電力局繼電保護技術精選(九篇)

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第1篇：電力局繼電保護技術范文

論文關鍵詞：距離保護,濾波器,算法,仿真

電力系統繼電保護是保障電力系統安全運行的關鍵。其中輸電線路距離保護是一種理論性較強的保護，由于距離測量是判斷線路故障位置的一種較好的定量測量方式，所以距離保護是線路保護中重要的保護裝置。即使在超高壓輸電線的繼電保護系統中，距離保護仍是一種不可替代的后備保護。

在微機保護時代，人們可以根據實際情況在眾多的保護方案和算法中做出選擇，不僅要適應繼電保護選擇性、快速性、靈敏性和可靠性等要求，而且還要適應精簡性、自適應性等新要求。

距離保護適用的數字濾波器和阻抗算法有很多。數字濾波器有差分濾波器、加法濾波器、積分濾波器等。阻抗算法有倒數算法、半周積分算法、傅里葉算法等。這些算法各有優缺點和使用的條件。本文就Tukey數字低通濾波器和R-L模型算法進行仿真與研究，并分析其穩定性和實用性。

1 Tukey數字低通濾波器及R-L模型算法

Tukey低通濾波器具有較短的暫態時延，所以在微機距離保護中得到了應用。所設計的Tukey數字低通濾波器的差分方程為：

（1）

輸電線路距離保護R-L模型算法：對于一般的輸電線路，在短路情況下，線路分布電容產生的影響主要變現為高頻分量，采用低通濾波器將高頻分量濾除，就可以忽略線路分布電容的影響，因此，輸電線路等效為R-L模型。

（2）

2 算法的穩定性分析

實質就是分析R1和L1的計算公式會不會出現的情況。當在出口附近短路時，分子將趨近于0，因此，如果分母出現兩個非常接近的數相減，就會出現的情況，從而導致算式的不穩定，出現很大的誤差。為便于分析，假設電流和電流的導數都是正弦的，即：

上式中：為時刻電流的相角，為電流的導數超前電流的角度，為滯后的角度。

（3）

同理可求得：

（4）

（5）

式中，為電壓超前電流的角度

對分母的分析

從（1）式可以看出：分母的值與時刻電流的相角無關；在相間短路時，電流的導數總是超前于電流，即，帶入（1）式可得：

（6）

因此，越接近，分母的值越大，當時，，，有：

上式與兩點乘積算法一樣。因此，為了提高分母的數值，以便提高算法的穩定性，常采用長數據窗算法。

對電感計算公式的分析

電感L的計算公式中的分子為：

當金屬性短路時，，因此上式同分母一樣，其值與無關。

對電阻計算公式的分析

電阻R的計算公式中的分子為：

當金屬短路時，很小，可能出現兩個相近的數相減。因此，電阻分量的計算相對誤差一般要比電抗分量的誤差大。

3 數字低通濾波器及解微分方程算法仿真

3.1建立電力系統仿真模型

在Matlab環境下建立一個簡單500kv電力系統暫態模型，見圖1，其主要包括雙端三相電源、輸電線路和故障點模塊，用其可以完成電力系統的運行及其各種短路故障仿真。

其中，把線路參數設置為典型的架空線路，MN端長342km，NR端長352km，在MN線路距離M側42km處發生三相短路故障。 輸電線路參數：

正序：

負序：

，。

線路對地正序電容：，線路對地零序電容：

M、N側等值系統的參數為：，

圖1電力系統暫態仿真模型

三相故障模塊被設置為三相短路故障，暫態仿真時間為0.1s開始故障，0.2s結束故障，采樣時間

3.2 Tukey數字低通濾波器濾波仿真

未經過Tukey數字低通濾波器濾波的波形如下：

圖2 MN故障線路N端電壓電流波形圖

圖3給出了前面例子中N側電壓電流經Tukey低通濾波處理后的波形。可見，經過低通濾波后，N側電壓電流信號中的高次諧波被濾掉了，與圖2比較波形平滑了許多。

圖3MN故障線路N端電壓電流經Tukey低通濾波后的波形圖

3.3 R-L模型算法仿真

圖4仿真出濾波后線路阻抗的變化圖，橫軸是采樣時間，縱軸是r(t)和x(t)。

圖4 濾波后線路阻抗動態特性圖

從圖4可以看出，經過Tukey數字低通濾波器濾波后，可以忽略線路分布電容的充放電效應。

從圖5可以看出，阻抗動作軌跡進入了方向阻抗圓內，繼電器動作。

圖5方向阻抗圓與阻抗動作軌跡

4 總結

解微分方程算法僅用于計算線路阻抗，應用于距離保護中，且不受電網頻率變化的影響不需要濾波非周期分量。缺點是具有分布電容的長線路，將對算法產生誤差。故在使用解微分方程算法時，前段加上Tukey數字低通濾波器，可以將高頻分量濾除，忽略線路分布電容的影響，對輸電線路距離保護來說，Tukey數字低通濾波器和解微分方程算法配合是個很實用和穩定的方案。

參考文獻：

[1] 孫會浩，杜肖功，袁文光，魏欣，于濤.110kV線路距離保護裝置的研制[C].2008中國電力系統保護與控制學術研討會論文集，2008.

[2] 戚俊麗.微機距離保護新算法的探討與實現[D].山東大學碩士學位論文，2007.

[3] 張哲，陳德樹.微機距離保護算法的分析和研究[J].電力系統及其自動化學報，1992,4(1):71-77.

[4] 段玉倩，賀家李.基于人工神經網絡的距離保護[J].中國電機工程學報，1999,19(5):67-70.

[5] 譚其驤.微機保護原理及算法仿真[M].浙江：浙江人民出版社，2006,10.

[6] 洪培孫，李九虎.輸電線路距離保護[M].中國水利水電出版社,2008,1.

第2篇：電力局繼電保護技術范文

一、繼電保護實訓基地

國家電網公司繼電保護高技能人才培養基地的前身為湖北省電力公司繼電保護專業培訓中心，該基地于1988年建成，占地面積600余平方米，2010年5月，經過嚴格的遴選，該基地成為國家電網公司高技能人才培訓基地。

1.基地建設情況

基地按照實際現場標準設計500kV和220kV兩個變電站的完整二次系統及綜合自動化系統，可對實際現場設備運行中出現的保護異常、保護故障進行模擬分析，以提升員工專業技能。同時，本基地還擁有目前國內繼電保護設備最先進，廠家最廣泛的優勢，可用以開展各類職工培訓、技能鑒定、科研開發、技能比武、教師培養等工作。

2.工作成就與動態

基地的投用，為國家電網公司、湖北省電力公司的高技能人才實訓、比武以及項目開發提供了較好的平臺，已先后多次承擔國網公司、湖北省電力公司繼電保護人員培訓任務，承接湖北省第五屆職工技能大賽暨湖北省電力公司繼電保護專業高技能比武等多項比賽，并依托基地順利進行了湖北電力繼電保護專業標準化課程開發項目（目前已驗收通過），出臺《湖北省電力公司生產技能人員繼電保護培訓規范》，出色的工作成績得到了國家電網公司、湖北省電力公司的肯定。

二、電力營銷實訓基地

國家電網電力營銷高技能人才實訓基地按照供電企業電力營銷專業技能要求建設而成，總投資900多萬元，實訓面積600余平方米，涵蓋電能計量、用電檢查、裝表接電、用電信息采集、抄表核算收費、用電業務受理、95598客戶服務七個職種，實現了電力營銷教學、培訓與生產實際操作的零距離銜接，可用于電力市場營銷專業學生的教學實訓，以及供電公司生產技能人員的培訓、考核、競賽和鑒定工作。

1.基地建設

基地秉承“嚴謹求實、開拓創新”的精神，以滿足供電公司電力營銷人員現場技能需求為導向，按照“理論與實操相結合、重視實際技能培訓”的培訓思路，打造高水平專兼結合的師資隊伍，建立全省電力營銷人員培訓體系，描繪出電力營銷人員崗位學習地圖，采用實操演練、案例教學、角色替換等最新培訓方式，實現了電力營銷培訓的科學化和系統化，造就了電力營銷專業特色培訓品牌。

在做好培訓工作的同時，實訓基地高度重視教培互舉體系建設與開發，以研發促培訓、以培訓促研發，采用“走出去、請進來”的方式強化與各網省培訓中心的交流合作，努力將基地打造成電力營銷專業的研發基地和研討中心，力爭成為國家電網公司一流的電力營銷培訓基地。

