电厂继电保护整定计算管理系统

电厂继电保护整定计算管理系统

摘要:本文介绍、分析了电厂继电保护整定计算特点及现状,提出了针对电厂继电保护实际情况,基于面向对象技术、数据库技术和图形化界面的电厂继电保护整定管理的软件系统,提出了基于保护装置的整定方法,阐述了该系统的设计思想、功能以及主要特点。

关键词: 继电保护计算保护装置整定管理

1 引言

随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致.发电厂继电保护的整定计算与定值管理是一项重要的基础技术工作,其内容繁杂、技术要求高,现阶段的手工整定计算和人工管理远远不能满足电力安全生产的要求。电力系统继电保护的计算机整定计算已发展得相当成熟,定值管理也逐步数据库化。

目前,整定计算软件普遍采用的方法是整定原则程序法,就是根据应用要求归纳总结所有可能涉及到的整定原则,再按照这些整定原则进行编程实现。因此,本文介绍一种采用面向对象技术和数据库技术,基于保护装置整定的继电保护计算及管理软件。该软件结合了保护装置的不同特点,实现了保护定值与保护装置的统一,具有较强的通用性和实用性,提高了电力系统继电保护运行管理水平。

2 系统核心思想介绍

2.1基于保护装置的整定计算

实际上,根据保护原理整定得到的定值还往往不是保护装置的定值,只是整定工作的一个环节,或者说只是所需定值的一部分,而整定计算的最终目的是得到保护装置所需的全部的、直接用于输入装置的定值,所以采用面向保护装置整定的思想是完整的解决方案,更接近于整定工作的本质需求。

面向保护装置整定的基本思想是:首先选定某一保护装置或添加一种新的保护装置,设置该保护装置的类型(线路保护、变压器保护、母线保护),并选定该保护装置所包含的功能(如:变压器差动保护、变压器后备保护、瓦斯保护…),软件针对用户定制好的保护装置自动进行整定,得到默认定值单模板下的定值单;用户可以根据需要,修改定值单模板,定制个性化模板;也可以导入以前使用的word格式或excel格式的定值单模板,稍加修改即可。

随着发电系统的发展,继电保护新装置的发展速度很快,保护装置生产厂家多、品种繁。特别是进入微机保护时代后,同一电压等级同一元件的保护装置整定的定值项目不统一,不同厂家的不同电压等级、不同元件的保护装置定值项目

非常繁杂。可以看出,面向保护装置的定值整定方法正好解决了该问题,解决了不能预先定制定值内容和算法的技术难题。

2.2装置库知识设计

2.2.1保护系统知识表示设计

显然实现面向保护装置整定的基础是保护装置库的设计,为适应各种类型各种型号保护装置,这个保护装置库是可维护的,根据实际需要,可以创建任何形式的保护装置。通过分析总结抽象,本文采用了层次结构来描述保护系统,将保护系统划分为六级。包括:装置类型,装置型号,保护类型,定值项,原则和公式,变量。

2.2.2变量定义的知识表示

变量分为如下类型:常规变量、电气量、配合定值等。

电气量中根据不同类型装置的特点,主要分为以下几类:一次设备参数、短路电流信息、母线残压信息、相邻支路参数信息等。

配合定值中,用户可以选择跟知识库中中的任何定值配合,包括本支路其他定值、相邻支路定值、上级支路定值等。

2.2.3整定原则知识库

整定原则知识库除了整理了部颁整定规程的整定原则外,还汇总搜集了大量现场实际经验。所有整定原则进行了规范设计,按原则描述、参数变量、计算公式统一规范为计算机易于表达的形式,利用本系统中的装置自定义系统建立作为系统的默认知识库。

2.3自定义装置的整定计算方案

在整定计算过程中,首先根据公式定义中各变量的定义获得各变量值,对应相邻支路配合等情况,变量有可能取得多值。获得各变量以后,带入公式可以得到公式结果,如果变量存在多值,进行循环,然后根据公式定义的取值方式(>或者<)获得公式结果唯一值。对应一定值项对应多公式的情况,可以根据各公式值给出取值区间,用户可以根据取值区间取值。

3 基于图形化界面的继电保护整定管理系统简介

继电保护整定计算软件完整的功能体系包括:模型的建立、故障分析计算、定值整定计算和输入输出数据的管理四个部分,该功能体系的实现及相互间的关系如下图所示,说明如下。

人机界面:用户通过人机界面完成整定软件系统的设置、输入输出。

模型建立:继电保护整定的对象模型包括一次电网模型和继电保护配置模型,由用户通过人机界面建立。

故障分析计算:通过故障分析计算模块为继电保护整定进行数据准备,其实际应用过程包括对原始物理模型进行拓扑分析生成抽象的数学模型,为减少直接操作数据库速度慢加快运行速度,在故障计算之前,将数学模型直接镜像到内存。

整定计算:利用故障计算输出的整定参量、预置的相关系数、整定规则,计算输出定值。

数据管理:数据包括输入的、输出的、中间的三种,应用数据库管理,清晰明了。

4系统主要特点

4.1 图形化界面

专业化绘图界面,完善的参数输入界面,周到的数据导入及备份功能,强大的图纸处理功能(可生成、编辑、打印各种图纸,包括主接线图、序网图、保护配置图)。

4.2实用性

体系完备、功能强大;建模、计算、整定、管理涵盖了电厂继电保护专业所有的工作环节,成为电厂继电保护专业强有力的工作平台,大大地提高了管理水平和自动化水平。

4.3开放性

软件并不是针对某个电厂而设置,而是为一般电厂所通用。利用独创的“继电保护知识”自定义方法方便地对保护装置、保护种类、整定原则、整定公式进行创建、维护,使得“继电保护知识库”具有可维护性和可定制性,是一个真正的开放式系统。

5 结论

本文提出应用专家系统方法的继电保护整定实现模型。通过对电力系统继电保护及其整定原则的分析、总结、抽象,设计实现了一套完整开放的知识建立、知识表达方法,整定原则采用自定义的方式,面向保护装置进行定值计算,较好地解决了该软件的工程化和产品化问题。