系統(tǒng)已經(jīng)趨于全面成熟。該系統(tǒng)基于Windows設(shè)計、基于數(shù)據(jù)庫設(shè)計、基于圖形化設(shè)計、采用了當(dāng)今先進(jìn)成熟的計算方法和軟件技術(shù)，構(gòu)成系統(tǒng)的主要模塊如下圖所示。
構(gòu)成繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)由圖形化建模故障分析、繼電保護(hù)整定計算、圖開化繼電保護(hù)仿真校驗以及繼電保護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)庫定值數(shù)據(jù)庫四個主要模塊組成。第一對于圖形化建模故障的分析，因為該系統(tǒng)采用先進(jìn)的故障分析程序，所以當(dāng)用戶進(jìn)行故障分析時就會變得非常簡便，可以在提供的有效圖形環(huán)境里畫出電網(wǎng)接線圖。這樣故障分析程序的結(jié)果將會自動生成并顯示出來;第二對于繼電保護(hù)整定計算。系統(tǒng)軟件可以將電網(wǎng)線路上的圖標(biāo)進(jìn)行整定然后將其配到電網(wǎng)相應(yīng)位置上，通過自動整定或手動整定來實現(xiàn)整定計算。整定計算工作完成之后就可以輸出完整的計算書;第三對于圖形化繼電保護(hù)仿真校驗。在對繼電保護(hù)裝置動作進(jìn)行仿真校驗時先要設(shè)置對應(yīng)的運(yùn)行方式和故障類型。那么系統(tǒng)在這個過程中就可以調(diào)用故障模塊來決定是否跳閘。除此之外該系統(tǒng)還可以實現(xiàn)對開關(guān)制動的模擬進(jìn)行后備動作的保護(hù)行為;第四關(guān)于繼電保護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)庫及定值數(shù)據(jù)庫。因為該系統(tǒng)軟件具有優(yōu)于其它的系統(tǒng)軟件的優(yōu)點，它擁有完備的繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)庫和保護(hù)定值數(shù)據(jù)庫。所以實現(xiàn)了電網(wǎng)故障分析和整定計算與該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫形成一個整體，突出了它的整體性。
3 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的應(yīng)用
為了加深對繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的認(rèn)識，先要了解繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，拓普電氣結(jié)合實際工作經(jīng)驗對此進(jìn)行了相關(guān)的應(yīng)用總結(jié)。
3.1 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)為生產(chǎn)工作帶來便利
繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)為生產(chǎn)工作帶來了諸多的便捷，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。其一它可以自動生成電網(wǎng)主線圖、序網(wǎng)阻抗圖以及繼電保護(hù)配置圖，這個功能加大了生產(chǎn)工作的工作效率;其二它可以使手動整定和自動整定變?yōu)楝F(xiàn)實，在整定工作完成之后還可以直接打出整定書，這樣就可以實現(xiàn)定值的整定配合，大大減少了人員因素而造成的誤差情況;其三它可以通過故障仿真功能檢驗保護(hù)動作行為;其四它還可以根據(jù)實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)迅速地查電網(wǎng)的具體故障點，為后序工作的開展提供準(zhǔn)確和有利的數(shù)據(jù);其五在短路計算過程中可以設(shè)置多種運(yùn)行方式并且還可以模擬多種故障類型，為故障分析提供更多的數(shù)據(jù)依據(jù);其六該系統(tǒng)管理查詢功能強(qiáng)大，查詢功能為多種運(yùn)行方式提供了方便。
3.2 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)在應(yīng)用中不斷地完善