2.工作成就與動態

電力營銷實訓基地的培訓工作嚴格遵守《國家電網公司生產技能人員職業能力培訓規范》要求，按照“理論與實操相結合、重視實際技能培訓”的培訓思路，從湖北電力企業的實際出發，開展了電力營銷特色培訓，通過案例教學、技術講座、交流討論、實操演練等方式，組織行業技術專家、企業資深技術人員、高校教師為學員授課，著重更新學員的專業知識，提升了學員分析和解決問題的能力，形成了湖北電力營銷培訓的特色。

近年來，電力營銷實訓基地教師先后承擔了全國“農電工知識技能競賽”選手培訓、全國“用電檢查、裝表接電”大比武強化培訓、國家電網公司供電“服務之星”勞動競賽湖北選手的選拔培訓、國家電網公司“電能計量技能競賽”強化培訓、湖北省電力營銷高技能人才培訓等工作，培訓選手在全國大賽中均取得優異成績，一大批技術能手和技能專家從這里走出。在2005年、2008年、2010年連續三屆的國家電網公司供電“服務之星”競賽中，培訓選手共計9人全部榮獲獲國家電網公司供電“服務之星”稱號，1人榮獲“十佳服務之星”稱號。

三、仿真實訓基地

國家電網公司湖北電力仿真培訓中心是國內開展電力仿真培訓最早的單位之一。1988年，原湖北省電力局決定在武漢電力學校（現武漢電力職業技術學院）建立大型火電機組仿真培訓基地，1993年2月，“湖北電力仿真培訓中心”正式成立，在并開始組織對外培訓。

1.基地建設

基地研發實力雄厚，從1988年參與第一臺仿真機組開始，先后自主研發了35kV―1000kV各電壓等級的變電仿真機、變電站集中監控系統，200MW～1000MW火電機組仿真機，生物質電廠、水電廠仿真機也已投入使用并取得良好的效果。

基地在努力研發的基礎上積極推廣開發成果，曾為華東電網有限公司培訓中心等多家單位和機構提供技術和設備支持，深受廣大用戶好評；與此同時，基地實行培訓與仿真開發并舉，仿真開發緊跟電力工業技術進步的腳步，將培訓需求融入到仿真機的開發中，開發出針對性、適應性較強的培訓體系，并已出版配套培訓教材多部，現已廣泛應用于各類仿真培訓中。

2.工作成就與動態

經過多年努力，國家電網湖北電力仿真培訓中心已成為國內知名的電力仿真培訓中心之一。2005年11月，基地通過了中國電力企業聯合會組織的電力行業仿真培訓基地評估，首批被授予“電力行業仿真培訓基地（火電、變電）”。研發成果更是得到了業內外專家的一致好評。其中，2006年中心獨立開發的“500kV綜合自動化變電站仿真培訓系統”獲得中電聯電力職業技術教育教學成果獎系統開發類一等獎；2008年完成的1000kV特高壓交流示范工程變電運行培訓系統已正式通過驗收，專家組認定該項目“填補了國內空白，整體技術處于國內領先水平”；此外，由基地研發的各類產品多次榮獲湖北省電力公司、華中電網公司科技進步獎等榮譽。

第3篇：電力局繼電保護技術范文

關鍵詞 變電站；保護配合；變電站設計

中圖分類號TM63 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）52-0120-02

陜西省地方電力（集團）有限公司在前幾年農網改造中，部分變電站按農村小型化II模式建設，存在部分單位對此模式變電站PRWG2-35型熔斷器中的“K”熔絲的選擇、ZW8-12真空斷路器的過流保護及10kV KFE重合器的配合應用認識不足的問題，隨意改變定值后，失去了三者保護配合的選擇性。在多年從電站設計工作中，注意到了三者的配合十分重要，本文對此展開論述。

1 根據保護選擇性要求

圖1

d1點故障時：KFE按規定程序動作

ZW8、PRWG正常運行

ZW8作為KFE的后備保護

d2點故障時：ZW8按規定程序動作

PRWG作為ZW8的后備保護

變壓器內部故障時：PRWG熔絲熔斷。

d1、d2點二次側故障不能反映到一次側。

2 伏－秒特性曲線

圖2

1）PRWG2－35，“K”型熔絲，其為反時限特性，見圖2；

2）ZW8的過電流保護特性有兩種：

（1）定時限特性，見圖3。當流過保護裝置的電流（如短路電流）大于其啟動電流Id2時保護動作，保護裝置的動作時限是一定的，與電流無關，如圖3中曲線1所示，具有定時限特性的過電流保護叫做定時限過流保護。

圖3

（2）反比延時特性：老式感應型繼電器均為反比延時特性，在我系統中早已淘汰，故不再贅述。

3）KFE安－秒特性曲線：

圖4

KFE安－秒特性曲線又稱TCC曲線，分為相間短路跳閘TCC曲線和接地短路跳閘TCC曲線。對于小電流不接地系統，規程規定單相接地可運行1h~2h，故對接地跳閘TCC曲線不再陳述。

3 PRWG2、ZW8、KFE二次配合

配合的出發點應首先考慮KFE與ZW8配合，然后再考慮KFE與PRWG的配合。

3.1 KFE與ZW8-12的配合

ZW8均代有CT配備過電流保護裝置，老式電磁感應繼電器和目前配備的微機保護裝置均為定時限特性。過電流保護啟動電流Id2為一定值（有電力局保護班整定），其曲線如圖3。曲線1將重合器曲線和ZW8開關保護裝置曲線給在同一圖上，因KFE與ZW8均在10kV側具有同比性，兩曲線不相交，且重合器曲線低于ZW8保護裝置曲線則能滿足配合要求。配有電磁式過電流保護的斷路器與重合器配合時還需考慮到其返回時間。即在重合器最后一次完成動作時，繼電器的總移動位置應小于繼電器的動作之點，不引起斷路器跳閘。因老式電磁式繼電器已被淘汰，故不再贅述。

從圖1中d1點短路，KFE與ZW8按上述曲線配合后，再考慮二次側KFE與一次側PRWG中的熔絲配合。

3.2 KFE與電源PRWG-35中“K”型熔絲的配合

按選擇性要求“K”型熔絲與負荷側KFE動作必須滿足：

1）d1短路時，KFE按規定程序進行重合直至KFE閉鎖以前“K”型熔絲不應熔斷。

圖5

2）變壓器內部故障，熔絲應該熔斷或10kV母線故障ZW8-12拒動時，熔絲不應熔斷。

為滿足上述配合目的，設計中應考慮：

（1）配合應立足于10kV重合器負荷側故障電流。PRWG2-35裝在35kV側，故需裝“K”型熔絲特性曲線換算到10kV側的曲線方可有可比性。為此要用主變壓器變比來校正熔絲特性曲線，并將此曲線與重合器特性曲線在同一坐標圖中進行分析比較，如圖5。曲線1，“K”熔絲曲線乘以變比后變成曲線4。

（2）KFE重合過程中，最大故障電流對熔絲具有加熱作用，此加熱作用對常溫下，熔絲所測的曲線4有影響，加快了熔絲熔斷時間，使曲線4下降。在配合中不是將曲線4下移，而是將重合器曲線2乘以“K”值，將其上移變為曲線3?！癒”值隨重合器間隔及動作程序而變化，如下表所示：

重合器“K”值表

重合器與PRWG-35“K”熔絲配合原則是最大故障電流條件下，重合器的延時曲線乘以K值后，所得的參考曲線3要在“K”型熔絲最小熔化曲線4以下?，F舉例說明：

主變變比為35/10kV，一次采用PRWG2-35“K”；10kV母線采用ZW8-12真空開關；10kV出線KFE重合器；主變一次負荷電流60A，重合器安裝處最大短路電流3 000A（最大運行方式），最小短路電流600A（最小運行方式）。

重合器和熔絲的配合計算步驟如下：

1）重合器選擇（根據出線負荷選擇）

最大持續電流為400A（相間最?。?，分閘電流320A，重合時間為2s，采用兩快兩慢，即2A2C。

2）K值的確定

因為重合器重合時間為2s，TCC曲線為兩快兩慢，查表得K值為1.7。

3）作重合器參考特性曲線

將廠家提供的相間最小分閘電流為320A的曲線，乘以1.7得參考曲線C。

4）作熔絲的調整曲線

為了找到熔絲和重合器的配合點。首先將處于主變一次測的PRWG2-35熔絲乘以變比3.5，調整在10kV測與重合器曲線C比較，調整后的曲線B為60A，曲線D為80A，繼續可作100A等曲線。

