可视化电网故障分析及继电保护整定计算系统的探讨

可视化电网故障分析及继电保护整定计算系统的探讨

陈柏汗

国网四川电力送变电建设有限公司四川省成都市610000

【摘要】：可视化电网在运行过程中会出现一些故障性的问题，为了维护可视化电网的正常运行，对应的单位应当注重可视化和实用性的原则。针对系统运行存在的问题进行分析，再结合计算机系统的测定和运行针对化的优化，最终结合继电保护的特点以及可视化电网运行的特点进行分析。

【关键词】：可视化电网；故障；继电保护器

中国电网建设发展迅速，规模不断扩大，结构日趋复杂。网络故障的分析和计算是选择电气设备和网络布线的重要依据。今天，可视化电网的结构很复杂，操作方式也是不断变化的。目前，一些现有的软件具有故障分析故障和保护设置，并且通过短路计算原始数据，例如保护配置所需的短路电流，然后手动输入配置程序。保护，缺乏自动连接功能。工作量大，效率低的缺点，对于常见的可视化电网故障以及继电保护整点运行，可以使用新的计算机技术来克服这个问题。对网络故障和继电保护配置的分析是能源生产中的常规工作。计算机在多领域的应用已成为必然。

1.故障概念分析

对电力系统故障（计算机算法）的分析经历了一个不断发展的过程。本文总结并讨论了故障计算的基本方法。基于对称分量法从故障点开始，可以将将电压和三相不对称电流分解为正，负和零相序分量，从而改变对称故障点处三相不对称电路的计算。其核心是将相序电压和称为终端方程的故障点电流之间的关系解决为网络方程的三阶网络方程。在复杂故障计算的处理中，这种故障处理方式也是基于“故障修改导纳矩阵”的概念，即由故障条件引起的网络结构变化由矩阵表示。对于不同的故障条件，仅改变YΔ中的元素，然后由程序处理。然而，当涉及断开时，修改导纳矩阵更复杂。

2.故障计算的要求

故障计算分析模块不仅需要具有完整的故障计算分析功能。更重要的是，操作用户可以控制故障计算分析模块的操作（例如更改系统模式，故障类型，故障点，分析）。数量，分析方法等）概念化并且能够接受用户在自定义算法中发布的这些概念化操作指令。其处理要求如下：

①调整计算分为两种模式：调整和调整。通过选择人工手计算的模拟过程，用户选择计算系数和每个配置值的参数，用户也确定计算结果，并且用户的干预能力强。用户选择所有配置条件，系统自动执行所有配置计算。②提供保护设置的自动验证。根据网络结构的变化或系统的操作模式，根据特定的配置原则进行计算，并生成验证报告，表明缺少保护重叠和灵敏度不足。该功能特别适用于变电站的新建或扩建，除了对工厂站保护的新保护外，还可以重新检查保护值。③配置结果以固定值列表的形式存储在数据库中，保存配置时间以便于参考。④在保护设置过程中，操作用户可以看到最后的调整结果（设置值表单）。

3.复杂环网整合方式

随着可视化电网的不断发展，能源网络逐渐形成了复杂的环路网络。这种复杂的网络结构给继电保护配置工作带来了困难。当同一循环中的保护协调关系与同一段匹配时，配置将被锁定，操作用户无法继续。这需要很好地选择继电保护配置的计算起点：断点设置BPS（断点设置）。对于简单网络，起点可以直接手动确定。然而，现代可视化电网是具有多个环网的大规模复杂网络。地址保护通常在多个循环中。很难仅仅依靠手动选择断点，并且难以确保最佳BPS。对于限时继电保护，虽然调整计算的最终结果与断点选择无关，但是一组较少的断点可以大大减少调整计算的工作量。选择断点成为计算继电保护设置的主要任务之一。

获得BPS的方法有两个要求：一个是尽可能少地获得保护配置计算的起点。另外，由于断点的选择对调整计算的结果没有影响，因此需要获得相对快速的BPS。在有关分析功能面向对象实现过程中，实现了一些常用数学类，它们可以方便地移植到其它电力系统分析软件中。文中实现的稀疏线性方程组面向对象算法在存储量、计算速度上都有改善，并且利用了操作符重载和类的封装机制，使用起来很方便。

5.可视化电网故障设计分析

可视化电网一切分析都围绕“电网”进行。应用程序的不同分析功能由不同的分析对象来完成，如潮流计算对象、故障分析对象、保护整定计算对象等。“电网”对象为各种分析对象提供应用编程接口（API-ApplicationProgrammingInterface）。分析对象通过这些接口可获得分析所需的电网各种信息。分析对象依据这些信息完成相应的分析功能，分析结果可以直接输出，亦可再通过API返回给电网。电网对象及各种分析模块信息和数据集中于SQLSERVER数据库，该数据库包括图元参数库，整定规则库，整定结果库，保护信息库，用户信息库等。故障计算时，通常需求得故障前的对应的数据。故本文同时用潮流计算对象实现了潮流计算功能。此外，本文还针对对了数学类，包括复数类、稀疏向量类、稀疏矩阵类、求解对称系数矩阵线性方程组类等。

6.结语

本文档介绍了网络故障和继电保护的可视化分析，整体设计和调谐计算系统的各种功能。故障处理的实现它可以减轻电力系统继电保护配置人员的劳动强度，提高配置计算的可靠性，具有满足能源行业实际需要的意义。故障分析部分包括电网中的几种常见故障；继电保护配置部分解决了不同制造商的保护问题。保护类型的名称与设备上的配置公式之间的差异使配置得以修复。问题整个系统是多功能和实用的，并将继续随着理论和技术的发展而完成。继电保护整定中的分支系数，分析了距离保护和零序电流保护中运行方式和短路点位置选择的原则。根据电网的最大运行方式和最小运行方式的特点，充分考虑网络局部运行方式的变化，如停运一个元件、停运两个元件、线路的相继动作以及它们的两两组合等。在此基础上提出了最大零序电流分支系数及距离保护最小助增系数的计算方案。

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