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继电保护定义范文1
目前,我国很多地区的220 kV电网线路已超过1 000条。电网结构主要由在同一电源或不同电源同杆并架的各条单线、双线、短线和长线组成。电网线路的复杂性导致继电保护的零序网络难以准确建立计算模型和合理设置系统继电保护的整定解环点,这些都将直接导致220 kV系统继电保护整定计算中的配合工作难以进行。
但是,在电网的实际运行中,一般的220 kV系统继电保护整定解环点和上、下级保护延时段的配合关系都是根据“n-1”方式运算的。在具体的整定计算中,主要通过缩短上、下级保护配合的时间差和延长时段消除故障;通过简化零序电流的计算过程和零序助增系数,预估解环点和延长时段中可能出现的故障。220 kV电网主要凭借自身的可靠性和速动性实现继电保护。
2 整定计算线路主保护
在各个分相电流差动保护中,差动电流最高值和最低值的取值是按照一次相电流小于600 A和小于400 A,并将其折算成二次值进行的。这种取值方式充分考虑了过度电阻的影响,并能满足差动保护应具备的灵敏性和选择性要求。
纵联零序停信元件主要用来保证线路末端具备1.5~2的灵敏度。在具体的操作中,为了方便管理,在满足灵敏性要求的前提下,一般取480 A折成的二次值,除此之外,均按照灵敏度计算标准取值。对于纵联负序停信元件,通常取720 A折成的二次值,且线路末端发生金属性短路时的灵敏度应>2. 如果将纵联零序启信元件取值为240 A,并通过比较零序四段的两个数值后,就应选择两个数值中较小的那个。换句话说,如果满足取值为240 A时的条件,就选取240 A折成的二次值;反之,则根据整定值取值。
在纵联保护中,主要通过定值的灵敏度进行整定计算——线路越短,则要求取值的灵敏度就越大。如果线路长度≥0.1 m,则选取线路感受电抗2.5倍的停信值;如果线路长度<0.1 m,则选取线路感受电抗3倍的停信值,并保障停信范围不会过大。
通常情况下,在电阻的分量计算中,应使保护动作区的最大阻抗值小于最小负荷阻抗值。如图1所示,将电阻定值和电抗定值代入四边形后,应对比四边形各角的参数与保护装置说明书中给定的典型参数值。
3 整定计算线路后备保护
接地距离一段保护的保护范围具有一定的稳定性,在运行中,不会因为改变运行方式而导致设备运行不稳定;接地距离的二段保护具有较高的灵敏性,且保护时间相对较短,零序过流保护的主要优点是它受过渡电阻的影响较小;在三段保护中可躲避非全相的最大电流,但灵敏度较低、动作时间较长。有些地区在对220 kV电网进行保护时,虽然同时使用了这两种设备,但是,通常情况下,这两种设备只在各自的领域完成自身的任务,技术人员并没有将这两种保护设备完美地结合在一起。
在进行线路后备保护整定计算时,应加强主保护,在合理保护的基础上简化后备保护,以确保线路系统的稳定运行。由于零序保护容易受到线路运行方式的影响,所以,在220 kV电网的运行中,使用零序过流保护的线路较少。
4 整定计算元件保护
线路和主变支路断路器失灵的保护计算通常是在电网小方式运行的状态下实现的。如果220 kV母线余出n-1段线,在整定计算时,就要依据被保护线路末端或主变低压侧的最小值取值。在最小单相接地电流出现故障时,经灵敏度检验出的灵敏度应≥1.3,且在运行中尽可能地避开正常运行状态下的负荷电流。但是,由于母联短路电流的计算比较复杂,所以,母联断路器失灵保护统一选取400 A折成的二次值,除此之外,均不考虑灵敏度检验。
5 整定地区电网中的小电源
通常情况下,在一些地区的220 kV电线终端会存在很多小电源。一般依据小电源的装机容量和开机方式对这些馈电线路进行继电保护整定。如果这些馈电线路采用的是单相重合闸的方式,且对重合闸开启了快速同步保护,小电源的开机方式难以满足该继电保护装置的精工电流和启动电流,则应在实际运行中,根据该地区220 kV馈电线路的相关解决办法整定,同时,将重合闸改为三相一次重合闸。
6 结束语
综上所述,在电网的实际运行中,可根据具体的使用需求整改供电网络,减少线路中的多级数串供线路,并在相应的整定基础上配合各种线路保护,对220 kV以下的电网实施有效的继电保护。
继电保护定义范文2
关键词:接地保护;隐患;分析;思考