5）熔絲選擇

從圖6中，曲線C與曲線B交于N點，N點對應電流2 800A，這說明重合器在延時跳閘前主變一次側熔絲已熔斷，而重合器安裝處最大短路電流為3 000A，即故障電流大于2 800A時，熔絲先熔斷。達不到配合目的，故不能用60A熔絲。曲線C與曲線D交于M點，M點對應電流為3 500A。故障電流在等于或小于3 000A時重合器先動作。達到了選擇性配合要求，故選用80A“K”型熔絲。

6）斷路器（ZW8-12）定值整定范圍

根據10kV線路故障，KFE先動作的要求。KFE過電流定值I應在3 000A~3 500A之間，時間t應在tN-tM之間整定。結論按5）選擇熔絲；按6）確定ZW8-12開關過流保護定值，則完全滿足了d1、d2故障時保護選擇性的要求。但故障電流大于3 500A時失去了選擇性。此問題的解決要靠重合器瞬時跳閘附件。

圖6

4 KFE中瞬時跳閘附件的應用

從圖6中可看出當故障電流大于3 500A時，熔絲曲線D均處于重合器曲線C之下，這就是表示當發生故障時，故障電流大于了500A時，35kV PRWG-35“K”熔絲在重合器未分閘之前已經熔斷，故二者已喪失了選擇性配合的目的。

為了擴大重合器與熔絲的配合能力，可采用瞬時跳閘附件。該附件啟動電流根據重合器設定的最小分閘電流的倍數設定。此倍數可分為2、4、6、8倍，配用附件后跳閘均是瞬時的，跳閘時間即為0.05s。例如上述相間分閘電流為320A，將倍數整定為4倍，即跳閘電流將為320x4=1 280A。此時，重合器曲線C在S處下拐，與曲線F（粗線）相接。圖6中重合器曲線C變成圖7中CSF曲線。CSF曲線與熔絲曲線D相交于K點，K點對應的電流為7 000A。為此，故障電流在7 000A范圍內重合器和熔絲可選擇性良好配合。

圖7

陜西省地方電力（集團）有限公司的寶雞、延安等地區部分變電站按上述模式建設，設計時考慮到配備瞬時跳閘附件，但在重合器訂貨和施工中未裝設附件，這為今后留下隱患，應予以重視。

參考文獻

[1]電力工程電氣設計手冊（第一冊）.電氣一次部分/水利電力部西北電力設計院編.

第4篇：電力局繼電保護技術范文

【關鍵詞】電磁式電流互感器；電子式電流互感器

國家電力局了最新信息，全國用電量到 2020 年可達到 7.7 萬億千瓦時，同時發電機容量大約是 16 億千瓦。然而我國的用電量還在不斷增加，為了滿足用電需求，我國將全面投入到智能化、大型化電力系統的建設中。“十二五”期間，我國將建設 5000 個智能變電站，而且這些變電站是將風能、潮汐能、太陽能、核能等新能源轉換成電能的重要支柱。隨著變電站網絡設備的自動化不斷提升，電子式電流互感器作為低壓側數據處理系統源頭的設備。其測量結果的精確程度，獲得的結果是否可靠，都影響著電網網絡的穩定、經濟、安全有效地運行。

1 電流互感器的作用

電流互感器的作用是可以把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400A的電流轉變為5A的電流。安在開關柜內，是為了要接電流表之類的儀表和繼電保護用。每個儀表不可能接在實際值很大的導線或母線上，所以要通過互感器將其轉換為數值較小的二次值，在通過變比來反映一次的實際值。

2 傳統的電磁式電流互感器

電流互感器的特點是：（1）一次線圈串聯在電路中，并且匝數很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負荷電流.而與二次電流無關；（2）電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態下運行。

長時間以來，在電流計量和繼電保護方面，帶鐵心的傳統型電磁式電流互感器占據著主要位置。但是其內部結構中含有鐵心，使得傳統電磁式電流互感器存在無法克服的缺點：

（1）若高壓母線的電勢很高時，對傳感線圈的絕緣性要求就會非常高。這樣使得傳感線圈的體積非常大，制作成本也會相應的變得很高；

（2）傳感線圈容易發生鐵磁諧振現象；

（3）工作時，電磁式電流互感器會產生大量的熱，這些熱量不容易散出去，因此有易燃、易爆等諸多問題存在；

（4）由于存在鐵芯，使得高壓母線通過大電流時，感應線圈存在鐵磁飽和，使得測量結果產生誤差，而且容易損壞設備。

光纖技術、數字信號處理（DSP）和電子電路的發展，使得電子式電流互感器輸出的模擬信號轉換成數字信號，由光纖傳輸被測信號，從根本上解決了高壓側數據變換系統的電磁干擾及設備絕緣問題。相比于新型的電子式電流互感器，傳統的電磁式電流互感器的差距主要有三個方面：

（1）設備接口方面。在微型計量設備的輸入端口，要求的被測電流比較小。傳統的電流互感器的輸出端口不能直接連在低壓側數據處理設備的輸入端，兩者要通過信號控制單元進行連接。

（2）安全方面。電力系統中電壓等級的提高，給操作人員的生命安全帶來更大隱患。而且傳統的電流互感器無論充氣或充油，都易發生爆炸，開路電壓更易使人的生命受到威脅，特別是1200kV以上的電壓。

（3）價格方面。隨著測量范圍不斷的增大，傳統的電磁式電流互感器的設備尺寸越來越大，內部結構愈加的繁瑣，令測量設備顯得笨重，并且占用了很大的空間。增加了設備的運輸、安裝、維護等方面的難度，而且測量設備的成本也有很大的增長。

3 電子式電流互感器

根據IEC和GB/T標準，明確指出電子式電流互感器可分為以下幾類：

（1）光學電流互感器。是指采用光學器件作被測電流傳感器，光學器件由光學玻璃、全光纖等構成。傳輸系統用光纖，輸出電壓大小正比于被測電流大小。由被測電流調制的光波物理特征，可將光波調制分為強度調制、波長調制、相位調制和偏振調制等。

（2）空心線圈電流互感器。又稱為Rogowski線圈式電流互感器?？招木€圈往往由漆包線均勻繞制在環形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非鐵磁材料，其相對磁導率與空氣的相對磁導率相同，這是空心線圈有別于帶鐵心的電流互感器的一個顯著特征。

（3）鐵心線圈式低功率電流互感器（LPCT）。它是傳統電磁式電流互感器的一種發展。其按照高阻抗電阻設計，在非常高的一次電流下，飽和特性得到改善，擴大了測量范圍，降低了功率消耗，可以無飽和的高準確度測量高達短路電流的過電流、全偏移短路電流，測量和保護可共用一個鐵心線圈式低功率電流互感器，其輸出為電壓信號。

與電磁式電流互感器相比，電子式互感器具有如下的一系列優點：

（1）絕緣性能優良，造價低。絕緣結構簡單，隨電壓等級的升高，其造價優勢愈加明顯。

（2）在不含鐵芯的電子式互感器中，消除了磁飽和.鐵磁諧振等問題。

（3）電子式互感器的高壓側與低壓側之間只存在光纖聯系，抗電磁干擾性能好。

（4）電子式互感器低壓側的輸出為弱電信號，不存在傳統互感器在低壓側會產生的危險，如電磁式電流互感器在低壓側開路會產生高壓的危險。

（5）動態范圍大，測量精度高。電磁感應式電流互感器因存在磁飽和劇題，難以實現大范圍測量，問時滿足高精度計量和繼電保護的需要。電子式電流互感器有很寬的動態范圍，額定電流可測到幾百安培至幾千安培，過電流范圍可達幾萬安培。

（6）頻率響應范圍寬。電子式電流互感器已被證明可以測出高壓電力線上的諧波，還可進行暫態電流、高頻大電流與直流電流的測量。

（7）沒有因充油而產生的易燃，易爆等危險。電子式互感器一般不采用油絕緣解決絕緣問題，避免了易燃、易爆等危險。

（8）體積小、重量輕。電子式互感器傳感頭本身的重量一般比較小。據前美國西屋公司公布的345kV的光學電流互感器（OCT），其高度為2.7m，重量為109kg。.而同電壓等級的充油電磁式電流互感器高為6.1m，重達7718kg，這給運輸與安裝帶來了很大的方便。

