專利名稱：一種簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法
技術領域：
本發明屬于電力系統繼電保護動作仿真技術，特別是一種綜合利用了邏輯判斷及定值比較法的簡易快速的繼電保護故障動作仿真技術。
背景技術：
近幾十年來，隨著電網規模的日益增大，電網結構日趨復雜，其運行方式也隨之多樣化，從而使得繼電保護整定計算工作的復雜程度大幅提高。要保證繼電保護整定值在各種運行方式下的正確性和可靠性，往往需要調度人員對保護配置和定值進行校核，以確保實際系統在故障情況下，保護能夠正常動作。目前，校驗繼電保護定值主要有2種方式:一種是針對繼電保護全系統的邏輯判斷仿真，它通過對繼電保護裝置安裝情況、保護原理以及故障信息進行邏輯判斷從而得到各保護的動作情況。這種判斷方法與故障計算無關，有著實時性好、速度快等優點，但要求廠站主接線比較標準。對于輻射狀電網或存在較多T接線時，邏輯保護判斷將變得十分復雜；另一種是將故障計算得到的電氣量與系統的整定值進行比較的定值判斷方法，它能夠真實地模擬電網在故障情況下各裝置的保護動作情況。目前這種方法應用比較廣泛，可以通過各種事故預想后的裝置動作行為考察整定值的正確與否。(1.王為國，代偉，萬磊等，DTS中繼電保護和安全自動裝置仿真方法的分析，電力系統自動化，2003，27 (5)，58-60.2.韓學軍，朱濤等，供電網繼電保護可視化整定計算與動作仿真系統，電網技術，2008，28(14)，28-31.3.錢華，張良，新一代地區電網DTS系統中的繼電保護仿真，電力系統及其自動化學報，2004，14(4),72-75.4.楊勝春，王力科，張慎明等，DTS中基于定值判斷的繼電保護仿真，電力系統自動化，1998，22 (8)，30-32.)劉云和陳金富等利用定值判斷方法，提出面向裝置的保護仿真思想，綜合運用了基于阻抗矩陣以及基于導納矩陣的故障計算模型，能夠在圖形界面上準確地模擬各種故障下保護的動作情況，實 現電網保護動作的仿真功能。(1.劉云，陳金富，楊雄平，黃瑩，粟小華，電網繼電保護動作仿真軟件開發，電力自動化設備，2007，27 (2),90-93.)鄒俊雄和蔡澤祥等人則提出了一種基于電力系統一次和二次接線圖的繼電保護動作邏輯仿真的實現思想和算法。(1.鄒俊雄，蔡澤祥，孔華東，劉為雄，基于圖形平臺的電力系統繼電保護動作邏輯仿真，電力系統自動化，2002 (8)，61-64.)目前基于定值比較法的仿真方法計算量較大，仿真運行時間較長，相應軟件售價較高，對于某些小用戶來說，此類方法過于冗長復雜，且成本過高；而基于邏輯判斷法的仿真方法受到網絡結構制約較大，應用相對并不廣泛。
發明內容
本發明的目的在于提供一種綜合利用邏輯判斷及定值比較法，從而快速實現繼電保護故障動作仿真的方法。實現本發明目的的技術解決方案為:一種簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法，步驟如下:步驟1、設置故障動作仿真環境，具體包括故障位置、故障類型、運行方式、拒動項設置、保護拒動設置、斷路器拒動設置，其中保護拒動設置的備選項為故障元件配備的保護類型；斷路器拒動設置的備選項為故障元件各側的斷路器；步驟2、對步驟I設置的仿真環境進行識別，對相應變量進行賦值，完成初始化工作，變量含義及賦值說明如下:
權利要求
1.一種簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1、設置故障動作仿真環境，具體包括故障位置、故障類型、運行方式、拒動項設置、保護拒動設置、斷路器拒動設置，其中保護拒動設置的備選項為故障元件配備的保護類型；斷路器拒動設置的備選項為故障元件各側的斷路器； 步驟2、對步驟I設置的仿真環境進行識別，對相應變量進行賦值，完成初始化工作，變量含義及賦值說明如下:
