电力局继电保护技术精选(九篇)

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第1篇：电力局继电保护技术范文

论文关键词：距离保护,滤波器,算法,仿真

电力系统继电保护是保障电力系统安全运行的关键。其中输电线路距离保护是一种理论性较强的保护，由于距离测量是判断线路故障位置的一种较好的定量测量方式，所以距离保护是线路保护中重要的保护装置。即使在超高压输电线的继电保护系统中，距离保护仍是一种不可替代的后备保护。

在微机保护时代，人们可以根据实际情况在众多的保护方案和算法中做出选择，不仅要适应继电保护选择性、快速性、灵敏性和可靠性等要求，而且还要适应精简性、自适应性等新要求。

距离保护适用的数字滤波器和阻抗算法有很多。数字滤波器有差分滤波器、加法滤波器、积分滤波器等。阻抗算法有倒数算法、半周积分算法、傅里叶算法等。这些算法各有优缺点和使用的条件。本文就Tukey数字低通滤波器和R-L模型算法进行仿真与研究，并分析其稳定性和实用性。

1 Tukey数字低通滤波器及R-L模型算法

Tukey低通滤波器具有较短的暂态时延，所以在微机距离保护中得到了应用。所设计的Tukey数字低通滤波器的差分方程为：

（1）

输电线路距离保护R-L模型算法：对于一般的输电线路，在短路情况下，线路分布电容产生的影响主要变现为高频分量，采用低通滤波器将高频分量滤除，就可以忽略线路分布电容的影响，因此，输电线路等效为R-L模型。

（2）

2 算法的稳定性分析

实质就是分析R1和L1的计算公式会不会出现的情况。当在出口附近短路时，分子将趋近于0，因此，如果分母出现两个非常接近的数相减，就会出现的情况，从而导致算式的不稳定，出现很大的误差。为便于分析，假设电流和电流的导数都是正弦的，即：

上式中：为时刻电流的相角，为电流的导数超前电流的角度，为滞后的角度。

（3）

同理可求得：

（4）

（5）

式中，为电压超前电流的角度

对分母的分析

从（1）式可以看出：分母的值与时刻电流的相角无关；在相间短路时，电流的导数总是超前于电流，即，带入（1）式可得：

（6）

因此，越接近，分母的值越大，当时，，，有：

上式与两点乘积算法一样。因此，为了提高分母的数值，以便提高算法的稳定性，常采用长数据窗算法。

对电感计算公式的分析

电感L的计算公式中的分子为：

当金属性短路时，，因此上式同分母一样，其值与无关。

对电阻计算公式的分析

电阻R的计算公式中的分子为：

当金属短路时，很小，可能出现两个相近的数相减。因此，电阻分量的计算相对误差一般要比电抗分量的误差大。

3 数字低通滤波器及解微分方程算法仿真

3.1建立电力系统仿真模型

在Matlab环境下建立一个简单500kv电力系统暂态模型，见图1，其主要包括双端三相电源、输电线路和故障点模块，用其可以完成电力系统的运行及其各种短路故障仿真。

其中，把线路参数设置为典型的架空线路，MN端长342km，NR端长352km，在MN线路距离M侧42km处发生三相短路故障。 输电线路参数：

正序：

负序：

，。

线路对地正序电容：，线路对地零序电容：

M、N侧等值系统的参数为：，

图1电力系统暂态仿真模型

三相故障模块被设置为三相短路故障，暂态仿真时间为0.1s开始故障，0.2s结束故障，采样时间

3.2 Tukey数字低通滤波器滤波仿真

未经过Tukey数字低通滤波器滤波的波形如下：

图2 MN故障线路N端电压电流波形图

图3给出了前面例子中N侧电压电流经Tukey低通滤波处理后的波形。可见，经过低通滤波后，N侧电压电流信号中的高次谐波被滤掉了，与图2比较波形平滑了许多。

图3MN故障线路N端电压电流经Tukey低通滤波后的波形图

3.3 R-L模型算法仿真

图4仿真出滤波后线路阻抗的变化图，横轴是采样时间，纵轴是r(t)和x(t)。

图4 滤波后线路阻抗动态特性图

从图4可以看出，经过Tukey数字低通滤波器滤波后，可以忽略线路分布电容的充放电效应。

从图5可以看出，阻抗动作轨迹进入了方向阻抗圆内，继电器动作。

图5方向阻抗圆与阻抗动作轨迹

4 总结

解微分方程算法仅用于计算线路阻抗，应用于距离保护中，且不受电网频率变化的影响不需要滤波非周期分量。缺点是具有分布电容的长线路，将对算法产生误差。故在使用解微分方程算法时，前段加上Tukey数字低通滤波器，可以将高频分量滤除，忽略线路分布电容的影响，对输电线路距离保护来说，Tukey数字低通滤波器和解微分方程算法配合是个很实用和稳定的方案。

参考文献：

[1] 孙会浩，杜肖功，袁文光，魏欣，于涛.110kV线路距离保护装置的研制[C].2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集，2008.

[2] 戚俊丽.微机距离保护新算法的探讨与实现[D].山东大学硕士学位论文，2007.

[3] 张哲，陈德树.微机距离保护算法的分析和研究[J].电力系统及其自动化学报，1992,4(1):71-77.

[4] 段玉倩，贺家李.基于人工神经网络的距离保护[J].中国电机工程学报，1999,19(5):67-70.

[5] 谭其骧.微机保护原理及算法仿真[M].浙江：浙江人民出版社，2006,10.

[6] 洪培孙，李九虎.输电线路距离保护[M].中国水利水电出版社,2008,1.

第2篇：电力局继电保护技术范文

一、继电保护实训基地

国家电网公司继电保护高技能人才培养基地的前身为湖北省电力公司继电保护专业培训中心，该基地于1988年建成，占地面积600余平方米，2010年5月，经过严格的遴选，该基地成为国家电网公司高技能人才培训基地。

1.基地建设情况

基地按照实际现场标准设计500kV和220kV两个变电站的完整二次系统及综合自动化系统，可对实际现场设备运行中出现的保护异常、保护故障进行模拟分析，以提升员工专业技能。同时，本基地还拥有目前国内继电保护设备最先进，厂家最广泛的优势，可用以开展各类职工培训、技能鉴定、科研开发、技能比武、教师培养等工作。

2.工作成就与动态

基地的投用，为国家电网公司、湖北省电力公司的高技能人才实训、比武以及项目开发提供了较好的平台，已先后多次承担国网公司、湖北省电力公司继电保护人员培训任务，承接湖北省第五届职工技能大赛暨湖北省电力公司继电保护专业高技能比武等多项比赛，并依托基地顺利进行了湖北电力继电保护专业标准化课程开发项目（目前已验收通过），出台《湖北省电力公司生产技能人员继电保护培训规范》，出色的工作成绩得到了国家电网公司、湖北省电力公司的肯定。

二、电力营销实训基地

国家电网电力营销高技能人才实训基地按照供电企业电力营销专业技能要求建设而成，总投资900多万元，实训面积600余平方米，涵盖电能计量、用电检查、装表接电、用电信息采集、抄表核算收费、用电业务受理、95598客户服务七个职种，实现了电力营销教学、培训与生产实际操作的零距离衔接，可用于电力市场营销专业学生的教学实训，以及供电公司生产技能人员的培训、考核、竞赛和鉴定工作。

1.基地建设

基地秉承“严谨求实、开拓创新”的精神，以满足供电公司电力营销人员现场技能需求为导向，按照“理论与实操相结合、重视实际技能培训”的培训思路，打造高水平专兼结合的师资队伍，建立全省电力营销人员培训体系，描绘出电力营销人员岗位学习地图，采用实操演练、案例教学、角色替换等最新培训方式，实现了电力营销培训的科学化和系统化，造就了电力营销专业特色培训品牌。

在做好培训工作的同时，实训基地高度重视教培互举体系建设与开发，以研发促培训、以培训促研发，采用“走出去、请进来”的方式强化与各网省培训中心的交流合作，努力将基地打造成电力营销专业的研发基地和研讨中心，力争成为国家电网公司一流的电力营销培训基地。