Abstract: The common action of ordinary 330MW turbine generator stator 3U0 protection raises safety hazards which left in the installation process, and to provide new understanding for the security and seriousness in the secondary loop work.Key words: ground protection; hidden; analysis; thinking
中图分类号:TQ083+.1 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
前言
某公司装有两台发电机-变压器组单元接线的330MW机组,发变组保护使用的是DGT801A型保护装置,在发电机PT、CT二次回路上接临时测量记录仪器时造成了PT接地故障,导致#2机组3U0接地保护动作跳闸,检查原因时发现PT的二次配线有违反规定的问题,随即制定了详细的整改计划,并得以成功实施;从这起事故中我们得到了深刻的教训。
定子3U0保护原理介绍
保护采用基波零序电压式,范围为由机端至机内90%左右的定子绕组单相接地故障。与三次谐波保护合用,组成大中型发电机的100%定子接地保护。保护接入3U0电压,取自发电机机端TV开口三角绕组两端。当零序电压式定子接地保护的输入电压取自机端TV开口三角形绕组时,TV断线闭锁确保TV一次断线时保护不误动。
图1:发电机3U0定子接地保护逻辑图
当3U0采样值达到整定值时延时动作跳开发变组出口开关。
发电机定子接地保护动作过程
#2机组带330MW负荷运行,在发电机机端二次回路上接一只功率记录仪,需要将三相相电压和三相线电流引入记录仪,首先接入了电流回路,在接入电压回路8S后#2机组解列灭磁。
4事故原因调查分析
4.1 微机保护装置动作分析
定子3U0接地保护整定零序动作电压为5V ,延时8.1S;保护装置事件记录显示接地保护3U0采样为13.7V,延时8.1S动作跳闸,与录波器的故障录波文件横向对比,采样值是相同的,说明保护装置的动作是正确的。
4.2 导致保护装置动作的原因调查
因为事故发生在功率记录仪接入机端PT电压之后的极短时间内,听到保护装置动作及打印机工作的声音,所以工作人员保持现场不变接受调查,告知运行人员。通过对一次设备和二次回路的排查,确认接在功率记录仪的一根电压线与一根电流线相接触是造成此次事故的直接原因,而正常情况下电压回路和电流回路是绝缘的。
接下来又有了新的问题:按照接地保护的原理,在PT二次侧接地不会引起发电机定子接地保护动作的。
反过来再次检查PT二次回路,发现3U0的引线存在问题,3U0的N600引线与发变组保护2PT的N600是一根线,违反了电力行业标准《继电保护和电网安全自动装置检验规程‘DL/T995-2006’》中“6.2.3.2……来自电压互感器二次回路的4根开关场引入线和电压互感器三次回路的2(3)根开关场引入线必须分开,不得共用”的规定。
4.3产生零序电压3U0的过程分析
为了方便分析原因,将发生故障时的#2发电机机端2PT接线图绘制如下:
图2:故障时的#2发电机机端PT接线图
图中与 共用了一根导线。当三相电压中的一相与经一定的电阻短接后,短路电流通过流回电压互感器,点与点之间因为电阻的原因就会产生电位差,从而引起定子接地保护动作。
5对PT二次回路的整改措施
针对PT回路存在的问题,制定了相应的整改措施,将上图中的断开,寻找一根备用电缆芯,将单独引至保护屏柜与地线连接,保留原来的连线即可。整改后的PT接线如下:
图3:整改后的#2发电机机端PT接线图
6引发的思考
通过对此次事故的分析,给在电气二次设备上工作的人员敲响了警钟,任何的疏忽和错误都会引发事故,总结过去还要思考未来:
6.1.在建设的过程应加强设备全过程管理,按照规定严格监督安装基建单位的施工,杜绝误接线。
6.2、要求从事继电保护专业的人员必须认真核对设备及其二次配线,杜绝保护设备的误动作。
6.3、在PT和CT回路上工作,应该严格遵守《西北电力系统并网电厂继电保护反事故措施要点》的安全规定,还要不断总结经验,改进工作思路和方法,比如在接入临时表计时,先配好表计接线,检查时除了检查每一根线与外壳的绝缘,还需测量不同回路之间的绝缘,加装空开和熔断器,确认没有问题后再接入,才有安全保障。
6.4、没有执行“在运行的电压互感器二次回路上工作时, 接临时负载时,应装有专用的隔离开关(刀闸)和熔断器”,也是这次事故发生在技术措施上不完善的一种表现,在以后的同类工作中必须解决予以杜绝。
6.5、将问题举一反三,排查并整改存在相同设备上的问题,消除同类型的安全隐患。
