电厂继电保护故障分析管理系统研讨.doc

目 录第一章 前言21.1 背景21.2 千呼万唤始出来31.3 系统特点3第二章 RELAY（电厂版）功能体系52.1 系统设置52.2 电厂模型的建立52.3 故障计算52.4 保护功能设置52.5 整定计算62.6 保护装置参数设置62.8 元件、计算结果、保护、定值的数据管理查询、打印62.9 定值单管理62.10实用工具7第三章 RELAY（电厂版）运行环境83.1 硬件要求83.2 软件环境8第四章RELAY（电厂版）系统主界面简介94.1 “文件”104.2 “视图”114.3 “选项”114.4 “绘图”124.5 “故障计算”124.6 “整定计算”144.8 “帮助”154.9工具栏15第一章 前言1.1 背景继电保护装置是保障电力系统安全稳定运行的重要防线，为保证继电保护充分发挥作用，继电保护必须满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，简称“四性”。除可靠性要依赖于继电保护装置本身之外，选择性、灵敏性、速动性均取决于保护定值，因此做好电厂继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。电力系统由发电、输变电、用电三个环节构成，也可简单地分为电厂和电网。相应地，根据应用对象继电保护也分为电网保护（线路保护）和电厂保护（元件保护）。本质上讲，电网保护和电厂保护的定值整定计算是相同的，首先研究保护对象发生故障后出现的特征量的变化规律，设计一种自动装置继电保护，反映该特征量，当特征量达到预定的定值，装置自动动作于断路器切除故障对象。而为了保证继电保护的每一次动作严格地满足选择性、灵敏性、速动性的要求，每种保护的定值需遵循一定的原则进行计算，即整定原则。但是由于保护对象的差别，电厂保护和电网保护在形式上有明显的不同，相对于电网保护种类少、整定原则规范而言，电厂保护具有明显的特点。l 数量多完整的发电机保护数量多达20种以上l 种类杂除了反映工频量的保护外，还有反映非工频量的保护、反映非电量的保护l 主保护以差动保护为主差动保护本身具有选择性好、灵敏度高的优点，由于电厂各电气元件两侧电气量易于获得，差动保护在电厂得到广泛应用。l 厂用电保护配合复杂厂用电接线复杂，甚至出现环网，造成保护之间的配合难以满足要求；而且大型电动机的自启动电流对保护整定的影响更加严重。鉴于上述特点，电厂继电保护整定工作一直是电厂生产运行的一项重要工作。以往电厂的保护整定往往由电网保护部门代为计算。随着电力体制改革，厂网分开，使得电厂保护整定计算工作越发成为影响电厂安全稳定运行的一个薄弱环节，因此一个专业实用、功能完备、应用灵活的电厂继电保护整定软件的需求显得尤为迫切。从上世纪70年代，电力系统就开始借助计算机软件进行继电保护定值的整定计算，进入上世纪九十年代，随着计算机软硬件技术的快速发展和故障分析计算理论的成熟，继电保护整定开始广泛应用软件技术实现保护定值整定计算，继电保护整定软件进入了一个蓬勃发展的时期，目前应用于电网的整定计算软件在功能和性能上已经能基本满足应用需求，达到了实用化的程度，而应用于电厂的整定计算软件在国内尚属空白。1.2 千呼万唤始出来“继电保护故障分析整定管理及仿真系统”，是中恒博瑞公司的战略产品之一，自电网版推出以来，受到广大客户的欢迎和赞誉。秉承“不断进取，追求完美”的精神，通过广泛现场调研，对电厂继电保护整定计算需求进行了详尽分析，在研制电网版“继电保护故障分析整定管理及仿真系统”成熟经验的基础上，又推出全新的“继电保护故障分析整定管理及仿真系统” 电厂版（以下简称RELAY）。RELAY适用于各类电厂继电保护专业，是用于进行电厂故障计算分析、继电保护整定计算、信息管理的大型综合软件系统。