2.工作成就与动态

电力营销实训基地的培训工作严格遵守《国家电网公司生产技能人员职业能力培训规范》要求，按照“理论与实操相结合、重视实际技能培训”的培训思路，从湖北电力企业的实际出发，开展了电力营销特色培训，通过案例教学、技术讲座、交流讨论、实操演练等方式，组织行业技术专家、企业资深技术人员、高校教师为学员授课，着重更新学员的专业知识，提升了学员分析和解决问题的能力，形成了湖北电力营销培训的特色。

近年来，电力营销实训基地教师先后承担了全国“农电工知识技能竞赛”选手培训、全国“用电检查、装表接电”大比武强化培训、国家电网公司供电“服务之星”劳动竞赛湖北选手的选拔培训、国家电网公司“电能计量技能竞赛”强化培训、湖北省电力营销高技能人才培训等工作，培训选手在全国大赛中均取得优异成绩，一大批技术能手和技能专家从这里走出。在2005年、2008年、2010年连续三届的国家电网公司供电“服务之星”竞赛中，培训选手共计9人全部荣获获国家电网公司供电“服务之星”称号，1人荣获“十佳服务之星”称号。

三、仿真实训基地

国家电网公司湖北电力仿真培训中心是国内开展电力仿真培训最早的单位之一。1988年，原湖北省电力局决定在武汉电力学校（现武汉电力职业技术学院）建立大型火电机组仿真培训基地，1993年2月，“湖北电力仿真培训中心”正式成立，在并开始组织对外培训。

1.基地建设

基地研发实力雄厚，从1988年参与第一台仿真机组开始，先后自主研发了35kV―1000kV各电压等级的变电仿真机、变电站集中监控系统，200MW～1000MW火电机组仿真机，生物质电厂、水电厂仿真机也已投入使用并取得良好的效果。

基地在努力研发的基础上积极推广开发成果，曾为华东电网有限公司培训中心等多家单位和机构提供技术和设备支持，深受广大用户好评；与此同时，基地实行培训与仿真开发并举，仿真开发紧跟电力工业技术进步的脚步，将培训需求融入到仿真机的开发中，开发出针对性、适应性较强的培训体系，并已出版配套培训教材多部，现已广泛应用于各类仿真培训中。

2.工作成就与动态

经过多年努力，国家电网湖北电力仿真培训中心已成为国内知名的电力仿真培训中心之一。2005年11月，基地通过了中国电力企业联合会组织的电力行业仿真培训基地评估，首批被授予“电力行业仿真培训基地（火电、变电）”。研发成果更是得到了业内外专家的一致好评。其中，2006年中心独立开发的“500kV综合自动化变电站仿真培训系统”获得中电联电力职业技术教育教学成果奖系统开发类一等奖；2008年完成的1000kV特高压交流示范工程变电运行培训系统已正式通过验收，专家组认定该项目“填补了国内空白，整体技术处于国内领先水平”；此外，由基地研发的各类产品多次荣获湖北省电力公司、华中电网公司科技进步奖等荣誉。

第3篇：电力局继电保护技术范文

关键词 变电站；保护配合；变电站设计

中图分类号TM63 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）52-0120-02

陕西省地方电力（集团）有限公司在前几年农网改造中，部分变电站按农村小型化II模式建设，存在部分单位对此模式变电站PRWG2-35型熔断器中的“K”熔丝的选择、ZW8-12真空断路器的过流保护及10kV KFE重合器的配合应用认识不足的问题，随意改变定值后，失去了三者保护配合的选择性。在多年从电站设计工作中，注意到了三者的配合十分重要，本文对此展开论述。

1 根据保护选择性要求

图1

d1点故障时：KFE按规定程序动作

ZW8、PRWG正常运行

ZW8作为KFE的后备保护

d2点故障时：ZW8按规定程序动作

PRWG作为ZW8的后备保护

变压器内部故障时：PRWG熔丝熔断。

d1、d2点二次侧故障不能反映到一次侧。

2 伏－秒特性曲线

图2

1）PRWG2－35，“K”型熔丝，其为反时限特性，见图2；

2）ZW8的过电流保护特性有两种：

（1）定时限特性，见图3。当流过保护装置的电流（如短路电流）大于其启动电流Id2时保护动作，保护装置的动作时限是一定的，与电流无关，如图3中曲线1所示，具有定时限特性的过电流保护叫做定时限过流保护。

图3

（2）反比延时特性：老式感应型继电器均为反比延时特性，在我系统中早已淘汰，故不再赘述。

3）KFE安－秒特性曲线：

图4

KFE安－秒特性曲线又称TCC曲线，分为相间短路跳闸TCC曲线和接地短路跳闸TCC曲线。对于小电流不接地系统，规程规定单相接地可运行1h~2h，故对接地跳闸TCC曲线不再陈述。

3 PRWG2、ZW8、KFE二次配合

配合的出发点应首先考虑KFE与ZW8配合，然后再考虑KFE与PRWG的配合。

3.1 KFE与ZW8-12的配合

ZW8均代有CT配备过电流保护装置，老式电磁感应继电器和目前配备的微机保护装置均为定时限特性。过电流保护启动电流Id2为一定值（有电力局保护班整定），其曲线如图3。曲线1将重合器曲线和ZW8开关保护装置曲线给在同一图上，因KFE与ZW8均在10kV侧具有同比性，两曲线不相交，且重合器曲线低于ZW8保护装置曲线则能满足配合要求。配有电磁式过电流保护的断路器与重合器配合时还需考虑到其返回时间。即在重合器最后一次完成动作时，继电器的总移动位置应小于继电器的动作之点，不引起断路器跳闸。因老式电磁式继电器已被淘汰，故不再赘述。

从图1中d1点短路，KFE与ZW8按上述曲线配合后，再考虑二次侧KFE与一次侧PRWG中的熔丝配合。

3.2 KFE与电源PRWG-35中“K”型熔丝的配合

按选择性要求“K”型熔丝与负荷侧KFE动作必须满足：

1）d1短路时，KFE按规定程序进行重合直至KFE闭锁以前“K”型熔丝不应熔断。

图5

2）变压器内部故障，熔丝应该熔断或10kV母线故障ZW8-12拒动时，熔丝不应熔断。

为满足上述配合目的，设计中应考虑：

（1）配合应立足于10kV重合器负荷侧故障电流。PRWG2-35装在35kV侧，故需装“K”型熔丝特性曲线换算到10kV侧的曲线方可有可比性。为此要用主变压器变比来校正熔丝特性曲线，并将此曲线与重合器特性曲线在同一坐标图中进行分析比较，如图5。曲线1，“K”熔丝曲线乘以变比后变成曲线4。

（2）KFE重合过程中，最大故障电流对熔丝具有加热作用，此加热作用对常温下，熔丝所测的曲线4有影响，加快了熔丝熔断时间，使曲线4下降。在配合中不是将曲线4下移，而是将重合器曲线2乘以“K”值，将其上移变为曲线3。“K”值随重合器间隔及动作程序而变化，如下表所示：

重合器“K”值表

重合器与PRWG-35“K”熔丝配合原则是最大故障电流条件下，重合器的延时曲线乘以K值后，所得的参考曲线3要在“K”型熔丝最小熔化曲线4以下。现举例说明：

主变变比为35/10kV，一次采用PRWG2-35“K”；10kV母线采用ZW8-12真空开关；10kV出线KFE重合器；主变一次负荷电流60A，重合器安装处最大短路电流3 000A（最大运行方式），最小短路电流600A（最小运行方式）。

重合器和熔丝的配合计算步骤如下：

1）重合器选择（根据出线负荷选择）

最大持续电流为400A（相间最小），分闸电流320A，重合时间为2s，采用两快两慢，即2A2C。

2）K值的确定

因为重合器重合时间为2s，TCC曲线为两快两慢，查表得K值为1.7。

3）作重合器参考特性曲线

将厂家提供的相间最小分闸电流为320A的曲线，乘以1.7得参考曲线C。

4）作熔丝的调整曲线

为了找到熔丝和重合器的配合点。首先将处于主变一次测的PRWG2-35熔丝乘以变比3.5，调整在10kV测与重合器曲线C比较，调整后的曲线B为60A，曲线D为80A，继续可作100A等曲线。