7结束语
电力系统电气二次设备是为一次设备的运行服务的,当二次设备存在安全隐患,而隐患又没被发现和解决,发生事故将是必然的。PT和CT二次回路接线的正确性是杜绝误动和拒动的前提,所以应该引起专业人员高度的重视。
参考文献:
[1]王维俭 《电气主设备继电保护原理与应用》 。中国电力出版社 2000年
[2]《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》中国电力出版社 2004年
[3]《继电保护和电网安全自动装置检验规程》中国电力出版社 2006年
继电保护定义范文3
关键词:故障诊断;Petri网技术;故障报警;信息纠错
中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)04-0122-03
现有的故障诊断系统普遍具有信息不确定性,主要表现在:SCADA/EMS采集的各站(厂)的实时数据规模也越来越大,造成不确定信息产生的可能性越大;当电力系统发生故障时,保护或开关会出现误动、拒动以及信息传输中数据的丢失等错误,这些因素会导致信息的不确定性。
针对以上情况,本文应用元件保护配置时延Petri网,对报警信息进行时序一致性识别、和不完备信息状态估计,滤除错误信息,补全丢失的信息,提高故障诊断系统的容错能力[1]。
1 时间/时延Petri网
1.1 基本 Petri 网的定义
Petri网是用来表征系统状态以及状态间转移关系的一种网图。一个基本Petri网的结构PNS是一个四元组PNS=。P={p1,p2,…,pn}(n≥0)是库所节点的有限集合;T={t1,t2,…,tm}(m≥0)是变迁节点的有限集合;库所集合和变迁集合不相交,即P∩T=Φ。I:TP∞为输入函数,O:P∞T为输出函数,输入函数和输出函数分别描述库所和变迁之间的连接函数关系[2]。
1.2 时间/时延Petri网
以时间为主变量的Petri网模型目前主要有两种,一种模块要求每种变迁变化都有一个时间主变量,并要求变量具有延时特性,并要求每一个变迁主变量都存在延时特性,另外这种特性一旦触发能立即引起延时。另外一种模型对变迁变化的时间主变量限定一定时间范围,在时间范围内外,其模块可以连续运行[3]。
2 开关保护信息的纠错模型建立及推理
报警信息纠错处理过程分为以下几步:
第一,设计形成电力设备缓时Petri网模型;
第二,对出现问题的元件具有一定判别特性;
第三,对发现的预警数据进行模拟计算,自动填补缺失数据。
2.1 继电保护原理介绍
电力系统出现问题后主要需要解决的控制单元有电路网线、变压装置和主线;电力线路保护主要有电流保护、距离保护和光纤保护三种实现类型,以下分析仅从三段式来研究。图1中线路Ll和L2的继电保护具有3阶段模式保护,以L1左端保护L1Sm、L1Sp和L1Ss来分析,其中L1Sm是主保护;L1Sp是第一后备保护;L1Ss是第二后备保护。这种3阶段模式保护发生后都会激发CB1。主线保护主要有两种类型:这种保护主要起到保护主线,通过电流大小变化和电路比定义变化起到保护作用。
图1继电保护模型中B1m是主线保护,当电路出现问题,主线保护气会引发CB1和CB3断开,起到保护的作用。
变压器主要有3种类型:电流、电压及差动法。
如图1中继电保护模型为两种,其中一种覆盖范围为变压器,而另外一种模型的覆盖范围为变压器和变压器相连的电力元件。
2.2 电力保护Petri网模形成研究
为了简化研究模型,本文只考虑保护装置动作时间上的排序关系,不考虑时间间隔要求。具体内容为:
(1)定义时间延缓电力保护Petri网模的库所集和变迁集。在时间延缓电力保护Petri网模中,定义电力元件、保护系统和开关装置为库所集。0和1分别表示元件节点处于“正常”和“故障”状态。继电保护节点是由元件状态影响的保护组成,0和1分别表示继电保护节点处于“不动作”和“动作”状态。开关节点是继电保护控制的开关组成,0和1分别表示开关节点处于有“不动作”和“动作”状态。
(2)根据继电保护原理建立元件保护配置时延Petri网模型。以图1中元件L1为例,建立其继电保护信息图,如图2所示。
根据图2建立元件Ll的的保护配置时延Petri网模型,如图3所示。
2.3 故障信息的相同识别
信息的时序相同识别,就是在故障信息中筛选出符合某一元件故障触发动作时序保护机制的信息。
在电力系统正常运转过程中,如果继电系统没有发挥作用,这说明涉及的电力保护元件处于关闭;如果继电系统发挥作用,则会有一定的指示,并通过这样的指示确定问题故障信息的识别[4]。
