图形化电力系统故障分析与整定系统

摘 要

本文详细介绍了以图形建模方法为基础的电力系统故障分析和整定系统的功能。采用图形建模的方法，设计了电力系统的故障分析与整定软件系统，能够对电力系统的故障进行仿真，同时通过对继电保护进行整定校验，能够更好的对电力系统保护装置进行定值管理，为电力系统的维护提供丰富的继电保护数据，为提高电力系统的稳定性提供参考。

【关键词】图形建模 电力系统故障 分析 整定

1 前言

电力系统的正常运行，是保障安全生产和社会稳定的重要因素，对电力系统的故障进行仿真校验，能够根据仿真的数据，采集电网系统的保护定值数据，进而为电力系统更好的运行，提供依据，因此，开发电力系统故障分析和整定系统，有利于提高电力系统的稳定性。本文介绍了电力系统故障分析和整定系统的图形建模功能、参数输入及计算功能、故障计算功能、整定计算功能以及数据的仿真校验的功能。

2 图形化电力系统故障分析与整定系统的图形建模功能

2.1 能够对图形进行绘制，且具备打印功能

在系统中存储电力系统中常用的各类电气元件。

用以实现以下图形编辑功能：

（1）所涉及的电气元件，以利用图形处理工具，进行复制，粘贴，删除、缩放等操作，可以和现有常规绘图软件相适用。

（2）所涉及的文字，可以根据电力系统的设计需要，进行字体、颜色设置和调节。并且设计文字存储数据库。

（3）所涉及的图形模块，具备有选取，移动、链接和复制功能。

（4）所涉及的图形画面，具备整体平移、缩放、最大化，最小化的查看功能。

（5）所涉及的电子元件，可以根据设计需要，对其前景色和背景色定制设置。

（6）所涉及的电子元件图，具备导入，导出功能，能够和其他设计软件匹配。

2.2 图形存储功能

能够将系统接线图以数据格式或位图格式另存。

2.3 参数输入及计算功能

（1）基准容量100MVA且允许修改。

（2）基准电压（230、115、37、10.5、6.3kV）且允许修改。

（3）可以根据需要，设定相关参数，以设置各种电气元件的正序、零序或负序参数，用以电力故障系统的仿真计算。发电机：提供中性点是否接地的设置；

（4）所涉及的电子元件，可以根据设计需要，对其前景色和背景色定制设置。所涉及的零阻抗元件，能够根据需要，设置名称、电压等级数据信息，以及，断路器的开合状态数据信息。

2.4 元件参数连接关系的自检

可以自行生成电子元件之间的连接关系，并对其进行检验，同时对所涉及的电子元件，也能够生成文本文档进行数据记录，并实现快速定位和导入，导出的功能。

2.5 保护装置的类型设置

保护装置的配置数据和生成的图形，能够展示并且打印。并且可对各类保护装置，进行自选保护定值设定，且可以提供安全建议的参数管理系统，使用户可以根据实际需要，查询历史故障记录，并根据现行运行情况，修改各类参数。

3 电力系统的故障计算功能

（1）利用所绘制的图形、以及设定的参数，可以自行分析电网中的网络拓扑关系，利用设定好的历史故障记录，进行比对，进行生成算所需的数学模型。

（2）可以图形化展示各类故障点及故障类型，并提供相应的建议。

（3）设置多种类型故障计算方式，例如单相接地、两相接地、非全相故障或者两相相间短路等故障类型，供用户查询比对。

（4）能够组合运行方式、组合故障类型下的简单故障计算。

（5）能够计算多重简单故障。

（6）提供自动计算全网分支系数、电流最值的功能。

（7）根据保护安装处所感受的电气量，提供单端测距和双端测距功能。

4 整定的计算类型

4.1 自动整定保护

所涉及的自动整定保护，能够不受人工影响，软件即可自行搜索各类的历史故障数据以及整定规则，并且进行相应的计算，进而自动得出整定结果，可以供用户可以整定工作参考，整定过程，可提供整定过程的计算书，方便用户获取整定结果。

4.2 手动整定保护

所涉及的手动整定保护，可以根据事先设定的整定规则，进行继电保护定值的查询，可帮助用户找出相邻线路、且调出相邻线路保护的定值集、然后进行整定结果的自动计算。所述整定过程中，软件可将计算出的各种方式下的分支系数和最大最小短路电流等数据，进行图形化展示，方便用户进行数据的判定。

5 仿真校验功能

所涉及的仿真检验功能，不仅可以对任意类型故障进行仿真，且可以对电力系统进行整体的搜索，然后可对电力系统中常见的电阻短路、拒动等情况进行仿真模拟，仿真结束后，可生成完整的仿真报告，并且可以到处打印，所述方正报告，可以采取图形化的方式展现给用户，能够让用户更快的确定故障所出现的位置，以及历史故障的维修方式记录。

6 结束语

电力系统的正常运行，是保障安全生产和社会稳定的重要因素，对电力系统的故障进行仿真校验，能够根据仿真的数据，采集电网系统的保护定值数据，进而为电力系统更好的运行，提供依据，本文详细介绍了以图形建模方法为基础的电力系统故障分析和整定系统的功能。能够对全网继电保护定值仿真校验，提供丰富的继电保护专业数据。希望为电力系统的安全运行提供一定依据。

参考文献

[1]钟渝佳.直流电源系统断路器的级差配合研究[D].重庆大学，2006.

[2]徐婷婷.基于GIS的图形化配网继电保护整定的研究和实现[D].东南大学，2005.

[3]许成哲.通用性发电厂继电保护整定计算系统的开发[D].东北电力大学，2007.

[4]钱军.图形化地区电网继电保护整定及仿真智能系统的研究[D].湖南大学，2007.

[5]车诒颖.基于无接触部署的图形化电力系统故障分析软件[D].广西大学，2007.

[6]周芳.可视化的发电厂故障分析与保护整定综合系统的研究[D].浙江大学，2002.

[7]朱治中.图形化的发电厂故障分析与继电保护整定综合系统[D].福州大学，2003.

[8]殷柯.高压电网继电保护装置故障仿真系统研究[D].南京理工大学，2003.

作者简介

李朔（1985-），男，现为华电滕州新源热电有限公司助理工程师。

作者单位

华电滕州新源热电有限公司 山东省滕州市 277500