5）熔丝选择

从图6中，曲线C与曲线B交于N点，N点对应电流2 800A，这说明重合器在延时跳闸前主变一次侧熔丝已熔断，而重合器安装处最大短路电流为3 000A，即故障电流大于2 800A时，熔丝先熔断。达不到配合目的，故不能用60A熔丝。曲线C与曲线D交于M点，M点对应电流为3 500A。故障电流在等于或小于3 000A时重合器先动作。达到了选择性配合要求，故选用80A“K”型熔丝。

6）断路器（ZW8-12）定值整定范围

根据10kV线路故障，KFE先动作的要求。KFE过电流定值I应在3 000A~3 500A之间，时间t应在tN-tM之间整定。结论按5）选择熔丝；按6）确定ZW8-12开关过流保护定值，则完全满足了d1、d2故障时保护选择性的要求。但故障电流大于3 500A时失去了选择性。此问题的解决要靠重合器瞬时跳闸附件。

图6

4 KFE中瞬时跳闸附件的应用

从图6中可看出当故障电流大于3 500A时，熔丝曲线D均处于重合器曲线C之下，这就是表示当发生故障时，故障电流大于了500A时，35kV PRWG-35“K”熔丝在重合器未分闸之前已经熔断，故二者已丧失了选择性配合的目的。

为了扩大重合器与熔丝的配合能力，可采用瞬时跳闸附件。该附件启动电流根据重合器设定的最小分闸电流的倍数设定。此倍数可分为2、4、6、8倍，配用附件后跳闸均是瞬时的，跳闸时间即为0.05s。例如上述相间分闸电流为320A，将倍数整定为4倍，即跳闸电流将为320x4=1 280A。此时，重合器曲线C在S处下拐，与曲线F（粗线）相接。图6中重合器曲线C变成图7中CSF曲线。CSF曲线与熔丝曲线D相交于K点，K点对应的电流为7 000A。为此，故障电流在7 000A范围内重合器和熔丝可选择性良好配合。

图7

陕西省地方电力（集团）有限公司的宝鸡、延安等地区部分变电站按上述模式建设，设计时考虑到配备瞬时跳闸附件，但在重合器订货和施工中未装设附件，这为今后留下隐患，应予以重视。

参考文献

[1]电力工程电气设计手册（第一册）.电气一次部分/水利电力部西北电力设计院编.

第4篇：电力局继电保护技术范文

【关键词】电磁式电流互感器；电子式电流互感器

国家电力局了最新信息，全国用电量到 2020 年可达到 7.7 万亿千瓦时，同时发电机容量大约是 16 亿千瓦。然而我国的用电量还在不断增加，为了满足用电需求，我国将全面投入到智能化、大型化电力系统的建设中。“十二五”期间，我国将建设 5000 个智能变电站，而且这些变电站是将风能、潮汐能、太阳能、核能等新能源转换成电能的重要支柱。随着变电站网络设备的自动化不断提升，电子式电流互感器作为低压侧数据处理系统源头的设备。其测量结果的精确程度，获得的结果是否可靠，都影响着电网网络的稳定、经济、安全有效地运行。

1 电流互感器的作用

电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。安在开关柜内，是为了要接电流表之类的仪表和继电保护用。每个仪表不可能接在实际值很大的导线或母线上，所以要通过互感器将其转换为数值较小的二次值，在通过变比来反映一次的实际值。

2 传统的电磁式电流互感器

电流互感器的特点是：（1）一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流.而与二次电流无关；（2）电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。

长时间以来，在电流计量和继电保护方面，带铁心的传统型电磁式电流互感器占据着主要位置。但是其内部结构中含有铁心，使得传统电磁式电流互感器存在无法克服的缺点：

（1）若高压母线的电势很高时，对传感线圈的绝缘性要求就会非常高。这样使得传感线圈的体积非常大，制作成本也会相应的变得很高；

（2）传感线圈容易发生铁磁谐振现象；

（3）工作时，电磁式电流互感器会产生大量的热，这些热量不容易散出去，因此有易燃、易爆等诸多问题存在；

（4）由于存在铁芯，使得高压母线通过大电流时，感应线圈存在铁磁饱和，使得测量结果产生误差，而且容易损坏设备。

光纤技术、数字信号处理（DSP）和电子电路的发展，使得电子式电流互感器输出的模拟信号转换成数字信号，由光纤传输被测信号，从根本上解决了高压侧数据变换系统的电磁干扰及设备绝缘问题。相比于新型的电子式电流互感器，传统的电磁式电流互感器的差距主要有三个方面：

（1）设备接口方面。在微型计量设备的输入端口，要求的被测电流比较小。传统的电流互感器的输出端口不能直接连在低压侧数据处理设备的输入端，两者要通过信号控制单元进行连接。

（2）安全方面。电力系统中电压等级的提高，给操作人员的生命安全带来更大隐患。而且传统的电流互感器无论充气或充油，都易发生爆炸，开路电压更易使人的生命受到威胁，特别是1200kV以上的电压。

（3）价格方面。随着测量范围不断的增大，传统的电磁式电流互感器的设备尺寸越来越大，内部结构愈加的繁琐，令测量设备显得笨重，并且占用了很大的空间。增加了设备的运输、安装、维护等方面的难度，而且测量设备的成本也有很大的增长。

3 电子式电流互感器

根据IEC和GB/T标准，明确指出电子式电流互感器可分为以下几类：

（1）光学电流互感器。是指采用光学器件作被测电流传感器，光学器件由光学玻璃、全光纤等构成。传输系统用光纤，输出电压大小正比于被测电流大小。由被测电流调制的光波物理特征，可将光波调制分为强度调制、波长调制、相位调制和偏振调制等。

（2）空心线圈电流互感器。又称为Rogowski线圈式电流互感器。空心线圈往往由漆包线均匀绕制在环形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非铁磁材料，其相对磁导率与空气的相对磁导率相同，这是空心线圈有别于带铁心的电流互感器的一个显著特征。

（3）铁心线圈式低功率电流互感器（LPCT）。它是传统电磁式电流互感器的一种发展。其按照高阻抗电阻设计，在非常高的一次电流下，饱和特性得到改善，扩大了测量范围，降低了功率消耗，可以无饱和的高准确度测量高达短路电流的过电流、全偏移短路电流，测量和保护可共用一个铁心线圈式低功率电流互感器，其输出为电压信号。

与电磁式电流互感器相比，电子式互感器具有如下的一系列优点：

（1）绝缘性能优良，造价低。绝缘结构简单，随电压等级的升高，其造价优势愈加明显。

（2）在不含铁芯的电子式互感器中，消除了磁饱和.铁磁谐振等问题。

（3）电子式互感器的高压侧与低压侧之间只存在光纤联系，抗电磁干扰性能好。

（4）电子式互感器低压侧的输出为弱电信号，不存在传统互感器在低压侧会产生的危险，如电磁式电流互感器在低压侧开路会产生高压的危险。

（5）动态范围大，测量精度高。电磁感应式电流互感器因存在磁饱和剧题，难以实现大范围测量，问时满足高精度计量和继电保护的需要。电子式电流互感器有很宽的动态范围，额定电流可测到几百安培至几千安培，过电流范围可达几万安培。

（6）频率响应范围宽。电子式电流互感器已被证明可以测出高压电力线上的谐波，还可进行暂态电流、高频大电流与直流电流的测量。

（7）没有因充油而产生的易燃，易爆等危险。电子式互感器一般不采用油绝缘解决绝缘问题，避免了易燃、易爆等危险。

（8）体积小、重量轻。电子式互感器传感头本身的重量一般比较小。据前美国西屋公司公布的345kV的光学电流互感器（OCT），其高度为2.7m，重量为109kg。.而同电压等级的充油电磁式电流互感器高为6.1m，重达7718kg，这给运输与安装带来了很大的方便。