（9）可以和計算機連接，實現多功能，智能化的要求，適應了電力系統大容量、高電壓，現代電網小型化、緊湊化和計量與輸配電系統數字化，微機化和自動化發展的潮流。

4 電子式電流互感器的發展趨勢

（1）國際電工委員會關于ECT標準的出臺，以及我國己經醞釀起草的ECT國家標準，預示著ECT的產品化應用已初步具備了行業規范，為ECT的市場化提供了基礎平臺。

（2）經過幾年的電網改造，電網的綜合自動化水平得到了很大提高，對相應的網絡瞬態保護提出了更快速的要求。隨著電網的擴大，輸電線路越來越長，傳統的電流互感器已經無法滿足距離保護的瞬態特性要求，預計在未來5-10年中，ECT會在各種電壓等級的電網中大量安裝和使用。

（3）國內外研究單位對ECT的技術進行了近30年的探索，無論在實驗室還是在現場掛網試運行，都己積累了一定的經驗，特別是基于采樣線圈配光纖型的ECT已經具備了產品化的條件。

（4）國內外不少企業斥資投入ECT制造領域，也推動了ECT的市場化應用進程。

第5篇：電力局繼電保護技術范文

關鍵詞：變電工程；生產準備；工作法

變電工程生產準備“231”工作法的核心是運用“兩書”（生產準備工作計劃書和變電工程作業指導書）、“三卡”（工作風險預控卡、生產準備工作驗收卡和設備啟動狀態核對卡）、“一規范”（變電工程生產準備標準化規范），提高變電工程建設過程中變電所安全管理水平，標準化、流程化、規范化、模式化變電工程生產準備工作。該工作法是衢州電力局檢修公司總結多年工作經驗，于2009年首次探索實行，并在7個大型變電工程生產準備工作中成功運用、不斷完善的工作法，成效明顯，為全力保障工程的順利投運和提高變電運行可靠性指標發揮了積極作用。

一、變電工程生產準備“231”工作法流程圖 （見圖1）

二、變電工程生產準備“231”工作法主要做法

1.深度參與工程設計，固化運維專業審點

在設計階段，運維部門可通過參加可研、初設、圖紙會審等深度參與工程規劃可研、設計工作，提出符合生產實際的差異化工程設計要求，并總結經驗，固化審點。主要指電氣設備方面、土建基礎方面以及輔助設施方面應滿足要求。

2.精心編制生產準備計劃書，貫穿工程建設全過程

根據《浙江省電力公司輸變電工程生產準備工作組工作制度》的要求，220千伏輸變電工程一般在工程計劃投運6個月前成立生產準備工作組，在工程實施的關鍵環節，組織生產運維人員參與到工程建設的過程中，做好生產準備相關工作。衢州電力局檢修公司嚴格執行該要求，并將此制度延伸到110千伏及以下電壓等級。在成立工作組后，召開專題會議進行動員，及時編制變電工程生產準備工作計劃書，明確各個階段和專業責任人、工作項目、工作要求和時間節點等。計劃書的內容包括：

（1）質量跟蹤：索取整套施工圖紙、重要設計變更文件、設備說明書等設計技術資料。索取主變壓器等重要設備開箱相關報告，參加重要設備的開箱檢查；見證施工過程中的主變壓器、GIS耐壓和局放試驗，主接地網接地電阻測試等；參與計算機監控系統、防誤閉鎖系統、圖像監控系統等的安裝調試。

（2）人員培訓：生產準備工作組的運維人員通過學習施工圖紙、設備說明書，邀請專業技術人員講課、現場配合施工和調試等方式，全面熟悉變電站一二次接線特點，各種設備的原理、性能和實際位置，熟練掌握倒閘操作和故障處理步驟，以及設備巡視、維護和異常處理要求。

（3）設備臺帳建立：生產準備運維人員在變電工程設備配置至現場時，做好一二設備銘牌的拍照和整理工作，并根據設備出廠報告、說明書、試驗記錄等資料完善臺帳信息。

（4）標識設置：生產準備運維人員根據施工圖紙、調度命名和生產準備標準化規范中的模板及時設置戶外設備搪瓷牌、二次屏柜和開關柜標識、壓板、空開、熔絲的標簽、變電站門牌以及安全警示牌等。

（5）典票運規編審：生產準備運維人員應依據相關規程和制度、變電站接線方式、施工圖紙、設備說明書和整定單等資料編寫典型操作票和運行規程。典票、運規的初稿一般于工程投運前15天完成，并在投產前完成審批流程。

（6）工器具等設施準備：安全工器具及相應的存放設施、防汛和消防工器具應在工程投產前一周配置到位。操作工器具、備品備件等物品應由生產準備運維人員在工程交接前與建設部門交接。

3.實踐變電工程建設作業指導書和風險預控卡，控制工程建設風險

生產準備工作組運維人員負責編制變電工程作業指導書和風險預控卡，并在工程電氣施工階段全程進駐變電所基建現場，實踐指導書與預控卡，從“面”和“點”上控制工程建設階段變電所的安全風險，確保變電所安全穩定運行。

作業指導書的編制實踐重點內容包括：變電工程的施工范圍、施工項目和工期，生產準備運維人員督促建設人員按規范合理布置現場圍欄和進出通道，隔離施工區域與運行區域；變電工程建設的配套措施；變電工程建設過程中的缺陷管理。

工作風險預控卡的主要內容是風險管控力量化分析。生產準備工作組根據變電工程建設涉及的重大操作任務和生產任務按4個步驟、對照14項指標進行管控力量化分析并形成可視化結果。結果分為5個檔次：

管控力優（白色標識）：分值在25分>白色≥14分；

管控力良好（綠色標識）：分值在35分>綠色≥25分；

管控力可控（黃色標識）：分值在45分>黃色≥35分；

管控力難控（橙色標識）：分值在55分>橙色≥45分；

管控力不可控（紅色標識）：分值≥55分。

針對五個檔次的分析結果，遵照“逐級管控、總體協調”的原則進行管控：

（1）管控力優、良好時，現場運維人員嚴格遵照“六要七禁八步一流程”開展倒閘操作和現場工作。

（2）管控力可控狀態由運班組負責控制措施。通過與調度溝通調整作業時間，指派技能素質、安全素質、精神狀態更合適人員，減少或延后管理工作，增派備班力量等進行管控。

（3）管控力難控狀態由變電運維部門負責控制。通過從其他班組增派合適人員、指派到崗到位人員、協調基建部門不集中安排工作等措施進行管控。

（4）管控力不可控狀態由市局層面負責控制。通過調整作業安排、調派其他單位的專業人員、指派到崗到位和安全監督人員、向上級部門匯報等措施進行管控。

4.“持卡”驗收生產準備工作和設備啟動狀態，保障工程安全有序投產和長期穩定運行

生產準備驗收是變電工程建設的重要關口，其質量直接決定了變電工程安全有序的投產和長期穩定運行。

生產準備驗收分為三個階段：一是驗收準備階段。召開工程竣工驗收準備會，各專業管理部門、運維部門、建設部門、監理公司、設計公司等單位參加。建設部門、監理單位匯報工程施工及自驗收情況、監理及初驗收情況。生產準備工作組匯報重要試驗項目見證情況、隱蔽工程及中間驗收情況、生產準備工作完成情況。二是現場驗收階段。生產準備工作組和驗收組成員前往現場對工程整體進行3～6天的全面“持卡”驗收和試驗，對發現的問題向各生產準備專業負責人反饋，并由各生產準備專業負責人匯總、討論并確定缺陷整改方案及期限。三是復驗收階段。建設部門根據驗收組提出的驗收意見，組織工程設計、施工、運行等單位進行整改消缺。監理部門復查后，竣工驗收組對工程進行復驗收，依據復驗收情況，對驗收缺陷消缺單逐項確認。驗收合格后向變電工程啟動委員會匯報。