在继电保护装置C,保护机制发生的定义为Rule(C),Rule(C)通过继电保护装置C中延缓时间Petri系统分析获得。当发现电力系统中继电保护装置C出现问题后定义为S=S(0)∪S(1),定义S(0)为继电保护装置C处于关状态,S(1)定义为继电保护装置C运行,继电保护装置C的问题出现相同识别为S(1)变量为保护机制发生Rule(C)的极大容量SRmax(1),即容量SRmax存在问题因素为最大,其运行为:
(l)以S(1)中每个元素Sj(1)为基时,以保护机制Ru1e (C)扫描识别其它元素,得到相同容量SRj(1)和不同时内容因素SRj(0)。
(2)上一步得到SRj(1),元素最大的即为SRmax(1)。
(3)修正时间不同内容,即Srest(1)=S(1)-SRmax(1),令Srest(0),t动作信息不是继电保护装置C启动的。
(4)获得继电保护装置C,形成判别目录SF,SF=S(0)∪Srest(0)∪SRmax(l)。
其中信息相同定义算法:
假设继电保护装置C的保护机制发生为Ru1e(C)=(a1,b2,c3,),下标1,2,3表示为保护机制a,b,c的变化量。实际问题内容为s={a(1)1,b(1)2,c(1)1,};其中1表示起作用,0代表没有工作。
由于继电保护(e0)没有动作,则有:S=S(0)∪S(1)={e(0)0}∪{a(1)1,b(1)2,c(1)1,}。
(1)先以S(1)中a(1)1为基时,按照保护机制Rule(C)获得的该元素定义时间相同内容集Sa(1)={a(1)};
(2)比较元素个数得到时序一致的极大值集SRmax(1)={a(1)1,b(1)2}。
(3)根据SRmax(1),评估C(1)1不是继电保护装置C触发的,改问关模式,得到Srest(0)={c(0)0}。
(4)最后得出用于继电保护装置C故障诊断的信息集为:SF=S(0)∪Srest(0)∪SRmax(1)={a(1)1,b(l)2,c(0)0}
2.4 基于时延Petri网的报警信息状态估计
经过上一节的处理,已筛选出符合嫌疑故障元件动作时序的报警信息,但这些信息可能不完备,本节目的为补全缺失的信息。
缺失信息节点状态可能与元件节点的状态相关,而元件节点的状态是未知的,此r需对元件节点的状态进行假设,再根据该假设和已有保护信息来判断缺失信息节点状态。开关库所,有动作信息的定义为“1”,无动作信息的定义为“0”。
3 算例
以图1线路L1故障为例,推理过程如下。
3.1 一致性识别
元件L1故障下继电保护动作的时序保护机制表Ruel(L1)可通过图2得到,如表1表2所示。
对于元件L1的继电保护信息集S,依据时序保护机制Ruel(L1),获得时序一致最大化信息集为:SRmax(1)=(L1Sm,L1Rm,CB1,CB2},修正L1Sp为闭合状态L1Sp=0,得到故障诊断信息集SF。
3.2 报警信息状态估计
假设在L1元件一致性识别后保护节点故障信息如表3所示。
将保护信息代入到元件L1的保护配置时延Petri网模型中,结果如图4所示。
然后对继电保护单元进行模拟,按照时序为L1Sm、L1Rm、L1Sp、 L1Rp、T1s、L2Rs。过程为:
(1)L1Sm的目标单位CB1定义为“0”,L1Sm的定义不变,为“0”。
(2)L1Rm的目标单位CB2定义为“1”,L1Rm的定义为“1”,其指令单位L1R通过L1Rm到达CB2,L1Rm的定义不变,为“1”。
(3)L1Sp的目标单位CB1定义为“0”,L1Sp的定义不变,为“0”。
(4)L1Rp的目标单位CB2定义为“1”,其指令单位L1R通过L1Rm到达CB2,L1Rp的定义不变,为“0”。
(5)T1s的目标单位CB3定义为“1”,T1s的定义为“0”,其指令单位L1R不能通过定义为“1”的节点到达CB3,因此将T1s的定义变为“1”。
(6)L2Rs的目标单位CB4定义为“0”,L2Rs的定义不变,为“0”。
最后统计出报警内容修正集{T1s},形成的预警信息集{L1Rm,CB2},供排除故障使用。
4 结语
本文针对电力系统故障诊断问题的特点,基于时延Petri网的电力系统故障诊断模型,提出了电力系统故障报警信息的时序一致性识别算法和不完备信息状态估计推理方法,并选取典型算例进行了验证。结果表明,本文所提出的报警信息纠错处理方法,能够有效的剔除报警信息中的错误信息并补全丢失的信息,提高故障诊断的可靠性。
参考文献
[1]吴欣.基于改进贝叶斯网络方法的电力系统故障诊断研究[D].浙江大学硕士论文,2005.