（9）可以和计算机连接，实现多功能，智能化的要求，适应了电力系统大容量、高电压，现代电网小型化、紧凑化和计量与输配电系统数字化，微机化和自动化发展的潮流。

4 电子式电流互感器的发展趋势

（1）国际电工委员会关于ECT标准的出台，以及我国己经酝酿起草的ECT国家标准，预示着ECT的产品化应用已初步具备了行业规范，为ECT的市场化提供了基础平台。

（2）经过几年的电网改造，电网的综合自动化水平得到了很大提高，对相应的网络瞬态保护提出了更快速的要求。随着电网的扩大，输电线路越来越长，传统的电流互感器已经无法满足距离保护的瞬态特性要求，预计在未来5-10年中，ECT会在各种电压等级的电网中大量安装和使用。

（3）国内外研究单位对ECT的技术进行了近30年的探索，无论在实验室还是在现场挂网试运行，都己积累了一定的经验，特别是基于采样线圈配光纤型的ECT已经具备了产品化的条件。

（4）国内外不少企业斥资投入ECT制造领域，也推动了ECT的市场化应用进程。

第5篇：电力局继电保护技术范文

关键词：变电工程；生产准备；工作法

变电工程生产准备“231”工作法的核心是运用“两书”（生产准备工作计划书和变电工程作业指导书）、“三卡”（工作风险预控卡、生产准备工作验收卡和设备启动状态核对卡）、“一规范”（变电工程生产准备标准化规范），提高变电工程建设过程中变电所安全管理水平，标准化、流程化、规范化、模式化变电工程生产准备工作。该工作法是衢州电力局检修公司总结多年工作经验，于2009年首次探索实行，并在7个大型变电工程生产准备工作中成功运用、不断完善的工作法，成效明显，为全力保障工程的顺利投运和提高变电运行可靠性指标发挥了积极作用。

一、变电工程生产准备“231”工作法流程图 （见图1）

二、变电工程生产准备“231”工作法主要做法

1.深度参与工程设计，固化运维专业审点

在设计阶段，运维部门可通过参加可研、初设、图纸会审等深度参与工程规划可研、设计工作，提出符合生产实际的差异化工程设计要求，并总结经验，固化审点。主要指电气设备方面、土建基础方面以及辅助设施方面应满足要求。

2.精心编制生产准备计划书，贯穿工程建设全过程

根据《浙江省电力公司输变电工程生产准备工作组工作制度》的要求，220千伏输变电工程一般在工程计划投运6个月前成立生产准备工作组，在工程实施的关键环节，组织生产运维人员参与到工程建设的过程中，做好生产准备相关工作。衢州电力局检修公司严格执行该要求，并将此制度延伸到110千伏及以下电压等级。在成立工作组后，召开专题会议进行动员，及时编制变电工程生产准备工作计划书，明确各个阶段和专业责任人、工作项目、工作要求和时间节点等。计划书的内容包括：

（1）质量跟踪：索取整套施工图纸、重要设计变更文件、设备说明书等设计技术资料。索取主变压器等重要设备开箱相关报告，参加重要设备的开箱检查；见证施工过程中的主变压器、GIS耐压和局放试验，主接地网接地电阻测试等；参与计算机监控系统、防误闭锁系统、图像监控系统等的安装调试。

（2）人员培训：生产准备工作组的运维人员通过学习施工图纸、设备说明书，邀请专业技术人员讲课、现场配合施工和调试等方式，全面熟悉变电站一二次接线特点，各种设备的原理、性能和实际位置，熟练掌握倒闸操作和故障处理步骤，以及设备巡视、维护和异常处理要求。

（3）设备台帐建立：生产准备运维人员在变电工程设备配置至现场时，做好一二设备铭牌的拍照和整理工作，并根据设备出厂报告、说明书、试验记录等资料完善台帐信息。

（4）标识设置：生产准备运维人员根据施工图纸、调度命名和生产准备标准化规范中的模板及时设置户外设备搪瓷牌、二次屏柜和开关柜标识、压板、空开、熔丝的标签、变电站门牌以及安全警示牌等。

（5）典票运规编审：生产准备运维人员应依据相关规程和制度、变电站接线方式、施工图纸、设备说明书和整定单等资料编写典型操作票和运行规程。典票、运规的初稿一般于工程投运前15天完成，并在投产前完成审批流程。

（6）工器具等设施准备：安全工器具及相应的存放设施、防汛和消防工器具应在工程投产前一周配置到位。操作工器具、备品备件等物品应由生产准备运维人员在工程交接前与建设部门交接。

3.实践变电工程建设作业指导书和风险预控卡，控制工程建设风险

生产准备工作组运维人员负责编制变电工程作业指导书和风险预控卡，并在工程电气施工阶段全程进驻变电所基建现场，实践指导书与预控卡，从“面”和“点”上控制工程建设阶段变电所的安全风险，确保变电所安全稳定运行。

作业指导书的编制实践重点内容包括：变电工程的施工范围、施工项目和工期，生产准备运维人员督促建设人员按规范合理布置现场围栏和进出通道，隔离施工区域与运行区域；变电工程建设的配套措施；变电工程建设过程中的缺陷管理。

工作风险预控卡的主要内容是风险管控力量化分析。生产准备工作组根据变电工程建设涉及的重大操作任务和生产任务按4个步骤、对照14项指标进行管控力量化分析并形成可视化结果。结果分为5个档次：

管控力优（白色标识）：分值在25分>白色≥14分；

管控力良好（绿色标识）：分值在35分>绿色≥25分；

管控力可控（黄色标识）：分值在45分>黄色≥35分；

管控力难控（橙色标识）：分值在55分>橙色≥45分；

管控力不可控（红色标识）：分值≥55分。

针对五个档次的分析结果，遵照“逐级管控、总体协调”的原则进行管控：

（1）管控力优、良好时，现场运维人员严格遵照“六要七禁八步一流程”开展倒闸操作和现场工作。

（2）管控力可控状态由运班组负责控制措施。通过与调度沟通调整作业时间，指派技能素质、安全素质、精神状态更合适人员，减少或延后管理工作，增派备班力量等进行管控。

（3）管控力难控状态由变电运维部门负责控制。通过从其他班组增派合适人员、指派到岗到位人员、协调基建部门不集中安排工作等措施进行管控。

（4）管控力不可控状态由市局层面负责控制。通过调整作业安排、调派其他单位的专业人员、指派到岗到位和安全监督人员、向上级部门汇报等措施进行管控。

4.“持卡”验收生产准备工作和设备启动状态，保障工程安全有序投产和长期稳定运行

生产准备验收是变电工程建设的重要关口，其质量直接决定了变电工程安全有序的投产和长期稳定运行。

生产准备验收分为三个阶段：一是验收准备阶段。召开工程竣工验收准备会，各专业管理部门、运维部门、建设部门、监理公司、设计公司等单位参加。建设部门、监理单位汇报工程施工及自验收情况、监理及初验收情况。生产准备工作组汇报重要试验项目见证情况、隐蔽工程及中间验收情况、生产准备工作完成情况。二是现场验收阶段。生产准备工作组和验收组成员前往现场对工程整体进行3～6天的全面“持卡”验收和试验，对发现的问题向各生产准备专业负责人反馈，并由各生产准备专业负责人汇总、讨论并确定缺陷整改方案及期限。三是复验收阶段。建设部门根据验收组提出的验收意见，组织工程设计、施工、运行等单位进行整改消缺。监理部门复查后，竣工验收组对工程进行复验收，依据复验收情况，对验收缺陷消缺单逐项确认。验收合格后向变电工程启动委员会汇报。