2.根據權利要求1所述的簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法，其特征在于，步驟3中特殊位置故障時分析線路保護與母線保護的搶跳或拒動情況具體為: (1)當線路保護CT與母線之間發生故障時，相當于母線故障，線路保護不啟動，直接啟動母線主保護； (2)當線路保護CT與線路該側斷路器之間發生故障時，線路差動與母線差動都將啟動，具體為:母線差動動作于跳開母線所連所有的斷路器，線路差動動作于跳開線路兩側斷路器，若線路未配備差動保護，則由母線差動動作故障切除； (3)當母線保護CT與線路該側斷路器之間發生故障時，線路差動與母線差動都將啟動，具體為:母線差動動作于跳開母線所連所有的斷路器，線路差動動作于跳開線路兩側斷路器，若線路未配備差動保護，則由線路后備保護動作斷開對側斷路器，故障切除； (4)當母線保護CT指向線路側發生故障時，屬于普通位置故障，按照普通位置故障進行處理。
3.根據權利要求1所述的簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法，其特征在于，步驟3中當故障位置為普通位置且拒動項為斷路器拒動時，分析斷路器故障時保護的動作情況具體為: 步驟3-1、對拒動的斷路器進行標記； 步驟3-2、啟動故障元件的主保護，跳開未標記為拒動的斷路器； 步驟3-3、啟動元件的斷路器失靈保護，跳開拒動斷路器一側母線所連的其他斷路器。
4.根據權利要求1所述的簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法，其特征在于，步驟3中當故障位置為普通位置且拒動項為繼電保護裝置拒動時，分析上下級元件之間的保護配合情況具體包括以下步驟: 步驟3-A、將不同類型的元件定義為不同的類，之后按類進行檢索，判斷該元件是否為故障支路的上下級，若不是則繼續下一個元件，若是則計算該元件的電流、電壓值，故障計算忽略電阻值； 步驟3-B、依次遍歷該元件配備的保護，檢查該保護是否被設置為拒動，若被設置為拒動則繼續下一種保護類型，若未被設為拒動，則根據保護原理，進行定值比較或者邏輯判斷，確定保護是否啟動，若保護啟動則將該保護標記為啟動，否則繼續下個保護類型；邏輯判斷則用于距離保護，若故障點在該線路距離保護范圍內，則將保護標記為啟動，否則不啟動；其余的保護類型采用定值比較法進行判斷，即將元件中的故障值與整定值相比較，若滿足動作條件，則將保護標記為啟動，否則不啟動； 步驟3-C、將所有標記的已啟動的保護按照動作先后進行排序，然后依次將對應的斷路器斷開，每斷開一次斷路器，就檢驗故障是否被切除，如果故障已經切除，則停止后續動作，輸出仿真結果；如果故障未被切除，則保護繼續動作。
5.根據權利要求4所述的簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法，其特征在于，步驟3-C中故障被切除具體分三種: (I)故障元件兩側的斷路器均已跳開；(2)故障元件兩側所連母線上其他側的斷路器均已跳開；(3)故障元件一側斷路器已跳開，另一側所連母線的其他側斷路器也已跳開。
全文摘要
本發明公開了一種簡易快速的電力系統繼電保護動作仿真方法。該方法首先提供故障動作仿真環境的設置界面，按照需要對仿真環境進行設置；對設置的仿真環境進行識別，即對相應變量進行賦值，完成初始化工作；依據故障位置以及拒動項的設置分情況進行仿真；當故障位置為特殊位置時，分析線路保護與母線保護的搶跳或拒動情況；當故障位置為普通位置且拒動項為斷路器拒動時，分析斷路器故障時保護的動作情況；當故障位置為普通位置且拒動項為繼電保護裝置拒動時，分析上下級元件之間的保護配合情況。本發明的方法簡單易行，減少了一些不必要的計算，縮短了運行時間，為繼電保護整定的校驗提供了參考，且結果可靠。
文檔編號H02H7/26GK103236682SQ201310146958
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月24日 優先權日2013年4月24日
發明者王寶華, 周曉蘭, 王玉龍, 朱湘婧, 周潔 申請人:南京理工大學