[2]蒋昌俊.Petri网的行为理论及其应用[M].北京:高等教育出版社,2003.
继电保护定义范文4
关键词:继电保护;智能化;测试系统
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)07-0049-02
继电保护工作是保障电力系统安全的基础,也是防止损失进一步扩大的重要技术。随着科技的发展在各个行业的不断渗透,电力系统也以互联网及网络技术为依托实现了继电保护的网络化和智能化,这为电力系统的继电保护工作开辟了新的途径,而为了使其不断完善,对继电保护智能化测试系统进行研究和分析是十分必要的。
1 非智能化继电保护测试系统
继电保护智能化测试系统相对于传统的测试系统,既能对检验工作进行规范,同时也能实现试验模式和数据的统一化,增强了继电保护检验工作的智能程度。而传统的测试流程则需要耗费大量人力和物力,同时检验质量也容易受到各种因素的影响,甚至还会影响到电力系统的工作息率及生产周期。
在传统的继电保护系统工作的过程中,测试人员要带着继电保护测试仪、测试报告和笔记本到现场,利用笔记本控制测试仪,手动完成测试并记录报告。返回单位后要对现场的实验数据进行整理,填写电子报告并发至领导处审核。整个流程中存在很多影响继电保护测试工作效率的问题。首先,现场测试环节不能保证测试人员能够完全按照检验的标准规程进行测试,而且测试结果的合格性要人为进行判断,测试质量和测试人员的经验相关性大;其次,测试的过程中还要记录,在测试之前可能还需要对定值、投退压板进行修改,按要求进行接线,效率低下且可能会因为忽略一些细节导致试验的失败;再次,填写的试验报告是手写的方式,不仅效率低还不能保证数据的真实有效;最后,人工进行报告传递审核周期长且对之后的查询、统计工作带来不便。
2 继电保护智能化测试系统的应用和优势
2.1 继电保护智能化测试系统的改进方向
针对非智能继电保护测试系统的种种问题,新的继电保护系统需要对以下的几个流程进行改进:首先,在测试任务制定的环节,要根据测试的流程标准制定适合的测试计划并根据系统设备的数据得到测试参数;其次,在现场试验的环节,新的测试系统要能够自动完成测试试验、判断测试的合理性以及数据的填写,同时为了警示信息、帮助信息的可视,新的测试系统还要有现场咨询功能。
针对之前测试系统检验报告审核量大的问题,新的系统要能实现对数据的预审,从而罗列出相应的数据供测试人员进行对比和分析。这样,审核报告就能快速获得相关的信息和历史报告数据,而避免了大量翻阅
资料。
而在现场检查的阶段,新的系统要以测试标准为基础,形成标准格式的检验报告,并能实现自动对装置的检验和对检验结果的分析,并且能够将测试的结果自动填入到检验报告,从而缩短测试时间。而为了能够获得当前步骤的帮助信息或者错误产生时候的预警信息,新的系统还需要具有信息帮助功能,即前文所提的现场咨询功能,这样就能保证试验的顺利完成。
至于现场检验人员方面存在的问题,新的系统要能形成对保护装置检验的标准模式,从而方便用户可以根据录入整定书实现录入;还要有对检验过程中的作业指导,从而方便人员实施操作;最后也需要一个强大的在线帮助系统,随时为检验人员提供帮助。
2.2 继电保护智能化测试系统的优势
新的测试系统只要满足以上的这些要求,就能提高现场几点保护检验的工作效率,还能降低对现场检验人员的技能要求。其优势主要有:
(1)检验效率高:继电保护智能化测试系统能实现检验、试验报告填写的自动化,还能通过网络环境对试验报告进行传递,及时统计报表,也方便日后进行查阅,不仅提高了检验过程的效率,还提高了审核工作和最后统计工作的效率。
(2)检验质量高:因为此继电保护智能化测试系统是在检验标准和作业指导书的基础上建立起来的,而且在试验之前会录入整定值,还能提示测试人员将数值与保护装置的定值进行对比,因此很大程度上防止了测试过程中的误差,还能实现对测试的有效控制,大大提高了检验的质量。