变电工程启动前状态的正确性是保证工程安全投产的关键环节，生产准备运维人员专门编制设备启动状态核对卡，从而确保设备启动前状态、方式与启动方案完全一致。该项工作分为三个阶段：一是设备启动状态核对卡编审。生产准备运维人员召开专题会议组织学习变电工程启动方案，按照启动方案和现场整定单的要求，依据模板编写设备启动状态核对卡，并提交生产准备运维管理人员审核。二是设备启动前状态操作。生产准备运维人员准备好操作工器具，根据启动方案对一次设备、继电保护和自动化设备等进行操作，并依据核对卡进行初步核对，保证设备状态与启动方案要求一致。三是设备启动状态核对。生产准备运维管理人员在设备启动投产前一天进行变电工程基建现场清场，要求无关人员全部撤离变电所。同时依据设备启动状态核对卡对一二次设备状态进行逐项核对打钩确认，杜绝发生因设备启动状态不正确而导致的不安全事件。

三、变电工程生产准备“231”工作法的成效与改进

1.评估方法和成效

（1）分析统计安全管理成效：安监部和运维检修部人员在变电工程建设阶段对变电所安全措施的布置、倒闸操作执行等情况和工程安全有序投产情况进行评价。运用该工作法后，安全效益明显提升，7个变电工程倒闸操作万余步，许可终结工作票数百张，合格率均为100%，未发生任何影响安全的事件。

（2）分析统计生产准备工作质量：评价变电工程生产准备运维专业验收设备标牌正确率、典票运规编写的正确性、规范性。省公司生产管理系统实用化核查工具和局生产管理系统工作组对变电工程设备台帐资料的完整率、及时率、准确率进行考核。自运用该工作法后，生产准备工作质量明显提升，7个变电工程编制的典票、运规、标牌无明显差错，设备台账完整率、准确率、规范率均为100%。

（3）统计比较生产准备运维专业工作效率：目前，220千伏变电所新建生产准备运维人员需要6人，110千伏变电所新建所需运维人员3～4人，比之前所需人员减少了30%以上，工作效率明显提高。

（4）统计比较变电运行可靠性指标：通过对工程投运一年内重要及以上缺陷出现数、因缺陷停电数等变电运行可靠性指标进行评价，评价变电工程生产准备的工作质量。7个变电工程投运一年内未出现重要及以上缺陷，也未因变电缺陷造成事故或障碍，继电保护正确率100%。

（5）分析统计变电工程达标投产率：省公司在工程投产移交生产后第4个月内组织设计、施工、调试、运行、监理等单位，按达标考核表对达标投产进行考核。7个变电工程均为达标工程，其中崇文、南竹、清漾变电工程被评为国家电网优质工程。

2.存在的不足和完善措施

变电工程生产准备“两书三卡一规范”，通过多方面、深层次的分析和总结，需要在以下方面进一步完善。

第6篇：电力局继电保护技术范文

[关键词]

中图分类号：TM421 文献标识码：A

引言

伴随着我国现代化经济与科技的不断发展与进步，我国的各种高科技电子技术在电力行业中被广泛的应用，其不仅为配电系统带来了高精度的电能计量，安全可靠的电能保障，而且改变了原有的耗电方式，在节能的同时也降低了运行的成本。将计算机技术与各种高科技设备应用于配电自动化系统已成为提高电能质量，提供优质供电服务的潮流与趋势。配电系统的自动化管理不但能够让系统安全可靠的运行，而且还能在低耗的同时达到高效的效果。根据我国配电网的现状，力争探寻出一条科学有效的配电管理模式，从而提高配电的工作效率，为国家经济的发展以及人民生活水平的提高输送源源不断的优质电能。

1、电力自动化系统

电力自动化系统是利用提高前辈的计算机技术、现代电子技术、通讯技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、丈量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监督、丈量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监督和控制任务。电力自动化利用了从前已经论证可行并经过长期使用的设备和技术，投入新的方法方式以及资源设备等产生了系统功能进一步的整合发展，实现了从前设备不可能实现的工作效率和工作状态，使其发展向着更完美的方向前进，强调资源间的配合使用。通过这一系统的实现增强信息设备效用的进一步实现。能够将信息的稳定性准确性提升，并完成自动检测自动停止和开始的任务。

2、配电自动化系统与配电管理

对于配电自动化系统而言，在功能层面，有如下五个要求，分别是：管理故障和负荷，进行SCADA配电，管理设备，做好自动绘图，实现对地理信息的系统化管理，以及高级应用配电网。和输电网里面的调动自动化系统相同，SCADA配电对于实现自动化的配电而言，也是基础，不过采集的具体数据不同，希望实现的具体目的也有差异，其针对的主要对象为变电站下级的配电网以及具体的用电用户，期望能够做到的是将基础性的数据提供给DA/DMS。不过如果只是三遥功能的话，还不能被叫做配电自动化，一定是在SCADA的基础上，进行了自动化的添加，也就是馈线自动化，英文缩写为FA。对于FA来讲，其对应的最基本的功能为自动的将馈线故障予以识别、做出隔离、进行恢复。

对故障和表征予以具体的分析和考量，可以知晓判断故障的具体方法多种多样，而且对这些方法如果逐一的进行测试的话，那么工作量就会特别的大。诊断通常情况下适用于如下情况单相接地、相- 相以及相-相接地，还有三相这些不同类别的故障。使用在如下的具体范围中：中性点和地面不衔接的系统或者说是小电流的和地面相衔接的系统。DA功能的完成和实现，要求配电SCADA不但要能够在正常的状态下对馈线状态量于以采集，还要求能够在故障状态下，对馈线状态作出准确而且灵敏的捕捉。不但要能够实现人工远程进行控制，还要能够做到借助设备实现自动化的控制，这样才能真正的做到自动化。

3、GIS以及负荷控制与负荷管理

1） GIS实时平台和面向电力系统

在配电网中，供电设备不仅面广，而且点多，分布多按照具体地理位置进行，所以要想管好配电网里面的供电设备，那么必须要借助于地理信息。对于一般的地理信息系统来讲，在组成方面包括了数据库、软件包和硬件。对于通常的制图、一般的编辑，还有简单的管理，这个系统都是能够做到的，在分析空间数据和其关联性的时候，也能够实现。如果设备系统是建立于地理信息系统的基础之上的，那么就被叫做AM/FM/GIS 系统。对于这种系统来讲，因为含括了很多地质地貌的相关信息，这些对于电力系统而言，并不具备，所以在资源方面就造成了浪费。此外，电力系统对于实时性也有很高的要求，所以就需要具备实时功能的配电自动化管理系统，这种系统平台在特征上有如下几个方面的具体要求：首先实时；其次，能够很好地描述具体的模型；最后和别的系统之间具有开放性的接口。

2） 负荷控制和管理

为了让电网运行的更加稳定，更加安全，就需要做好负荷的管理和控制，借助于负荷管控能够对电流予以对应的调控。不过伴随着社会的发展，技术的进步，这一要求已经不能够予以满足社会的发展需求，当前一个急需解决的问题就是提升用户的满意度，故而现在需要关注的就是如何在获得高用户满意度的同时，实现输电要求的高效化。这个标准的达成，要求无论是在管理层的权力，还是管理层的义务方面，都需要不断地提升和改善，这样才能够明白自己当前面临的人物，承担的责任。对于大部分的电力局来讲，它们都有自己的流量调控机构，这个时候需要考虑在对现有系统予以有效充分利用的前提下满足新的标准达到新的要求，实现服务的升级，获得用户的肯定。

4、通信方式的选择

首先，有线方式有电话线和专线两种。电话线方式设备投资较低，可靠性和实时性也较低，由于电话线架设非常方便，广泛适用于实时性要求不高的配电终端。专线方式可靠性和实时性都很好，适合实时性要求较高的配电终端设备，缺点是需要架设专用通信线。

1）无线方式有普通电台和高速智能数传电台两种。普通电台已广泛应用于负荷控制系统中，这种设备花费较少，很便宜，但是同时也无法有较强的可靠性。频点申请无委会控制较严。高速智能数传电台通信速率高，频点可复用，支持 X.25 协议，有路由选择功能和主动上报功能，但是价格昂贵，难以普及。