變電工程啟動前狀態的正確性是保證工程安全投產的關鍵環節，生產準備運維人員專門編制設備啟動狀態核對卡，從而確保設備啟動前狀態、方式與啟動方案完全一致。該項工作分為三個階段：一是設備啟動狀態核對卡編審。生產準備運維人員召開專題會議組織學習變電工程啟動方案，按照啟動方案和現場整定單的要求，依據模板編寫設備啟動狀態核對卡，并提交生產準備運維管理人員審核。二是設備啟動前狀態操作。生產準備運維人員準備好操作工器具，根據啟動方案對一次設備、繼電保護和自動化設備等進行操作，并依據核對卡進行初步核對，保證設備狀態與啟動方案要求一致。三是設備啟動狀態核對。生產準備運維管理人員在設備啟動投產前一天進行變電工程基建現場清場，要求無關人員全部撤離變電所。同時依據設備啟動狀態核對卡對一二次設備狀態進行逐項核對打鉤確認，杜絕發生因設備啟動狀態不正確而導致的不安全事件。

三、變電工程生產準備“231”工作法的成效與改進

1.評估方法和成效

（1）分析統計安全管理成效：安監部和運維檢修部人員在變電工程建設階段對變電所安全措施的布置、倒閘操作執行等情況和工程安全有序投產情況進行評價。運用該工作法后，安全效益明顯提升，7個變電工程倒閘操作萬余步，許可終結工作票數百張，合格率均為100%，未發生任何影響安全的事件。

（2）分析統計生產準備工作質量：評價變電工程生產準備運維專業驗收設備標牌正確率、典票運規編寫的正確性、規范性。省公司生產管理系統實用化核查工具和局生產管理系統工作組對變電工程設備臺帳資料的完整率、及時率、準確率進行考核。自運用該工作法后，生產準備工作質量明顯提升，7個變電工程編制的典票、運規、標牌無明顯差錯，設備臺賬完整率、準確率、規范率均為100%。

（3）統計比較生產準備運維專業工作效率：目前，220千伏變電所新建生產準備運維人員需要6人，110千伏變電所新建所需運維人員3～4人，比之前所需人員減少了30%以上，工作效率明顯提高。

（4）統計比較變電運行可靠性指標：通過對工程投運一年內重要及以上缺陷出現數、因缺陷停電數等變電運行可靠性指標進行評價，評價變電工程生產準備的工作質量。7個變電工程投運一年內未出現重要及以上缺陷，也未因變電缺陷造成事故或障礙，繼電保護正確率100%。

（5）分析統計變電工程達標投產率：省公司在工程投產移交生產后第4個月內組織設計、施工、調試、運行、監理等單位，按達標考核表對達標投產進行考核。7個變電工程均為達標工程，其中崇文、南竹、清漾變電工程被評為國家電網優質工程。

2.存在的不足和完善措施

變電工程生產準備“兩書三卡一規范”，通過多方面、深層次的分析和總結，需要在以下方面進一步完善。

第6篇：電力局繼電保護技術范文

[關鍵詞]

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A

引言

伴隨著我國現代化經濟與科技的不斷發展與進步，我國的各種高科技電子技術在電力行業中被廣泛的應用，其不僅為配電系統帶來了高精度的電能計量，安全可靠的電能保障，而且改變了原有的耗電方式，在節能的同時也降低了運行的成本。將計算機技術與各種高科技設備應用于配電自動化系統已成為提高電能質量，提供優質供電服務的潮流與趨勢。配電系統的自動化管理不但能夠讓系統安全可靠的運行，而且還能在低耗的同時達到高效的效果。根據我國配電網的現狀，力爭探尋出一條科學有效的配電管理模式，從而提高配電的工作效率，為國家經濟的發展以及人民生活水平的提高輸送源源不斷的優質電能。

1、電力自動化系統

電力自動化系統是利用提高前輩的計算機技術、現代電子技術、通訊技術和信息處理技術等實現對變電站二次設備（包括繼電保護、控制、丈量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等）的功能進行重新組合、優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行監督、丈量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。通過變電站綜合自動化系統內各設備間相互交換信息，數據共享，完成變電站運行監督和控制任務。電力自動化利用了從前已經論證可行并經過長期使用的設備和技術，投入新的方法方式以及資源設備等產生了系統功能進一步的整合發展，實現了從前設備不可能實現的工作效率和工作狀態，使其發展向著更完美的方向前進，強調資源間的配合使用。通過這一系統的實現增強信息設備效用的進一步實現。能夠將信息的穩定性準確性提升，并完成自動檢測自動停止和開始的任務。

2、配電自動化系統與配電管理

對于配電自動化系統而言，在功能層面，有如下五個要求，分別是：管理故障和負荷，進行SCADA配電，管理設備，做好自動繪圖，實現對地理信息的系統化管理，以及高級應用配電網。和輸電網里面的調動自動化系統相同，SCADA配電對于實現自動化的配電而言，也是基礎，不過采集的具體數據不同，希望實現的具體目的也有差異，其針對的主要對象為變電站下級的配電網以及具體的用電用戶，期望能夠做到的是將基礎性的數據提供給DA/DMS。不過如果只是三遙功能的話，還不能被叫做配電自動化，一定是在SCADA的基礎上，進行了自動化的添加，也就是饋線自動化，英文縮寫為FA。對于FA來講，其對應的最基本的功能為自動的將饋線故障予以識別、做出隔離、進行恢復。

對故障和表征予以具體的分析和考量，可以知曉判斷故障的具體方法多種多樣，而且對這些方法如果逐一的進行測試的話，那么工作量就會特別的大。診斷通常情況下適用于如下情況單相接地、相- 相以及相-相接地，還有三相這些不同類別的故障。使用在如下的具體范圍中：中性點和地面不銜接的系統或者說是小電流的和地面相銜接的系統。DA功能的完成和實現，要求配電SCADA不但要能夠在正常的狀態下對饋線狀態量于以采集，還要求能夠在故障狀態下，對饋線狀態作出準確而且靈敏的捕捉。不但要能夠實現人工遠程進行控制，還要能夠做到借助設備實現自動化的控制，這樣才能真正的做到自動化。

3、GIS以及負荷控制與負荷管理

1） GIS實時平臺和面向電力系統

在配電網中，供電設備不僅面廣，而且點多，分布多按照具體地理位置進行，所以要想管好配電網里面的供電設備，那么必須要借助于地理信息。對于一般的地理信息系統來講，在組成方面包括了數據庫、軟件包和硬件。對于通常的制圖、一般的編輯，還有簡單的管理，這個系統都是能夠做到的，在分析空間數據和其關聯性的時候，也能夠實現。如果設備系統是建立于地理信息系統的基礎之上的，那么就被叫做AM/FM/GIS 系統。對于這種系統來講，因為含括了很多地質地貌的相關信息，這些對于電力系統而言，并不具備，所以在資源方面就造成了浪費。此外，電力系統對于實時性也有很高的要求，所以就需要具備實時功能的配電自動化管理系統，這種系統平臺在特征上有如下幾個方面的具體要求：首先實時；其次，能夠很好地描述具體的模型；最后和別的系統之間具有開放性的接口。

2） 負荷控制和管理

為了讓電網運行的更加穩定，更加安全，就需要做好負荷的管理和控制，借助于負荷管控能夠對電流予以對應的調控。不過伴隨著社會的發展，技術的進步，這一要求已經不能夠予以滿足社會的發展需求，當前一個急需解決的問題就是提升用戶的滿意度，故而現在需要關注的就是如何在獲得高用戶滿意度的同時，實現輸電要求的高效化。這個標準的達成，要求無論是在管理層的權力，還是管理層的義務方面，都需要不斷地提升和改善，這樣才能夠明白自己當前面臨的人物，承擔的責任。對于大部分的電力局來講，它們都有自己的流量調控機構，這個時候需要考慮在對現有系統予以有效充分利用的前提下滿足新的標準達到新的要求，實現服務的升級，獲得用戶的肯定。

4、通信方式的選擇

首先，有線方式有電話線和專線兩種。電話線方式設備投資較低，可靠性和實時性也較低，由于電話線架設非常方便，廣泛適用于實時性要求不高的配電終端。專線方式可靠性和實時性都很好，適合實時性要求較高的配電終端設備，缺點是需要架設專用通信線。

1）無線方式有普通電臺和高速智能數傳電臺兩種。普通電臺已廣泛應用于負荷控制系統中，這種設備花費較少，很便宜，但是同時也無法有較強的可靠性。頻點申請無委會控制較嚴。高速智能數傳電臺通信速率高，頻點可復用，支持 X.25 協議，有路由選擇功能和主動上報功能，但是價格昂貴，難以普及。