RELAY应用先进成熟的故障分析理论，实现了通用的电厂故障分析计算功能，既可按照常规的计算方法进行电厂各种故障的稳态计算，也可按照“曲线法”进行精确的近距离暂态故障计算；针对电厂继电保护数量多、种类繁的特点，采用基于“专家系统”的方法了实现完备灵活的电厂继电保护整定计算，利用独创的“继电保护知识”自定义方法方便地对保护种类、整定原则、整定公式进行创建、维护，使得“继电保护知识库”具有开放性、可维护性，既能适应规范统一的部颁技术标准要求，又能适应各种现场特殊应用要求；运用数据库技术对该软件相关的输入数据、输出数据、衍生数据以及继电保护专业的各类数据信息进行有效管理。电厂版继电保护故障分析整定计算及管理系统技术先进、功能完备，成为电厂继电保护专业强有力的工作平台。1.3 系统特点1.3.1图形建模专业化绘图界面直观、方便、快捷地绘制电厂接线图完善的参数输入界面快捷灵活建立元件参数，实现图形数据一体化参数打印功能打印各种元件参数，打印格式可由用户定义强大的图纸处理功能可生成、编辑、打印各种图纸，包括元件参数图、主接线图、序网图1.3.2故障计算智能化节点编号数学计算模型自动生成模糊处理具备抗奇异矩阵的能力独特的相移处理技术解决变压器的相移问题，真实反映故障后的电气量可视化故障设置方便自由地设置接地故障、相间故障、断线故障、多重故障专业故障计算专门针对电厂故障计算特点提供基于运算曲线法的暂态故障计算全面的专业数据输出提供您想要的所有数据完备的网络操作接口包容各种运行方式的处理自定义运行方式提供特殊运行方式处理手段灵活实用的故障分析工具为保护定值提供校验、仿真手段1.3.3整定计算保护装置库用户可维护，适应各种类型电厂继电保护装置保护整定原则用户可维护，可方便建立编辑各种电厂保护整定原则保护配置设置保护功能实用的整定流程模拟人工思维过程自动整定弹指一挥，完成整定手动整定全程可视，任意干预，结果可信实时计算书详细记录整定过程1.3.4数据、保护装置及定值单管理管理查询全面的专业数据查询定值单模板自动生成各种定值单模板定制可以自动生成或者由用户自行定制定值单模板条件查询快捷定位所需的数据树状结构分层管理系统数据全程闭环管理清晰完备保护装置管理自定义保护装置及对应保护功能、整定原则和公式第二章 RELAY（电厂版）功能体系2.1 系统设置l 颜色配置l 精度设置l 系统设置系统设置、电压设置、阻抗形式2.2 电厂模型的建立l 建立各种电力元件及其拓扑关系l 大小方式定义l 元件等值及参数计算l 保护配置l 元件的旋转、拉伸、移动、镜像l 元件的删除、复制、剪切l 块操作l 网格的显示、隐藏l 操作的恢复l 分页线2.3 故障计算l 节点编号，数学模型生成l 计算母线等值阻抗l 故障设置l 故障计算l 查看全部量l 查看单个量l 电气量分析l 查询故障点位置2.4 保护功能设置l 发变组保护l 发电机保护l 电动机保护l 变压器差动保护l 变压器后备保护l 母差保护l 线路保护2.5 整定计算l 整定发变组保护l 整定发电机保护l 整定电动机保护l 整定变压器差动保护l 整定变压器后备保护l 整定母差保护l 整定线路保护l 计算书管理2.6 保护装置参数设置l 新建保护装置类型l 保护装置参数输入l 新建保护功能l 选择保护功能 l 根据用户定义模板自动生成定值单（定值单模板也可由程序自动生成）2.8 元件、计算结果、保护、定值的数据管理查询、打印l 一次设备l 保护功能装设l 等值阻抗l 最大负荷电流l 支路电流l 分支系数l 保护装置参数l 保护装置定值l 选择查询字段l 保护功能新增、修改和删除l 保护原则及对应公式新增、修改和删除2.9 定值单管理l 定值单查询n 按照定值单的状态查询n 按照定值单参数查询l 定值单维护2.10实用工具l 实数复数计算器l 线路参数电子手册l 电缆参数电子手册第三章 RELAY（电厂版）运行环境3.1 硬件要求计算机配置：CPU：推荐PIV 1.5G或以上硬盘：推荐40G或以上内存：推荐256M或以上显存：8兆以上显示器：推荐17英寸纯平。打印机：激光打印机。3.2 软件环境系统平台: Windows98/ Windows2000 / WinNT/WinXP相关软件: Office 2000/OfficeXP专业软件: RELAY 电厂版第四章 RELAY（电厂版）系统主界面简介在进入系统后，首先显示主界面如图：主界面自上而下分为1、主菜单 2、工具栏 3、工作区 4、状态栏。