2）光纤通信方式有光端机方式和光接口板方式两种。光纤的特点是能够容纳较大的内容，并且对于干扰信号有阻碍作用，耗费量小，因此，其价格也比较昂贵。光端机方式适合容量大的站点，成本也较高。光接口板的方式将光电转换器直接置入配电终端内，并可以利用编码复用方式多个配电终端设备公用一对光纤，有效地降低了成本。另外，如果多膜光缆能够满足配电系统的距离要求，多膜光缆在价格上也更为能为大众所接受。因此，所以，参考以上有利点能够肯定光纤通信未来的发展前景是十分可观的。应当大力推广并使用。

3）电话线比较传统并且简便，能够在最短时间内实现作业，适合较为低技术的配电系统，因为其性能稳定性较差，所需要的花费也比较小；专线方式的性能和稳定性上都较好，适应高水平的终端要求。缺陷是基础设施要求较高。必须配备专用的线路。

第7篇：电力局继电保护技术范文

110 kV电网继电保护整定计算是一项十分复杂的技术工作。它要求按照一定的整定计算原则，以电网的短路电流计算为基础，进行大量反复的定值计算、比较和筛选，工作量很大。因此，怎样把整定计算人员从繁杂的计算中解放出来，成为许多专家学者和技术人员追求的目标。计算机技术的迅速发展使实现这个目标有了技术支持。

从70年代后期，计算机整定计算的开发工作就开始了。由于短路电流计算的理论基础雄厚，数学模型成熟，因此在80年代用计算机进行短路电流计算得到了普及。之后在短路电流计算的基础上，沿用网络节点法的基本模式，开发了一些整定计算软件，这些软件在一部分220 kV电网中的应用有了一些成功的经验，而对于110 kV电网，到目前为止，还没有比较成熟的软件。这主要是由于220 kV及以上电压等级的电网结构规范，相应的继电保护整定计算能够用规范的数学方法描述；而110 kV电网的结构不规范，如有短线群、T接线、小电源等，这样在110 kV电网的整定计算中既有用数学方法描述的确定性问题，也有大量需要用人的经验才能处理的问题。要解决这些问题，就要用到专家系统的一些基本方法，建立可修改的规则库，整定人根据整定时的具体情况使用这些规则，建立一定的逻辑关系，逻辑关系一旦建立，无论系统的其他参数如何变化，整定计算都可能自动完成。由于其逻辑关系的建立需要一定的人工干预，因此我们称这种方法为准专家系统模式的计算机整定计算。

1　整定计算的条件

以往的整定计算软件在开发的时候，我国的大多数110 kV电网还是环网运行，这些软件充分考虑了220 kV电网同110 kV环网之间电磁环的存在对保护整定的影响，并因此增加了软件的复杂程度，降低了其灵活性。这些软件对于110 kV电网保护的整定不规范、失配点多、非常规整定多的问题没有重视，大大降低了计算出的结果的实用价值。另外受软件开发平台的限制，开发者在人机界面的方便程度考虑较少，使得人工干预非常烦琐，费时费力，不得不弃而不用。

准专家系统模式的计算机整定计算能够解决以往的软件应用到110 kV电网时所遇到的问题，其主要依据有两点：110 kV电网结构的变化和计算机技术的发展。

1.1　110 kV电网形成单电源的辐射结构，简化了整定计算

随着220 kV的主输电网络的形成，原来的110 kV环网得以解环运行，从而形成了以220 kV变电站为中心电源的辐射型结构的分区网络，使得110 kV的电网结构大大地简化。由于不再考虑电磁环，也使得110 kV电网的整定计算软件的开发思路发生了重大改变。解环运行之后，分区网络的规模较以前减少了许多，各电力元件之间的保护配合关系变得非常简单，如果仍沿用节点方程的方法进行整定计算，一方面将简单问题复杂化，另一方面仍不能解决短线群、T接线、小电源的问题。准专家模式是将电力元件的所有的整定配合关系归纳为相应的用计算公式表示的规则(由于不存在电磁环，这些规则的数目及复杂程度都大大降低)，然后由整定人选择所整定的电力元件的整定规则。这种模式简单、直观，对整定计算全过程可进行有效的控制。

1.2　计算机技术的发展为新模式提供强大的技术支持

最早进行整定计算软件的开发大约是在七八十年代，现在计算机软硬件的技术水平同当时相比不可同日而语。当时编制软件最先要考虑的是软件的运行速度以及数据的存储容量，其次才是用户界面，而以目前的计算机技术水平，对于编制这种规模的软件，其运算速度及数据存储容量可以不予考虑，因此其重点应该是良好的用户界面。准专家系统模式完全在系统一次图形界面上完成参数数据的输入、计算过程的控制、计算结果的输出，大大降低了使用者掌握软件的难度，不经培训就可以方便地使用。

2　整定计算的实施方案

2.1　方案总体设计

该方案由以下几个模块组成：电网拓扑绘图模块、参数数据输入模块、短路电流计算模块、整定计算规则模块、整定计算模块、ODBC接口模块。总体设计原理如图1所示。

由图1可以看出，整定计算的全过程都是在系统一次图形的界面下完成，不需要使用者对底层进行操作。在专用的电网拓扑绘图模块下，一次图一旦绘好，网络数据的拓扑结构就建成，结构中各单元同系统各元件一一对应，这种对应是由软件完成，毋需人工干预；参数数据库、短路电流数据库、规则库都是整定计算的数据源，其中参数数据库、短路电流数据库与系统一次结构紧密相关，当系统一次结构变化后，这两个数据库的内容相应修改。整定规则库则完全独立，其修改、补充等操作单独进行。

2.2　功能模块介绍

2.2.1　电网拓扑绘图模块

电网拓扑绘图模块是一个面向对象的电网绘图工具，能够支持全屏幕动态缩放、屏幕漫游，以基本图元(如线路、断路器、变压器等)为绘图单位，进行系统一次网络图的绘制，各图元通过定义形成网络拓扑结构，性能优良且操作方便。除了具有图形编辑软件的一般功能外，它的最大特点在于可以无隙地嵌入数据库和保护整定计算模块。因此，该模块实际上充当了本系统的用户交互界面，用户在图上即可进行数据库操作并可启动线路或变压器的保护整定计算。

2.2.2　参数数据输入模块

在系统一次图上，在定义好的图元上输入参数数据，经过计算机处理后形成参数数据库，并同网络拓扑结构一一对应。参数数据能够在系统一次图上打印出来。

2.2.3　短路电流计算模块

利用已形成的网络拓扑结果及参数数据库，以各母线为故障点，计算大小运行方式下三相短路、两相短路、单相接地、两相短路接地的故障电流，形成短路电流数据库，并能够以一定格式输出打印。

2.2.4　整定计算规则模块

以单电源辐射型网络为主要整定对象，充分考虑短线群、T接线、小电源对整定计算的影响，将各种保护的整定方法总结、归纳，形成标准化、公式化的规则库。

2.2.5　整定计算模块

模块分为整定设置、线路保护整定及元件保护整定三部分。整定计算所需的有关系数要求，例如灵敏系数、可靠系数、配合系数、整定原则等，整定前在整定设置菜单下填入。

线路保护整定计算分三种方式：

1)全自动方式：所有整定步骤由计算机完成，没有人工干预；

2)半自动方式：由人工指定失配点及失配参数，计算机完成后面的工作；

3)全人工方式：全部整定步骤采用问答式，由整定人逐步完成，每一步的计算结果均在屏幕显示。

保护整定均在系统网络界面上进行，根据用户在系统一次图上选定的电力元件，直接启动相应保护的整定计算模块，通过调用参数数据库、短路电流数据库、规则库的内容进行计算，计算过程可人工干预。

所有的计算结果均以整定计算书的形式输出。

2.2.6　ODBC接口模块

整定计算是在一次图形界面上完成的，要通过ODBC(Open DataBase Connectivity，开放数据库互联)将参数数据、短路电流数据以及网络拓扑结构参数结合起来，完成相应的计算。