2）光纖通信方式有光端機方式和光接口板方式兩種。光纖的特點是能夠容納較大的內容，并且對于干擾信號有阻礙作用，耗費量小，因此，其價格也比較昂貴。光端機方式適合容量大的站點，成本也較高。光接口板的方式將光電轉換器直接置入配電終端內，并可以利用編碼復用方式多個配電終端設備公用一對光纖，有效地降低了成本。另外，如果多膜光纜能夠滿足配電系統的距離要求，多膜光纜在價格上也更為能為大眾所接受。因此，所以，參考以上有利點能夠肯定光纖通信未來的發展前景是十分可觀的。應當大力推廣并使用。

3）電話線比較傳統并且簡便，能夠在最短時間內實現作業，適合較為低技術的配電系統，因為其性能穩定性較差，所需要的花費也比較??；專線方式的性能和穩定性上都較好，適應高水平的終端要求。缺陷是基礎設施要求較高。必須配備專用的線路。

第7篇：電力局繼電保護技術范文

110 kV電網繼電保護整定計算是一項十分復雜的技術工作。它要求按照一定的整定計算原則，以電網的短路電流計算為基礎，進行大量反復的定值計算、比較和篩選，工作量很大。因此，怎樣把整定計算人員從繁雜的計算中解放出來，成為許多專家學者和技術人員追求的目標。計算機技術的迅速發展使實現這個目標有了技術支持。

從70年代后期，計算機整定計算的開發工作就開始了。由于短路電流計算的理論基礎雄厚，數學模型成熟，因此在80年代用計算機進行短路電流計算得到了普及。之后在短路電流計算的基礎上，沿用網絡節點法的基本模式，開發了一些整定計算軟件，這些軟件在一部分220 kV電網中的應用有了一些成功的經驗，而對于110 kV電網，到目前為止，還沒有比較成熟的軟件。這主要是由于220 kV及以上電壓等級的電網結構規范，相應的繼電保護整定計算能夠用規范的數學方法描述；而110 kV電網的結構不規范，如有短線群、T接線、小電源等，這樣在110 kV電網的整定計算中既有用數學方法描述的確定性問題，也有大量需要用人的經驗才能處理的問題。要解決這些問題，就要用到專家系統的一些基本方法，建立可修改的規則庫，整定人根據整定時的具體情況使用這些規則，建立一定的邏輯關系，邏輯關系一旦建立，無論系統的其他參數如何變化，整定計算都可能自動完成。由于其邏輯關系的建立需要一定的人工干預，因此我們稱這種方法為準專家系統模式的計算機整定計算。

1　整定計算的條件

以往的整定計算軟件在開發的時候，我國的大多數110 kV電網還是環網運行，這些軟件充分考慮了220 kV電網同110 kV環網之間電磁環的存在對保護整定的影響，并因此增加了軟件的復雜程度，降低了其靈活性。這些軟件對于110 kV電網保護的整定不規范、失配點多、非常規整定多的問題沒有重視，大大降低了計算出的結果的實用價值。另外受軟件開發平臺的限制，開發者在人機界面的方便程度考慮較少，使得人工干預非常煩瑣，費時費力，不得不棄而不用。

準專家系統模式的計算機整定計算能夠解決以往的軟件應用到110 kV電網時所遇到的問題，其主要依據有兩點：110 kV電網結構的變化和計算機技術的發展。

1.1　110 kV電網形成單電源的輻射結構，簡化了整定計算

隨著220 kV的主輸電網絡的形成，原來的110 kV環網得以解環運行，從而形成了以220 kV變電站為中心電源的輻射型結構的分區網絡，使得110 kV的電網結構大大地簡化。由于不再考慮電磁環，也使得110 kV電網的整定計算軟件的開發思路發生了重大改變。解環運行之后，分區網絡的規模較以前減少了許多，各電力元件之間的保護配合關系變得非常簡單，如果仍沿用節點方程的方法進行整定計算，一方面將簡單問題復雜化，另一方面仍不能解決短線群、T接線、小電源的問題。準專家模式是將電力元件的所有的整定配合關系歸納為相應的用計算公式表示的規則(由于不存在電磁環，這些規則的數目及復雜程度都大大降低)，然后由整定人選擇所整定的電力元件的整定規則。這種模式簡單、直觀，對整定計算全過程可進行有效的控制。

1.2　計算機技術的發展為新模式提供強大的技術支持

最早進行整定計算軟件的開發大約是在七八十年代，現在計算機軟硬件的技術水平同當時相比不可同日而語。當時編制軟件最先要考慮的是軟件的運行速度以及數據的存儲容量，其次才是用戶界面，而以目前的計算機技術水平，對于編制這種規模的軟件，其運算速度及數據存儲容量可以不予考慮，因此其重點應該是良好的用戶界面。準專家系統模式完全在系統一次圖形界面上完成參數數據的輸入、計算過程的控制、計算結果的輸出，大大降低了使用者掌握軟件的難度，不經培訓就可以方便地使用。

2　整定計算的實施方案

2.1　方案總體設計

該方案由以下幾個模塊組成：電網拓撲繪圖模塊、參數數據輸入模塊、短路電流計算模塊、整定計算規則模塊、整定計算模塊、ODBC接口模塊?？傮w設計原理如圖1所示。

由圖1可以看出，整定計算的全過程都是在系統一次圖形的界面下完成，不需要使用者對底層進行操作。在專用的電網拓撲繪圖模塊下，一次圖一旦繪好，網絡數據的拓撲結構就建成，結構中各單元同系統各元件一一對應，這種對應是由軟件完成，毋需人工干預；參數數據庫、短路電流數據庫、規則庫都是整定計算的數據源，其中參數數據庫、短路電流數據庫與系統一次結構緊密相關，當系統一次結構變化后，這兩個數據庫的內容相應修改。整定規則庫則完全獨立，其修改、補充等操作單獨進行。

2.2　功能模塊介紹

2.2.1　電網拓撲繪圖模塊

電網拓撲繪圖模塊是一個面向對象的電網繪圖工具，能夠支持全屏幕動態縮放、屏幕漫游，以基本圖元(如線路、斷路器、變壓器等)為繪圖單位，進行系統一次網絡圖的繪制，各圖元通過定義形成網絡拓撲結構，性能優良且操作方便。除了具有圖形編輯軟件的一般功能外，它的最大特點在于可以無隙地嵌入數據庫和保護整定計算模塊。因此，該模塊實際上充當了本系統的用戶交互界面，用戶在圖上即可進行數據庫操作并可啟動線路或變壓器的保護整定計算。

2.2.2　參數數據輸入模塊

在系統一次圖上，在定義好的圖元上輸入參數數據，經過計算機處理后形成參數數據庫，并同網絡拓撲結構一一對應。參數數據能夠在系統一次圖上打印出來。

2.2.3　短路電流計算模塊

利用已形成的網絡拓撲結果及參數數據庫，以各母線為故障點，計算大小運行方式下三相短路、兩相短路、單相接地、兩相短路接地的故障電流，形成短路電流數據庫，并能夠以一定格式輸出打印。

2.2.4　整定計算規則模塊

以單電源輻射型網絡為主要整定對象，充分考慮短線群、T接線、小電源對整定計算的影響，將各種保護的整定方法總結、歸納，形成標準化、公式化的規則庫。

2.2.5　整定計算模塊

模塊分為整定設置、線路保護整定及元件保護整定三部分。整定計算所需的有關系數要求，例如靈敏系數、可靠系數、配合系數、整定原則等，整定前在整定設置菜單下填入。

線路保護整定計算分三種方式：

1)全自動方式：所有整定步驟由計算機完成，沒有人工干預；

2)半自動方式：由人工指定失配點及失配參數，計算機完成后面的工作；

3)全人工方式：全部整定步驟采用問答式，由整定人逐步完成，每一步的計算結果均在屏幕顯示。

保護整定均在系統網絡界面上進行，根據用戶在系統一次圖上選定的電力元件，直接啟動相應保護的整定計算模塊，通過調用參數數據庫、短路電流數據庫、規則庫的內容進行計算，計算過程可人工干預。

所有的計算結果均以整定計算書的形式輸出。

2.2.6　ODBC接口模塊

整定計算是在一次圖形界面上完成的，要通過ODBC(Open DataBase Connectivity，開放數據庫互聯)將參數數據、短路電流數據以及網絡拓撲結構參數結合起來，完成相應的計算。