為了使繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)得到更加廣泛的應(yīng)用，所以還需要在不斷應(yīng)用過程中進(jìn)行不斷的完善，以實現(xiàn)創(chuàng)新思路和創(chuàng)新要求的目的。為此，筆者結(jié)合與其它研發(fā)人員進(jìn)行的研發(fā)思考做了工作上的改進(jìn)。主要包括以下幾個方面，因為原來的窗口選擇時靈活性不強(qiáng)所以實際操作起來不是非常的方便，而經(jīng)過工作改進(jìn)后繪圖使用拉伸命令時增加窗口的靈活性;第二原來元件不能一次性實現(xiàn)復(fù)制到指定位置，而經(jīng)過工作改進(jìn)后在進(jìn)行繪圖時可以實現(xiàn)直接將元件復(fù)制到指定位置;第三早期由于字節(jié)數(shù)受限所以對運(yùn)行方式的描述不能做到全面和具體，但經(jīng)過后來工作改進(jìn)增加字節(jié)后就可以呈現(xiàn)更多的運(yùn)行方式描述，從而使得選用的運(yùn)行方式更加清晰明白;其四對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變電站數(shù)量較多的地區(qū)電網(wǎng)，為了提高整定速度，縮短故障計算時間，可以將大電網(wǎng)分為多個區(qū)域塊電網(wǎng)，每個區(qū)域塊電網(wǎng)定義為一個獨立的子網(wǎng)，利用網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)對各個區(qū)域塊電網(wǎng)進(jìn)行等效連接，然后再進(jìn)行故障計算及整定計算。
3.3 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的改進(jìn)建議
為了繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)能夠在實際工作得到更廣泛的應(yīng)用和普及，筆者對自己所在地區(qū)繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的改進(jìn)工作提出了一些建議，希望同行可以相互借鑒。
其一增加了聯(lián)絡(luò)線兩端繼電保護(hù)裝置相繼動作時，校驗保護(hù)定值靈敏度的功能;其二在自動整定功能下,若計算的線路零序Ⅳ段定值大于該線路Ⅲ段定值,則零序Ⅳ段定值應(yīng)自動取為零序Ⅲ段定值;其三修改軟件在故障查詢及仿真校驗時對電網(wǎng)故障過渡電阻的取值,使之計算的電網(wǎng)故障點更加準(zhǔn)確;其四故障計算中,應(yīng)增加查詢主變中性點電流互感器中流過的零序電流,便于準(zhǔn)確校核變壓器零序電流保護(hù)靈敏度;其五線路零序Ⅳ段保護(hù)在與相鄰主變高壓側(cè)(220 kV)零序最后段(零序Ⅲ段保護(hù)跳總出口)配時,不能選擇高壓側(cè)零序Ⅲ段,只有中壓側(cè)零序電流可選,建議進(jìn)一步完善。
4 結(jié)語
科技時代引領(lǐng)下使信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電網(wǎng)生產(chǎn)和電網(wǎng)管理工作中得到廣泛的應(yīng)用，它的重要性也在電網(wǎng)工作中得到突顯。而這些悄無聲息的變化也正在推動著微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的普及、故障信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用以及綜合自動化變電站的不斷建立。對于繼電保護(hù)故障分析整定管理以及仿真系統(tǒng)也已經(jīng)在一些區(qū)域電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。它的廣泛應(yīng)用不僅在繼電保護(hù)整定計算工作效率上是一個很大的提高，而且它還為繼電保護(hù)裝置以及繼電保護(hù)專業(yè)培訓(xùn)在線運(yùn)行提供了新的模擬方法。總而言之，繼電保護(hù)故障分析整定管理以及仿真系統(tǒng)既為繼電保護(hù)專業(yè)信息資源共享提供更加良好的信息平臺，又為繼電保護(hù)專業(yè)管理工作提供了更加標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化的路徑。
信息整理：揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司 信息來源：ewkbg.com
1 引進(jìn)新型繼電保護(hù)整定計算軟件的必要性
在還沒有新型繼電保護(hù)整定計算軟件出現(xiàn)的時候，對于繼電保護(hù)的整定計算主要還是依賴于人工手算，有時也會輔助于一些計算設(shè)備，但是因為實際工作當(dāng)中會因為工作量大或者計算費時過長等等原因而造成最后的結(jié)果與實際結(jié)果的偏差較大。短路計算是繼電保護(hù)整定計算工作中的前提和基礎(chǔ)，早期的短路電流計算程序還是在DOS操作系統(tǒng)下完成的。這些軟件在早期雖然被用到電流計算中，但是在實際工作當(dāng)中它還存在著諸多的缺陷，這些缺陷主要突出表現(xiàn)在以下幾個方面，功能、建模方法及管理數(shù)據(jù)庫。
首先系統(tǒng)功能單一。因為該系統(tǒng)只能做好對于部分保護(hù)類型的定值計算或者是對故障進(jìn)行計算，而對于繼電保護(hù)專業(yè)管理的工作實際的功能發(fā)揮作用并不大。
其次該建模方法落后。該系統(tǒng)主要利用支路節(jié)點輸入法，在進(jìn)行支路節(jié)點輸入時它對電網(wǎng)的支路及相關(guān)節(jié)點進(jìn)行逐一的編號，再以數(shù)據(jù)文件形式輸入，通過這種方式先將電網(wǎng)的原始模型構(gòu)建出來。因為在實際操作過程中這種軟件限制了電網(wǎng)的節(jié)點數(shù)，所以在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜的趨勢下很難跟上地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展速度和步伐。