2.3　方案的特点

该方案具有以下特点：

1)数学模型简单

由于以单电源辐射型网络作为整定计算的对象，大大简化了整定计算的数学模型，从而使整定计算的复杂程度大大降低。

2)人机界面友好

数学模型简单使开发者在开发平台的选择上有很大的余地，不用对平台的数学计算能力有太高要求，因此可以充分利用近年来推出的优秀商业软件，从用户角度开发出具有直观、简单、灵活的人机界面的软件。

3)输入输出设计灵活

参数的输入完全在系统一次图形界面上完成，彻底摈弃了过去需要用户做节点编号、做数据文件的方法，大大降低了工作量。计算结果的输出有两种方式，一是在屏幕输出，这样可以让整定人监视整定计算的每一个步骤，这对于整定计算的审核十分有利；第二种方式是以整定计算书的形式输出，可以文本格式进行编辑，由于目前微机保护的许多小定值不是计算的结果，而是运行方式的一些具体要求，因此对整定计算书进行必要的编辑，一方面使计算书更加完整，另一方面对无纸化办公也有一定的意义。

3　开发软件的选择

3.1　软件运行平台：中文Windows95

中文Windows95是一个32位的操作系统，它是专门为中国大陆的用户而设计的，因此它具有内置的双字节汉字内核，无需再外挂中文平台即可显示汉字，极大地方便了国内用户。Windows95与Windows3.X以及DOS相比较，有操作容易、支持抢先式多任务、运行稳定等优点。

3.2　数据库接口工具：Microsoft ODBC 2.0

Microsoft ODBC 2.0是一个由微软公司在90年代初提出的开放式数据库互连的标准，发展到现在在技术上已相当成熟，几乎所有主要的数据库开发商都提供了相应的ODBC驱动程序。ODBC的优点在于它使程序员无须关心他所要存取的数据源的类型、位置和格式等。他只需调用相同的API函数来和ODBC接口打交道即可，直接和某个特定的数据库交互则由ODBC来完成。这样，一方面使程序员的工作量大为减轻，另一方面使得程序更加灵活，因为当低层数据库发生变化(如数据库由DBASE变为ACCESS)时，庆用程序不须做较大的改动可适应新的数据源。

3.3　数据库开发软件：Microsoft Access97中文版

Microsoft Access97中文版是微软公司在1997年推出的最新的数据库开发及管理软件，它在小型的数据库应用中具有许多优点。它是一个台式的关系型数据库，但同时又可被应用到客户／服务器数据库前端机的开发应用中。它生成的数据库仅由一个文件组成，极易管理。而且，它的开发平台是基于Windows95的，能充分利用其稳定、多任务的优势，并给开发人员一个良好的开发界面，操作相当容易。它具有以下特点：

(1)Access支持多种数据形式，可以从FoxPro，Paradox 3.X，Lotus1-2-3.X，Dbase，Lotus1-2-3，Microsoft Excel和Betrieve中引入数据。

(2)提供一整套极富特色的集成窗口式菜单开发环境，所有对象的属性采用窗口式表达，大大减少了编程语言，使得建立、编辑和调试一个应用程序既轻松又快速。

(3)Access本身并不是一个面向对象的数据库系统(OODBMS)，但它是一个面向对象的开发环境。

(4)Access引入了SQL数据库标准查询语言，用户可能直接在程序中嵌入SQL语言，从而使Access成为比较完善的关系数据库系统。

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

(6)Access中的数据库安全控制机制也是传统的数据库无法比拟的。

3.4　编程语言：Microsoft Visual C++5.0

Microsoft Visual C++5.0是微软公司最新推出的应用程序开发工具。较之其他同类产品(如Borland C++5.0，Watcom C++等)，功能更加强大。它支持Windows平台上几乎所有技术标准的开发，其编译器支持增量编译，每次编译只将修改过的部分重编译一遍，而其他部分不动，大大加快了编译速度，缩短了开发时间。在Visual C++5.0中，Class Wizard的功能大为增强，可以为开发人员自动生成许多代码，使开发人员能够把精力集中于程序所要实现的特定功能上，不必为一些细节浪费时间。

4　结束语

由于110 kV电网本身所固有的一些特性，一直以来，计算机这一先进的工具没有在110 kV电网的整定计算领域得到有效的应用。本文根据近年来电网结构的变化以及计算机技术的发展，提出了110 kV电网计算机整定计算的一种新方案，该方案具有数学模型简单、人机界面友好、输入输出灵活的特点，具有较强的可操作性。在将来，根据计算机技术的发展，将引入更多的人工智能技术，使软件的自动化程度更加提高。

第8篇：电力局继电保护技术范文

关键词：MATPOWER；潮流计算；最优潮流；电力市场

作者简介：郭涵（1989-），女，内蒙古通辽人，内蒙古电力（集团）有限责任公司培训中心；金帅军（1988-），男，河南南阳人，内蒙古电力（集团）有限责任公司培训中心。（内蒙古 呼和浩特 010011）

基金项目：本文系2011年内蒙古自然科学基金项目（项目编号：2011MS0722）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0065-03

潮流计算是电力系统分析中一项最基本的工作，其计算结果不仅可以作为制定电力系统实际运行方式、电力系统规划的重要参考，而且是进行电力系统故障计算、继电保护整定以及安全分析的基础。传统的潮流计算通过编程实现，用户界面没有图形支撑，原始数据输入工作量大且容易出错，在进行系统建模或进行系统结构调整后的潮流计算时很不方便，而且计算结果显示不直观，难于与其他分析功能集成。随着科学技术的发展，具有友好用户界面的电力系统分析软件成为主流趋势。

在国内常用的电力系统分析软件有中国电力科学研究院的PASAP、美国Bonneville电力局的BPA等，这些软件功能强大并且求解数据结果精准，多应用于实际仿真计算和大规模电力系统的科学研究。而MATPOWER的优势是在小型电力系统的潮流分析应用中，它操作简单，输出结果界面的数据全面、直观，运行稳定，计算速度快，准确度高。MATPOWER比上述软件更适合在高校进行科研和仿真教学。

一、MATPOWER软件介绍

MATPOWER软件是基于MATLAB语言编写的电力系统潮流计算软件，它可以在MATLAB5.1或以上版本的软件环境中使用和运行。目前它的最新版本是4.0b2。MATPOWER安装便捷，只需要将MATPOWER4.0b2文件夹设置在MATLAB软件的path路径下即可。

MATPOWER3.0版本综合了MATLAB中的优化算法，如OPF解法是基于包含在MATLAB早期版本最优工具箱中的constr函数，这使得它可以利用牛顿法等经典算法求解潮流和最优潮流。MATPOWER4.0b2版本在3.0的基础上增加线性规划、内点法等方法，使得它能灵活地解决在不同环境下的潮流计算。同时它具有面向用户的输入、输出界面，这使得它避开了其他仿真软件的反复输入与输出不直观的缺点。

二、电力系统潮流计算

潮流计算是电力系统分析的一项最基本计算，运行MATPOWER的潮流计算程序可以求出电网中各节点电压、电流和功率分布，这些数据为检查各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率分布和功率损耗是否合理等电力系统稳态分析提供了可信度高的基础数据。

1.建立模型

对于建立电力系统模型，MATPOWER有三种方式。

第一种是标准库方式，用于对电力科学研究院的节点标准测试系统的原始数据进行潮流计算的仿真与验证。在MATPOWER文件夹中，带有“caseX”字符串的文件均为电力科学研究院的节点标准测试系统的原始数据（X代表节点数）。在MATLAB的conmand windows窗口输入“runpf （‘caseX’）”，即可运行标准节点为X的电力系统潮流计算程序。

第二种是非标准节点转化标准节点方式。在实际教学与科研中，遇到的电力系统往往不是标准节点系统。对于这类实际系统可以先利用等值简化等手段将所研究电力系统变成标准节点系统，然后将相应的节点、发电机、线路、并联电容器、变压器数据输入到相应caseX数据文件中，再运行此文件，可得到等值简化后的系统潮流计算结果。但此种方案输出的结果需要再经过运算才能还原到原始系统中。