(3)企业效益高:继电保护智能化测试系统也提高了管理工作的效率,缓解了有经验的人员紧缺的状况,同时也节省了人员的培训费用。
(4)数据真实可靠:检验报告的数据由系统的检验程序自动进行填写,保证了数据的真实性,同时,还能将数据以不同形式输出,保证了数据获取的便捷性。另外,还能保存测试仪器输出故障的状态,从而为之后的分析和统计工作提供依据。
(5)检验工作规范:因为系统是严格依照检验标准制定的,检验的程序也是相对固定的,不会出现人为因素影响,检验工作的流程更为规范,同时生成的检验报告的格式也能做到统一化和规范化。
3 继电保护智能化系统的结构和组成
继电保护智能化测试系统主要可以分为测试仪器控制接口、自动测试控制、保护通讯规约、管理系统和测试标准定义。
(1)测试仪器控制接口:测试仪器控制接口是保证功能测试的软件接口,外部系统给出所需要的标准参数数据后,测试仪就能自主完成试验,并通过此接口获取测试结果的数据。
(2)自动测试控制:自动测试平台主要开放3种外部系统接口:第一种是负责数据库下载任务的连接和试验报告的上传;第二种是负责与保护装置的通讯和调用;第三种则是负责外部的其他程序,比如条码扫
描等。
(3)保护通讯规约:保护通讯规约能够实现与保护装置的信息交换,同时还能完成对各种信息的读取工作,实现保护装置的全闭环自动测试,另外,还能读取保护模拟量、输出故障量,为最后的综合性判断提供
依据。
(4)管理系统:管理系统负责通过数据库来对设备、装置测试方案、系统用户、测试报告进行管理。
(5)测试标准定义:测试标准定义主要分为保护测试功能标准数据接口、作业指导书和测试仪器控制软件接口标准这三个方面,并应用XML语言格式对其进行文件描述。
4 结语
继电保护智能化测试系统大大提高了检验的标准化程度及工作效率。为继电保护的检验工作提供了更为先进的方法,相信随着继电保护智能化测试系统的不断发展和完善,其应用水平会得到进一步的提升,应用范围也会得到进一步的拓展。
参考文献
[1] 黎彬,罗绍亮.继电保护智能化测试系统在电力系
统中的应用和展望[J].电气开关,2010,(3).
[2] 胡红兵,李丽君,韩民畴.继电保护装置自动化
测试系统的设计与实现[J].江苏电机工程,
2013,(2).
[3] 姚朝贤.电力系统继电保护技术应用现状的探讨
继电保护定义范文5
【关键词】继电保护 整定计算软件 软件应用开发
1 继电保护整定计算软件组件化设计思路
计算机技术的进步带动了软件设计领域的发展,随着软件工程设计中对面向对象和组件技术研究的深入,分布式与开放式式软件系统的开发变得更为简易,在整定计算软件组件化设计中,软件工作者在开发软件程序时不再需要向计算机中输入编程代码,而是在组件技术和面向对象技术的基础上,创设可重复利用的工程组件,使软件开发者在软件程序编写过程中,能够通过调用预置的工程组件,进而有效简化计算软件的设计过程,组件的编写和调用在简化程序编写过程的同时,还进一步提升了软件的灵活性,使得统一软件能够在多计算环境下得以应用。计算软件组件化设计思想的核心是程序的模块化处理,即通过将庞大,复杂的数据内容转化成为多程序模块构成的结构体,以实现软件程序的组件化。软件组件化中的模块并非简单的代码集合,而是能够独立运行的组件,这些模块化组件被重复应用于不同计算机软件的设计中,进而有效实现了程序设计的简化。
2 COM技术的基本原理分析
COM是一种由微软公司推行的实现软件访问与服务的开放式组件标准,适用于数据链接库,应用程序库以及网络系统访问等多个计算机软件领域。COM技术的研发实现了对软件程序的模块化处理,也为软件服务的访问提供了一致性的服务。在该技术的软件模块划分中,不同软件模块在开展各自服务的同时,还能以面向对象的方式进一步简化软件开发者的程序设计设计过程,使得系统复杂性得以有效简化。从COM技术的访问软件服务一致性的角度分析,客户在进行软件访问时,COM能够将软件进程,系统软件以及计算机中的动态数据库等以对象形式进行统一处理,使得用户能够在使用时能够通过同一种方法进行访问与查询。COM组件标准是独立于编程语言存在的,它仅作为能够与对象进行交互的二进制界面,向软件开发者提供了多种编写形式的COM对象定义与调用途径。此外,由于COM所提供的二进制界面能够支持多界面运行,所以在COM版本更新过程中,已有的用户程序内容会被存储到旧界面中,而新功能则会被添加到新界面中,这就为已编写程序的数据安全提供了有效保障。