2.3　方案的特點

該方案具有以下特點：

1)數學模型簡單

由于以單電源輻射型網絡作為整定計算的對象，大大簡化了整定計算的數學模型，從而使整定計算的復雜程度大大降低。

2)人機界面友好

數學模型簡單使開發者在開發平臺的選擇上有很大的余地，不用對平臺的數學計算能力有太高要求，因此可以充分利用近年來推出的優秀商業軟件，從用戶角度開發出具有直觀、簡單、靈活的人機界面的軟件。

3)輸入輸出設計靈活

參數的輸入完全在系統一次圖形界面上完成，徹底擯棄了過去需要用戶做節點編號、做數據文件的方法，大大降低了工作量。計算結果的輸出有兩種方式，一是在屏幕輸出，這樣可以讓整定人監視整定計算的每一個步驟，這對于整定計算的審核十分有利；第二種方式是以整定計算書的形式輸出，可以文本格式進行編輯，由于目前微機保護的許多小定值不是計算的結果，而是運行方式的一些具體要求，因此對整定計算書進行必要的編輯，一方面使計算書更加完整，另一方面對無紙化辦公也有一定的意義。

3　開發軟件的選擇

3.1　軟件運行平臺：中文Windows95

中文Windows95是一個32位的操作系統，它是專門為中國大陸的用戶而設計的，因此它具有內置的雙字節漢字內核，無需再外掛中文平臺即可顯示漢字，極大地方便了國內用戶。Windows95與Windows3.X以及DOS相比較，有操作容易、支持搶先式多任務、運行穩定等優點。

3.2　數據庫接口工具：Microsoft ODBC 2.0

Microsoft ODBC 2.0是一個由微軟公司在90年代初提出的開放式數據庫互連的標準，發展到現在在技術上已相當成熟，幾乎所有主要的數據庫開發商都提供了相應的ODBC驅動程序。ODBC的優點在于它使程序員無須關心他所要存取的數據源的類型、位置和格式等。他只需調用相同的API函數來和ODBC接口打交道即可，直接和某個特定的數據庫交互則由ODBC來完成。這樣，一方面使程序員的工作量大為減輕，另一方面使得程序更加靈活，因為當低層數據庫發生變化(如數據庫由DBASE變為ACCESS)時，慶用程序不須做較大的改動可適應新的數據源。

3.3　數據庫開發軟件：Microsoft Access97中文版

Microsoft Access97中文版是微軟公司在1997年推出的最新的數據庫開發及管理軟件，它在小型的數據庫應用中具有許多優點。它是一個臺式的關系型數據庫，但同時又可被應用到客戶／服務器數據庫前端機的開發應用中。它生成的數據庫僅由一個文件組成，極易管理。而且，它的開發平臺是基于Windows95的，能充分利用其穩定、多任務的優勢，并給開發人員一個良好的開發界面，操作相當容易。它具有以下特點：

(1)Access支持多種數據形式，可以從FoxPro，Paradox 3.X，Lotus1-2-3.X，Dbase，Lotus1-2-3，Microsoft Excel和Betrieve中引入數據。

(2)提供一整套極富特色的集成窗口式菜單開發環境，所有對象的屬性采用窗口式表達，大大減少了編程語言，使得建立、編輯和調試一個應用程序既輕松又快速。

(3)Access本身并不是一個面向對象的數據庫系統(OODBMS)，但它是一個面向對象的開發環境。

(4)Access引入了SQL數據庫標準查詢語言，用戶可能直接在程序中嵌入SQL語言，從而使Access成為比較完善的關系數據庫系統。

(5)在Access中，可使用Windows API函數，支持OLE和DDE。

(6)Access中的數據庫安全控制機制也是傳統的數據庫無法比擬的。

3.4　編程語言：Microsoft Visual C++5.0

Microsoft Visual C++5.0是微軟公司最新推出的應用程序開發工具。較之其他同類產品(如Borland C++5.0，Watcom C++等)，功能更加強大。它支持Windows平臺上幾乎所有技術標準的開發，其編譯器支持增量編譯，每次編譯只將修改過的部分重編譯一遍，而其他部分不動，大大加快了編譯速度，縮短了開發時間。在Visual C++5.0中，Class Wizard的功能大為增強，可以為開發人員自動生成許多代碼，使開發人員能夠把精力集中于程序所要實現的特定功能上，不必為一些細節浪費時間。

4　結束語

由于110 kV電網本身所固有的一些特性，一直以來，計算機這一先進的工具沒有在110 kV電網的整定計算領域得到有效的應用。本文根據近年來電網結構的變化以及計算機技術的發展，提出了110 kV電網計算機整定計算的一種新方案，該方案具有數學模型簡單、人機界面友好、輸入輸出靈活的特點，具有較強的可操作性。在將來，根據計算機技術的發展，將引入更多的人工智能技術，使軟件的自動化程度更加提高。

第8篇：電力局繼電保護技術范文

關鍵詞：MATPOWER；潮流計算；最優潮流；電力市場

作者簡介：郭涵（1989-），女，內蒙古通遼人，內蒙古電力（集團）有限責任公司培訓中心；金帥軍（1988-），男，河南南陽人，內蒙古電力（集團）有限責任公司培訓中心。（內蒙古 呼和浩特 010011）

基金項目：本文系2011年內蒙古自然科學基金項目（項目編號：2011MS0722）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）19-0065-03

潮流計算是電力系統分析中一項最基本的工作，其計算結果不僅可以作為制定電力系統實際運行方式、電力系統規劃的重要參考，而且是進行電力系統故障計算、繼電保護整定以及安全分析的基礎。傳統的潮流計算通過編程實現，用戶界面沒有圖形支撐，原始數據輸入工作量大且容易出錯，在進行系統建模或進行系統結構調整后的潮流計算時很不方便，而且計算結果顯示不直觀，難于與其他分析功能集成。隨著科學技術的發展，具有友好用戶界面的電力系統分析軟件成為主流趨勢。

在國內常用的電力系統分析軟件有中國電力科學研究院的PASAP、美國Bonneville電力局的BPA等，這些軟件功能強大并且求解數據結果精準，多應用于實際仿真計算和大規模電力系統的科學研究。而MATPOWER的優勢是在小型電力系統的潮流分析應用中，它操作簡單，輸出結果界面的數據全面、直觀，運行穩定，計算速度快，準確度高。MATPOWER比上述軟件更適合在高校進行科研和仿真教學。

一、MATPOWER軟件介紹

MATPOWER軟件是基于MATLAB語言編寫的電力系統潮流計算軟件，它可以在MATLAB5.1或以上版本的軟件環境中使用和運行。目前它的最新版本是4.0b2。MATPOWER安裝便捷，只需要將MATPOWER4.0b2文件夾設置在MATLAB軟件的path路徑下即可。

MATPOWER3.0版本綜合了MATLAB中的優化算法，如OPF解法是基于包含在MATLAB早期版本最優工具箱中的constr函數，這使得它可以利用牛頓法等經典算法求解潮流和最優潮流。MATPOWER4.0b2版本在3.0的基礎上增加線性規劃、內點法等方法，使得它能靈活地解決在不同環境下的潮流計算。同時它具有面向用戶的輸入、輸出界面，這使得它避開了其他仿真軟件的反復輸入與輸出不直觀的缺點。

二、電力系統潮流計算

潮流計算是電力系統分析的一項最基本計算，運行MATPOWER的潮流計算程序可以求出電網中各節點電壓、電流和功率分布，這些數據為檢查各元件是否過負荷、各點電壓是否滿足要求、功率分布和功率損耗是否合理等電力系統穩態分析提供了可信度高的基礎數據。

1.建立模型

對于建立電力系統模型，MATPOWER有三種方式。

第一種是標準庫方式，用于對電力科學研究院的節點標準測試系統的原始數據進行潮流計算的仿真與驗證。在MATPOWER文件夾中，帶有“caseX”字符串的文件均為電力科學研究院的節點標準測試系統的原始數據（X代表節點數）。在MATLAB的conmand windows窗口輸入“runpf （‘caseX’）”，即可運行標準節點為X的電力系統潮流計算程序。