第三种是用户输入数据方式。MATPOWER文件夹的“@opf_model”子文件是专门为实际电力系统而编写的程序模块，运行此模块中的潮流计算程序可实现对用户指定电力系统的潮流计算。

综上所述，在建立电力系统模型方面MATPOWER避免了SIMLINK仿真工具先找指定元件画图后再输入数据的繁琐工序，实现了建立模型的方便、简单、快速。

2.计算实例

下面以14节点为例，说明MATPOWER潮流计算结果。输入命令：

runpf（‘case14’）

这是运行基于牛顿法的潮流计算程序，潮流计算结果如图1与图2所示。图1中显示的数据为系统总结与数据总结。图2中显示的数据为节点数据与支路数据。数据总结包括系统节点数、各元件数量、支路数、装机容量、电源输出、负荷容量、总线损等数据。节点数据提供了各点节点电压、幅值及发电机发出的有功功率与无功功率、负荷的有功功率与无功功率等数据。支路数据给出了各支路潮流功率流向、支路线损等数据。

相比之下，MATPOWER的表格数据不如POWERWORLD的图形化数据清晰明了。

3.结果优化

在实际电力系统分析中往往对潮流算法的运算速度和计算精度的要求很高。为此，MATPOWER提供了一种选择向量来实现对算法选项的控制。它类似于MATLAB最优化工具箱早期版本中由foptions函数提供的现象向量。这两者最重要的区别在于MATPOWER不用记住每一个选项的索引，只需要根据选项的名称就可以对算法选项的值作出修改。MATPOWER的默认选择向量是通过调用无参数mpoption来获得的。

图1 潮流计算结果（1）

MATPOWER选择向量可以实现总共73种选项控制，如潮流算法、潮流计算的中止标准、最优潮流算法、对不同成本模型的默认OPF算法、OPF的成本转换参数、OPF的中止标准、冗余水平、结果输出方式等。这些选项控制方法使MATPOWER成为研究人员和教育工作者的一个易于使用和修改的仿真工具。

下面对MATPOWER的四个比较重要的选项加以说明。

（1）算法的切换选项。电力系统潮流计算方法很多，其中牛顿法是求解非线性方程组的有效方法，突出优点是收敛速度快，但是它必须反复形成修正方程并迭代求解，因此对大规模电力系统进行潮流计算时计算量较大，计算速度与初值选取的好坏关系较大。快速解耦法在进行交流高压输电网潮流计算时具有良好的收敛可靠性，但是有时会因为R/X比值大的支路的出现导致潮流计算迭代次数大大增加甚至迭代不收敛。高斯算法在PV节点转化为PQ节点时存在计算收敛缓慢的缺点。

为满足实际需要，需选择最合适的算法进行潮流计算。MATPOWER提供了实现快速切换算法的功能。

例如，在conmand windows窗口，输入命令：

opt=mpoption（'PF_ALG'，2）；

runpf（'case14'，opt）

此时，运行的是以快速解耦算法为基础的潮流计算。

（2）中止条件选项。MATPOWER可以按照用户实际需要来延长、缩短迭代次数，使得结果更加符合实际要求。如果迭代次数超过设计上限，MATPOWER潮流计算程序即被中止。例如，牛顿法潮流计算中修正方程迭代次数限制在10次及以下，在MATLAB的conmand windows窗口输入命令：

opt=mpoption（'PF_MAX_IT'，10）；

runpf（'case14'，opt）

即可在修正方程迭代求解10次以内结束潮流计算，输出计算结果。

（3）越界处理选项。潮流计算中当PQ节点的无功功率越界，则将其转化为PV节点后需要更新修正方程，重新对系统进行潮流计算。类似地，可处理PV节点电压越界问题。

MATPOWER提供了一种命令语句，供用户选择是否对越界进行处理，而这点是SIMULINK仿真工具无法比拟的优点。

在MATLAB的conmand windows窗口，输入命令：

opt=mpoption（'ENFORCE_Q_LIMS'，1）；

runpf（'case14'，opt）

运行的是考虑越界情况下的潮流计算程序。

（4）附加线性约束。在MATPOWER中用户不仅可以对既定程序的内容进行更改，还可以对一些简单的线性约束进行设置。例如，将母线7的相角设置为滞后母线2的相角5°，可通过输入以下命令实现：

Theta（2）-Theta（7）

runpf（'case14'）

对附加的线性约束可以用此功能实现控制，这一点是其他仿真软件没有涉及到的。

4.安全校验

电力系统N-1安全分析与可靠性分析比较，它的计算简便，不需要收集元件停运率等大量原始数据，是一种极为简便的电力系统安全性校验准则。按照N-1准则，电力系统N个元件中的任一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障被切除后应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电，不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。当这一安全准则不能满足时，则要考虑采用增加发电机或输电线路等措施。为了校验电力系统能否满足N-1安全准则，需要模拟系统发生故障后的潮流变化，查看是否有线路超过其输送功率的上下限。

下面以14节点系统为例，说明切除1号发电机后的潮流计算方法。双击打开MATPOWER文件夹中的case14文件后，找到电机数据矩阵gen，将1号发电机数据所在行的status（状态）数值1（在线）改为0（不在线），点击保存。再次运行runpf （‘case14’），即可得到切除1号发电机之后的潮流计算结果。

与SIMULINK中的故障模拟相比较，MATPOWER模拟故障极其方便，无需在故障元件支路中添加断路器并设置故障时间点。

三、在电力市场下的最优潮流

1.电力市场下的最优潮流

电力市场下的最优潮流（Optimal Power Flow，OPF）是进行现代电力系统经济调度的重要依据之一。OPF以数学优化理论和潮流方程为基础，把电力系统经济调度和潮流计算有机融合在一起。目前，电力市场环境下最优潮流的模型越来越复杂，任何形式的目标函数都可以包含表示电压、电流、功率限制的约束条件。在约束众多的情况下，最优潮流都能将它们整合到统一价值标准下进行协调。这不仅实现了电力系统运行经济性、安全性的基本要求，同时降低发电、输出成本，协调电厂与电网、电网与用户之间的冲突。

2.计算实例

输入“runmarket（'程序名'）”，运行在电力市场中标准节点的最优潮流计算程序，可得到在内点法为寻优算法、价格不变的方式下的最优潮流计算结果。

在conmand windows窗口，输入命令：

runmarket（'case14'）

优化后的潮流计算结果显示分为两部分，一部分是电力市场数据总结，即Market Summary，如图2所示；另一部分是在电力市场环境下的最优潮流，其中的数据分类、含义与潮流计算的一致，不同的是此结果是优化后的潮流计算数值。

图3中显示是发电机销售与负荷购买电量数据。数据的第一行表示修改成本的持续时间，从左到右依次代表：发电机所在节点、所在总线、产生的有功功率、价格、收入、固定的成本、旋转备用成本、总共成本、净收入。最后一行从左到右依次是：总的收入、固定成本、旋转备用成本、成本、净收入的数据。

从图3所示数据中可以清楚看到，系统没有启用旋转备用，价格没有超出合同范围，证明整体数据是合理的，既符合节点电压、有功功率、无功功率等约束条件，又能满足经济性能的要求。

四、总结

为了满足实际需要，MATPOWER提供了三种用于搭建电力系统模型的方式，这三种方式不仅方便简单，而且快速精准。

对电力市场环境下的最优潮流计算，MATPOWER能计算出满足经济性与安全性的结果。

总之，综合MATPOWER在潮流计算应用的各个方面，对比其他电力系统分析仿真软件，MATPOWER无论在系统建模还是在计算方法选择、计算结果等方面都能满足仿真教育与科学研究的需求。

参考文献：

[1]萨阿达特（Saadat.H.）.电力系统分析[M].第二版.王葵，译.北京：中国电力出版社，2008.

[2]RAY D. Zimmenrman，CARLOS E，Murillo. MATPOWER 用户手册[EB/OL].http：∥ p s2erc. cornell. edu /mathpower.

[3]龚纯，王正林.精通matlab最优化计算[M].北京：电子工业出版社，2009.

[4]王晶，翁国庆，张有兵.电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.