最后該系統(tǒng)不具備完善的繼電保護(hù)管理數(shù)據(jù)庫。因為缺乏系統(tǒng)和完善的數(shù)據(jù)庫信息所以很難實現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護(hù)生產(chǎn)管理工作的有效實施。為此，《繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)》的開發(fā)為解決以上問題提供了新的思路，成為目前許多地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)生產(chǎn)管理的有效工作平臺。
2 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的功能
在研發(fā)《繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)》過程中，嚴(yán)格執(zhí)行電網(wǎng)短路計算及整定計算規(guī)程，結(jié)合地區(qū)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點及其運(yùn)行要求，經(jīng)過大量的運(yùn)行調(diào)試，不斷充實、修改和完善，經(jīng)過幾次程序升級，如今的軟件系統(tǒng)已經(jīng)趨于全面成熟。該系統(tǒng)基于Windows設(shè)計、基于數(shù)據(jù)庫設(shè)計、基于圖形化設(shè)計、采用了當(dāng)今先進(jìn)成熟的計算方法和軟件技術(shù)，構(gòu)成系統(tǒng)的主要模塊如下圖所示。
構(gòu)成繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)由圖形化建模故障分析、繼電保護(hù)整定計算、圖開化繼電保護(hù)仿真校驗以及繼電保護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)庫定值數(shù)據(jù)庫四個主要模塊組成。第一對于圖形化建模故障的分析，因為該系統(tǒng)采用先進(jìn)的故障分析程序，所以當(dāng)用戶進(jìn)行故障分析時就會變得非常簡便，可以在提供的有效圖形環(huán)境里畫出電網(wǎng)接線圖。這樣故障分析程序的結(jié)果將會自動生成并顯示出來;第二對于繼電保護(hù)整定計算。系統(tǒng)軟件可以將電網(wǎng)線路上的圖標(biāo)進(jìn)行整定然后將其配到電網(wǎng)相應(yīng)位置上，通過自動整定或手動整定來實現(xiàn)整定計算。整定計算工作完成之后就可以輸出完整的計算書;第三對于圖形化繼電保護(hù)仿真校驗。在對繼電保護(hù)裝置動作進(jìn)行仿真校驗時先要設(shè)置對應(yīng)的運(yùn)行方式和故障類型。那么系統(tǒng)在這個過程中就可以調(diào)用故障模塊來決定是否跳閘。除此之外該系統(tǒng)還可以實現(xiàn)對開關(guān)制動的模擬進(jìn)行后備動作的保護(hù)行為;第四關(guān)于繼電保護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)庫及定值數(shù)據(jù)庫。因為該系統(tǒng)軟件具有優(yōu)于其它的系統(tǒng)軟件的優(yōu)點，它擁有完備的繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)庫和保護(hù)定值數(shù)據(jù)庫。所以實現(xiàn)了電網(wǎng)故障分析和整定計算與該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫形成一個整體，突出了它的整體性。
3 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的應(yīng)用
為了加深對繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的認(rèn)識，先要了解繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，拓普電氣結(jié)合實際工作經(jīng)驗對此進(jìn)行了相關(guān)的應(yīng)用總結(jié)。
3.1 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)為生產(chǎn)工作帶來便利
繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)為生產(chǎn)工作帶來了諸多的便捷，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。其一它可以自動生成電網(wǎng)主線圖、序網(wǎng)阻抗圖以及繼電保護(hù)配置圖，這個功能加大了生產(chǎn)工作的工作效率;其二它可以使手動整定和自動整定變?yōu)楝F(xiàn)實，在整定工作完成之后還可以直接打出整定書，這樣就可以實現(xiàn)定值的整定配合，大大減少了人員因素而造成的誤差情況;其三它可以通過故障仿真功能檢驗保護(hù)動作行為;其四它還可以根據(jù)實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)迅速地查電網(wǎng)的具體故障點，為后序工作的開展提供準(zhǔn)確和有利的數(shù)據(jù);其五在短路計算過程中可以設(shè)置多種運(yùn)行方式并且還可以模擬多種故障類型，為故障分析提供更多的數(shù)據(jù)依據(jù);其六該系統(tǒng)管理查詢功能強(qiáng)大，查詢功能為多種運(yùn)行方式提供了方便。
3.2 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)在應(yīng)用中不斷地完善
為了使繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)得到更加廣泛的應(yīng)用，所以還需要在不斷應(yīng)用過程中進(jìn)行不斷的完善，以實現(xiàn)創(chuàng)新思路和創(chuàng)新要求的目的。為此，筆者結(jié)合與其它研發(fā)人員進(jìn)行的研發(fā)思考做了工作上的改進(jìn)。主要包括以下幾個方面，因為原來的窗口選擇時靈活性不強(qiáng)所以實際操作起來不是非常的方便，而經(jīng)過工作改進(jìn)后繪圖使用拉伸命令時增加窗口的靈活性;第二原來元件不能一次性實現(xiàn)復(fù)制到指定位置，而經(jīng)過工作改進(jìn)后在進(jìn)行繪圖時可以實現(xiàn)直接將元件復(fù)制到指定位置;第三早期由于字節(jié)數(shù)受限所以對運(yùn)行方式的描述不能做到全面和具體，但經(jīng)過后來工作改進(jìn)增加字節(jié)后就可以呈現(xiàn)更多的運(yùn)行方式描述，從而使得選用的運(yùn)行方式更加清晰明白;其四對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變電站數(shù)量較多的地區(qū)電網(wǎng)，為了提高整定速度，縮短故障計算時間，可以將大電網(wǎng)分為多個區(qū)域塊電網(wǎng)，每個區(qū)域塊電網(wǎng)定義為一個獨立的子網(wǎng)，利用網(wǎng)絡(luò)等值參數(shù)對各個區(qū)域塊電網(wǎng)進(jìn)行等效連接，然后再進(jìn)行故障計算及整定計算。
3.3 繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的改進(jìn)建議
為了繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)能夠在實際工作得到更廣泛的應(yīng)用和普及，筆者對自己所在地區(qū)繼電保護(hù)故障分析整定管理及仿真系統(tǒng)的改進(jìn)工作提出了一些建議，希望同行可以相互借鑒。
其一增加了聯(lián)絡(luò)線兩端繼電保護(hù)裝置相繼動作時，校驗保護(hù)定值靈敏度的功能;其二在自動整定功能下,若計算的線路零序Ⅳ段定值大于該線路Ⅲ段定值,則零序Ⅳ段定值應(yīng)自動取為零序Ⅲ段定值;其三修改軟件在故障查詢及仿真校驗時對電網(wǎng)故障過渡電阻的取值,使之計算的電網(wǎng)故障點更加準(zhǔn)確;其四故障計算中,應(yīng)增加查詢主變中性點電流互感器中流過的零序電流,便于準(zhǔn)確校核變壓器零序電流保護(hù)靈敏度;其五線路零序Ⅳ段保護(hù)在與相鄰主變高壓側(cè)(220 kV)零序最后段(零序Ⅲ段保護(hù)跳總出口)配時,不能選擇高壓側(cè)零序Ⅲ段,只有中壓側(cè)零序電流可選,建議進(jìn)一步完善。
4 結(jié)語
科技時代引領(lǐng)下使信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電網(wǎng)生產(chǎn)和電網(wǎng)管理工作中得到廣泛的應(yīng)用，它的重要性也在電網(wǎng)工作中得到突顯。而這些悄無聲息的變化也正在推動著微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的普及、故障信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用以及綜合自動化變電站的不斷建立。對于繼電保護(hù)故障分析整定管理以及仿真系統(tǒng)也已經(jīng)在一些區(qū)域電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。它的廣泛應(yīng)用不僅在繼電保護(hù)整定計算工作效率上是一個很大的提高，而且它還為繼電保護(hù)裝置以及繼電保護(hù)專業(yè)培訓(xùn)在線運(yùn)行提供了新的模擬方法。總而言之，繼電保護(hù)故障分析整定管理以及仿真系統(tǒng)既為繼電保護(hù)專業(yè)信息資源共享提供更加良好的信息平臺，又為繼電保護(hù)專業(yè)管理工作提供了更加標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化的路徑。
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