第二種是非標準節點轉化標準節點方式。在實際教學與科研中，遇到的電力系統往往不是標準節點系統。對于這類實際系統可以先利用等值簡化等手段將所研究電力系統變成標準節點系統，然后將相應的節點、發電機、線路、并聯電容器、變壓器數據輸入到相應caseX數據文件中，再運行此文件，可得到等值簡化后的系統潮流計算結果。但此種方案輸出的結果需要再經過運算才能還原到原始系統中。

第三種是用戶輸入數據方式。MATPOWER文件夾的“@opf_model”子文件是專門為實際電力系統而編寫的程序模塊，運行此模塊中的潮流計算程序可實現對用戶指定電力系統的潮流計算。

綜上所述，在建立電力系統模型方面MATPOWER避免了SIMLINK仿真工具先找指定元件畫圖后再輸入數據的繁瑣工序，實現了建立模型的方便、簡單、快速。

2.計算實例

下面以14節點為例，說明MATPOWER潮流計算結果。輸入命令：

runpf（‘case14’）

這是運行基于牛頓法的潮流計算程序，潮流計算結果如圖1與圖2所示。圖1中顯示的數據為系統總結與數據總結。圖2中顯示的數據為節點數據與支路數據。數據總結包括系統節點數、各元件數量、支路數、裝機容量、電源輸出、負荷容量、總線損等數據。節點數據提供了各點節點電壓、幅值及發電機發出的有功功率與無功功率、負荷的有功功率與無功功率等數據。支路數據給出了各支路潮流功率流向、支路線損等數據。

相比之下，MATPOWER的表格數據不如POWERWORLD的圖形化數據清晰明了。

3.結果優化

在實際電力系統分析中往往對潮流算法的運算速度和計算精度的要求很高。為此，MATPOWER提供了一種選擇向量來實現對算法選項的控制。它類似于MATLAB最優化工具箱早期版本中由foptions函數提供的現象向量。這兩者最重要的區別在于MATPOWER不用記住每一個選項的索引，只需要根據選項的名稱就可以對算法選項的值作出修改。MATPOWER的默認選擇向量是通過調用無參數mpoption來獲得的。

圖1 潮流計算結果（1）

MATPOWER選擇向量可以實現總共73種選項控制，如潮流算法、潮流計算的中止標準、最優潮流算法、對不同成本模型的默認OPF算法、OPF的成本轉換參數、OPF的中止標準、冗余水平、結果輸出方式等。這些選項控制方法使MATPOWER成為研究人員和教育工作者的一個易于使用和修改的仿真工具。

下面對MATPOWER的四個比較重要的選項加以說明。

（1）算法的切換選項。電力系統潮流計算方法很多，其中牛頓法是求解非線性方程組的有效方法，突出優點是收斂速度快，但是它必須反復形成修正方程并迭代求解，因此對大規模電力系統進行潮流計算時計算量較大，計算速度與初值選取的好壞關系較大。快速解耦法在進行交流高壓輸電網潮流計算時具有良好的收斂可靠性，但是有時會因為R/X比值大的支路的出現導致潮流計算迭代次數大大增加甚至迭代不收斂。高斯算法在PV節點轉化為PQ節點時存在計算收斂緩慢的缺點。

為滿足實際需要，需選擇最合適的算法進行潮流計算。MATPOWER提供了實現快速切換算法的功能。

例如，在conmand windows窗口，輸入命令：

opt=mpoption（'PF_ALG'，2）；

runpf（'case14'，opt）

此時，運行的是以快速解耦算法為基礎的潮流計算。

（2）中止條件選項。MATPOWER可以按照用戶實際需要來延長、縮短迭代次數，使得結果更加符合實際要求。如果迭代次數超過設計上限，MATPOWER潮流計算程序即被中止。例如，牛頓法潮流計算中修正方程迭代次數限制在10次及以下，在MATLAB的conmand windows窗口輸入命令：

opt=mpoption（'PF_MAX_IT'，10）；

runpf（'case14'，opt）

即可在修正方程迭代求解10次以內結束潮流計算，輸出計算結果。

（3）越界處理選項。潮流計算中當PQ節點的無功功率越界，則將其轉化為PV節點后需要更新修正方程，重新對系統進行潮流計算。類似地，可處理PV節點電壓越界問題。

MATPOWER提供了一種命令語句，供用戶選擇是否對越界進行處理，而這點是SIMULINK仿真工具無法比擬的優點。

在MATLAB的conmand windows窗口，輸入命令：

opt=mpoption（'ENFORCE_Q_LIMS'，1）；

runpf（'case14'，opt）

運行的是考慮越界情況下的潮流計算程序。

（4）附加線性約束。在MATPOWER中用戶不僅可以對既定程序的內容進行更改，還可以對一些簡單的線性約束進行設置。例如，將母線7的相角設置為滯后母線2的相角5°，可通過輸入以下命令實現：

Theta（2）-Theta（7）

runpf（'case14'）

對附加的線性約束可以用此功能實現控制，這一點是其他仿真軟件沒有涉及到的。

4.安全校驗

電力系統N-1安全分析與可靠性分析比較，它的計算簡便，不需要收集元件停運率等大量原始數據，是一種極為簡便的電力系統安全性校驗準則。按照N-1準則，電力系統N個元件中的任一獨立元件（發電機、輸電線路、變壓器等）發生故障被切除后應不造成因其他線路過負荷跳閘而導致用戶停電，不破壞系統的穩定性，不出現電壓崩潰等事故。當這一安全準則不能滿足時，則要考慮采用增加發電機或輸電線路等措施。為了校驗電力系統能否滿足N-1安全準則，需要模擬系統發生故障后的潮流變化，查看是否有線路超過其輸送功率的上下限。

下面以14節點系統為例，說明切除1號發電機后的潮流計算方法。雙擊打開MATPOWER文件夾中的case14文件后，找到電機數據矩陣gen，將1號發電機數據所在行的status（狀態）數值1（在線）改為0（不在線），點擊保存。再次運行runpf （‘case14’），即可得到切除1號發電機之后的潮流計算結果。

與SIMULINK中的故障模擬相比較，MATPOWER模擬故障極其方便，無需在故障元件支路中添加斷路器并設置故障時間點。

三、在電力市場下的最優潮流

1.電力市場下的最優潮流

電力市場下的最優潮流（Optimal Power Flow，OPF）是進行現代電力系統經濟調度的重要依據之一。OPF以數學優化理論和潮流方程為基礎，把電力系統經濟調度和潮流計算有機融合在一起。目前，電力市場環境下最優潮流的模型越來越復雜，任何形式的目標函數都可以包含表示電壓、電流、功率限制的約束條件。在約束眾多的情況下，最優潮流都能將它們整合到統一價值標準下進行協調。這不僅實現了電力系統運行經濟性、安全性的基本要求，同時降低發電、輸出成本，協調電廠與電網、電網與用戶之間的沖突。

2.計算實例

輸入“runmarket（'程序名'）”，運行在電力市場中標準節點的最優潮流計算程序，可得到在內點法為尋優算法、價格不變的方式下的最優潮流計算結果。

在conmand windows窗口，輸入命令：

runmarket（'case14'）

優化后的潮流計算結果顯示分為兩部分，一部分是電力市場數據總結，即Market Summary，如圖2所示；另一部分是在電力市場環境下的最優潮流，其中的數據分類、含義與潮流計算的一致，不同的是此結果是優化后的潮流計算數值。

圖3中顯示是發電機銷售與負荷購買電量數據。數據的第一行表示修改成本的持續時間，從左到右依次代表：發電機所在節點、所在總線、產生的有功功率、價格、收入、固定的成本、旋轉備用成本、總共成本、凈收入。最后一行從左到右依次是：總的收入、固定成本、旋轉備用成本、成本、凈收入的數據。

從圖3所示數據中可以清楚看到，系統沒有啟用旋轉備用，價格沒有超出合同范圍，證明整體數據是合理的，既符合節點電壓、有功功率、無功功率等約束條件，又能滿足經濟性能的要求。

四、總結

為了滿足實際需要，MATPOWER提供了三種用于搭建電力系統模型的方式，這三種方式不僅方便簡單，而且快速精準。

對電力市場環境下的最優潮流計算，MATPOWER能計算出滿足經濟性與安全性的結果。

總之，綜合MATPOWER在潮流計算應用的各個方面，對比其他電力系統分析仿真軟件，MATPOWER無論在系統建模還是在計算方法選擇、計算結果等方面都能滿足仿真教育與科學研究的需求。

參考文獻：

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