图4.1 系统主界面主菜单包括（1）文件（2）视图（3）选项（4）绘图（5）故障计算（6）整定计算（7）帮助七部分。当第一次启动本系统时菜单工具栏仅有“文件”菜单和“帮助”菜单可用，在新建一个工程后“视图”和“选项”菜单变为可用状态。其他菜单仅在选择相应状态时可用。4.1 “文件”图4.2 “文件”菜单窗口“文件”菜单包括以下子菜单：1）新建：新建一个工程，单击“新建”子菜单将弹出路径对话框，用户可设置新工程名称及路径；2）打开：打开一个已经存在的工程；3）导入图形：将以前版本绘制的图形导入到当前图形中；4）保存：保存当前工程；5）另存为：当前工程另存为用户设定路径下的指定名称；6）块另存为：当前工程选定某一块图形另存为用户设定路径下的指定名称；7）图形拷贝：在绘图状态下，拉出一个矩形框，选中一个区域后，点击“图形拷贝”，可以将选中的矩形区域以BMP格式拷贝到WINDOWS的剪贴板上；8）页面设置：可以设置打印页面的大小、方向、页边距等；9）打印预览：显示当前工程主接线图的打印样式；10）打印：打印当前工程主接线图；11）最近打开的工程：最多显示最近打开的五个工程；12）退出：退出本系统。4.2 “视图” 图4.3 “视图”菜单窗口视图主菜单包括以下子菜单：1）图形定位： 双击图形中元件的名称或选中后按确定，将显示窗口自动定位到该元件为中心处；2）图形放大：将图形按照一定的比例放大（仅供显示）；3）图形缩小：将显示的图形按照一定的比例缩小；4）状态选择：可以选择进入以下状态： 进入绘图状态：在该状态下可以绘制、修改图形； 进入计算状态：在该状态下可以进行故障计算、计算等值阻抗； 进入整定状态：在该状态下可以进行整定计算； 进入管理状态：可以进入数据库查询管理及定值单管理；5）显示保护装置装设：可以显示、隐藏全部的保护装置标签，也可以分别显示、隐藏变压器或线路的保护装置标签；6）图形显示方式：主画面可以以三种方式显示，主接线图、正序网图、零序网图。4.3 “选项”图4.4 “选项”菜单窗口选项菜单包括以下子菜单：1）颜色配置：用于设置画面背景的颜色、各电压等级的颜色，并可定义非标电压等级；2）精度设置：用于设置计算中数据保留的小数位数；3）系统设置：用于设置计算、整定中的一些设置，例如系统基准容量、各电压等级的平均电压等；还可选择序网图中阻抗形式。4.4 “绘图” 图4.5 “绘图”菜单窗口绘图菜单包括以下子菜单：1） 删除：当选中某元件，并点击该菜单项时，就删除该元件；2） 恢复：恢复上一步删除的元件；3）复制：将元件复制到剪贴板中；4）剪切：将元件剪切到剪贴板中；5）粘贴：将剪贴板中的元件复制到系统中；6）旋转：将选中的元件旋转90度；7）清空剪贴板：将剪贴板上的数据清除；8）显示工具箱：显示或隐藏绘图工具箱；9）输入互感：输入零序互感参数。4.5 “故障计算”图4.6 “故障计算”菜单窗口故障计算菜单包括以下子菜单：1）设置运行方式：可以将当前系统所处的运行方式切换为大方式、小方式、临时方式和进入自定义运行方式；2）显示节点编号：将系统画面中各节点编号显示出来，用于检查系统的连接是否正确，因为连接在一起的等电位点只有一个编号；3）计算所有母线等值阻抗：将系统中各母线的等值阻抗计算出来，并列表显示；4）设置故障：可以在某条母线上、某节点上或某线路上某处设置某种类型的故障，设完故障后，软件自动进行当前运行方式下的故障计算。软件可以进行各种类型的故障计算包括：单重故障、多重故障、跨线故障和基于运算曲线法的暂态计算，如下图所示：图4.7 “设置故障”界面5）查看单个量：当设置完故障后，可以通过该菜单项来查看某支路电流、某母线电压、某两条支路的分支系数以及故障点的等值阻抗、电流、电压；6）查看全部量：当设置完故障后，可以通过该菜单项以表格形式查看所有支路电流、母线电压。4.6 “整定计算” 图4.8 “整定计算”菜单窗口 整定计算的子菜单如下：1） 整定：包括自动整定和手动整定；图4.9“整定计算”界面2） 计算书管理：管理整定计算书；3）计算整定参数：计算整定过程中需要的电气量；4）备份