3 基于组件的继电保护整定计算软件设计
3.1 基于组件的继电保护整定软件的构架方案分析
现阶段计算机计算所包含的潮流计算方法,故障分析技术以及网络拓扑分析等技术为继电保护整定计算软件的开发奠定了良好的基础,不同过程在相互关联的同时又保持相对独立,这也为继电保护整定软件的组件式开发提供了多角度的实现方式。
3.1.1 有状态实现
有状态实现是针对数据组件化的交互性而提出的,是指将电力系统拓扑信息及其对应的电气量转化为载体状态,并在实际应用时以面向对象的方式进行封装。在整定计算过程中,数据组件被创建后,有状态实现要求对原始数据进行量化处理,并将计算结果定义为承载变量,使其能够应用到组件模块化处理以及其他数据应用中。继电保护中的计算分析是以系统拓扑和相关参数为基础的,这在一定程度上增加了组件间数据传输的数据量,而由于组件化有状态实现只是从数据粒化角度进行处理,所以并为在根本上解决数据量的问题。
3.1.2 无状态实现
无状态实现组件化是指在激活系统数据后,直接对其进行读取与处理,并将其写入数据库。无状态组件化的数据处理方式将组件定义成了单纯的功能模块,这大大提升了组件应用的灵活性,也减轻了组件应用时状态维护工作的读取负担。在继电保护整定计算中,为有效保障数据计算和结线分析等过程中数据的准确性,必须从多方面考虑数据故障出现的可能性,包括数据检修,系统运行以及组合计算等,只有在网络拓扑分析和数据故障计算基础上进行整定计算,才能保障组件化的无状态实现。
3.1.3 基于组件继电保护整定计算软件的实现
为有效控制组件整定计算中数据划分的粒度并提升数据处理的准确性,在实际软件应用设计中通常采用继电保护整定计算的方式,即将网络拓扑分析,故障及潮流计算设计为一个电力系统基础组件,并将其作为特定设计应用到软件数据处理中,以提升软件数据处理的速度和准确性。在该计算方式中,网络拓扑分析还囊括了节点阻抗矩阵,发电机投切以及外部等值计算等功能,这也进一步拓宽了继电保护整定计算在软件开发中的应用。
3.2 基于组件的继电保护整定软件体系结构
3.2.1 网间分布式应用体系结构
网间分布应用体系是通过开发组件间的可交互性以及可维护性,使软件数据能够面向对象并且实现快速计算处理,在体系结构的不同层次中,COM技术作为设计的核心,是促进数据处理速度提升,并进一步网间分布式结构的重要保障。
3.2.2 继电保护整定计算软件的体系结构
继电保护整定计算作为当下较为完整的整定计算软件,是通过将不同电力系统的数据分析结果落实到具体物理模型中,并在数据内存中建立起镜像模型,以此实现对系统数据的处理与封装。在表示层和数据层的衔接环节,继电保护整定计算软件还设计了COMconvert终端组件,在为软件设计者提供较为完整的结构框架的同时,也在很大程度上提升了软件自身的运行效率。
4 总结语
在现阶段我国继电保护整定计算软件的应用开发中,北京中恒博瑞公司的继电保护故障分析整定管理及仿真系统以数据组件化处理为核心设计思想,通过结合组件技术和软件工程设计等技术,有效解决了继电保护整定计算软件设计中现存的问题,但还需要我们在此基础上作进一步优化与创新。
参考文献
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[3]崔家佩,孟庆炎.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.北京:水利电力出版社.2012.
继电保护定义范文6
关键词 继电保护;隐藏故障;监测
中图分类号 TM77 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0180-01
所谓继电保护是指对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,针对相应的检测情况来发出相应的报警信号,或者直接将系统中的故障部分进行相关隔离和切除的一种重要措施。当电力系统中由于自然的、人为的或设备故障等因素发生故障时,继电保护装置必须能够及时快速的把系统故障进行有效切除,从而来保证电力系统的安全运行稳定,最大限度的降低故障引起的人生伤害和财产损失。
继电保护系统的隐藏故障是指继电保护装置中存在的一种永久缺陷,这种缺陷只有在系统发生故障等不正常运行状态时才会表现出来,其直接后果是导致被保护元件的错误断开。多次大停电事故的分析结论表明,这种由于继电保护装置的隐藏故障引起的大停电事故发生概率虽然很小,但危害极大,这类事故一旦发生将会引起电网的连锁反应,事故并会迅速蔓延导致电网崩溃,给电网带来灾难性的后果。
随着电网发展规模的不断扩大,电网的安全运行显得尤为重要,隐藏故障依然是威胁电网安全的主要隐患之一。因此开展对继电保护隐藏故障的研究具有重要的理论和现实意义。
1 继电保护隐藏故障
目前关于隐藏故障的研究主要侧重于两个方面:一是风险评估,研究分析保护系统存在的隐藏故障对大规模连锁停电的影响,并找出系统中的薄弱环节;二是研究开发继电保护隐藏故障的监视与控制系统,通过该系统可以直观的辨识出隐藏故障,从而使保护做出正确的
动作。
1.1 基于隐藏故障的风险评估
继电保护隐藏故障对电力系统的危害程度取决于隐藏故障的发生位置,不同位置的隐藏故障对电力系统的危害程度是不一样的。为了评估隐藏故障对电网的危害程度,有学者提出将风险理论应用于评估由于隐藏故障造成的电力系统连锁故障,通过建立隐藏故障的风险评估体系,对所有可能存在的隐藏故障进行风险评估,从而找出电力系统中的薄弱环节,据此提出由于隐藏故障造成连锁故障的预防措施。
隐藏故障风险评估的基本思想是利用继电保护隐藏故障的概率,根据系统的拓扑结构对连锁故障模型进行仿真计算。最后为了能够定量地分析风险大小,采用两个因素来参与评价风险:事故的可能性和严重性,将风险定义为事故的概率与事故后果的乘积。由于隐藏故障易造成连锁停电事故,故隐藏故障的风险可用连锁停电事故的风险来等同考虑。
1.2 隐藏故障的监测和控制
继电保护系统的隐藏故障是造成电网连锁故障的重要原因之一,因此,很有必要对继电保护系统的隐藏故障进行监测。1996年,A.G.Phdake和J.S.Thorp学者提出了针对保护系统的隐藏故障监测和控制方案如图1所示。由图1可知,该系统用来监测和控制电网中那些具有高脆弱性指数的保护装置,隐藏故障监测与控制系统通过对输入继电器的信号进行分析诊断,事实上也就是复制该保护的算法和功能,最后将监测与控制系统的输出结果与运行中的继电保护装置的输出结果进行逻辑关系的比较,若二者输出结果相同,保护跳闸命令被允许;反之,跳闸指令被禁止,此时,该系统相当于起到闭锁的作用。
2 继电保护隐藏故障监测方法
由继电保护隐藏故障的定义可知,继电保护装置的隐藏故障在正常运行时并不表现出来,而在系统出现压力的情况下才显现,也就是说隐藏故障只会在系统运行中暴露出来,因此,传统的离线式检测方法并不适合用来监测隐藏故障,必须研究针对继电保护装置隐藏故障的在线监测系统。目前尚无专门的监控系统用以检测运行中的继电保护系统是否存在隐藏故障,而是仅依靠微机保护中一些简单的自检功能来保障保护系统的运行。不管是保护系统的定期计划检修还是保护装置自检功能,都属于离线式的检测方法,均没有考虑装置现场运行中的情况,因此,这些目
前广泛采用的离线检测方式都不是可以信赖的检测方案,无法实现对于继电保护隐藏故障的检测。
目前广泛采用的常规检测方法往往是在保护装置离线情况下进行的,由于隐藏故障是在运行过程中才爆发,因此传统的检测方法并不能对隐藏故障进行全面的检测。考虑到隐藏故障存在的特点,完善的检测方法应做到对保护装置进行在线监测,这样才能够在系统暴露出隐藏故障时,及时发现其中的错误动作倾向,对存在隐藏故障的保护装置进行动作闭锁或者使其退出运行,阻止由于保护装置的隐藏故障而造成保护误动作的行为。
对隐藏故障而言,当系统在正常运行的时候,该故障一般不会表现出来;但是,当系统工作不正常时,往往暗示存在其中的隐藏故障已经达到了承受极限。当系统运行状况超过这个极限,保护装置就会出现误动或拒动的错误行为,因此,保护装置的状态经历了一个从正常到故障的动态过程,具体如图2所示。
3 结束语
在电力系统的运行过程中,虽然因为连锁故障造成的大规模的用户造成失电的现象很少出现,但是,我们还应该坚持防患于未然的理念,争取将这一灾难性的事故造成的损伤降低到最低,因为一旦发生相应的故障事故,那么将会造成严重的经济损失,影响日常的生产和生活。为了保证电力系统的安全稳定运行,对继电保护隐藏故障进行相应的评价和分析,对于保证电网的安全稳定运行具有一定的理论意义和现实意义。
参考文献
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