电力系统故障时继电保护装置

【摘要】电力系统故障仿真继电保护装置的动态特性数字分析，在微机分析中，通过检查事故内部保护程序各种保护元件逻辑关系、时间，从而实现新型设计保护方案优化。该仿真软件具有灵活性强、成本低更加省时的优点，被广泛应用于保护误动以及拒动后，对事故的分析。文章结合我国电力系统故障时对继电保护装置动态特性的数字仿真分析，对动态仿真原理、元件结构、软件结构以及软件功能特点进行了简要的探究和阐述。

【关键词】电力系统；系统故障；继电保护；动态特性；数字仿真

中图分类号：TM71文献标识码A文章编号1006-0278（2013）06-175-01

在电力系统中，确保继电保护动态特性对电力系统可靠性以及安全性具有重要作用，传统方法通过电力系统动态模拟故障，对相关设备进行校验，具有费时、费力、费用高、灵活性差、接线复杂等特点。通过故障在线将故障记录真实的数字电流、电压转换为模拟量，根据输入系统，不断观察动作行为，同样也需要昂贵的测试设备以及复杂的故障再现技术，由于不能观察到内部逻辑程序走向、元件配合情况，一般用于已有的保护装置。文章在分析各种常用继电保护装置的过程中，模拟各种仿真软件以及功能元件组成系统，这种方法具有方便、灵活的特点，在任意改变保护装置的过程中，还有费用低、效率高等特点。

一、动态仿真原理以及元件结构

在动态仿真原理中，通过程序性模块，不断实现电压、电流、功率方向、抗阻、差动、时间以及各种逻辑元件；在仿真过程中，通过充分利用图形操作，将功能元件按照保护装置实际结构，组成对应的软件框图。

在元件保护结构中，为了拥有更好的扩展性、层次性，该软件充分利用面向对象的方式（如图1所示），它具有元件所有的特性，从而方便复制、移动以及删除等相关工序，派生出逻辑元件、测量元件、时间元件以及其他元件。其中测量元件主要包括：电压、电流、公路口方向以及抗阻元件等，通过输入电压、电流采样点，获得分析结果。

二、软件结构以及软件功能特点

在动态仿真系统中，为保障电力系统正常运行，必须使用相关软件对逻辑功能进行逻辑框图保护，通过选取故障电流、电压数据，对相关工作进行滤波计算，通过加入测量元件，对系统进行仿真保护（如图二所示）。在仿真元件查询过程中，如果是测量型元件，必须根据电压、电流、功率方向以及阻抗属性，选用最佳公式进行计算，从而获得定值和测量值的比较结果；如果是逻辑元件时，则根据输入端和逻辑元件依据，判定是否动作。在元件动作后，再将出口变为红色。由于所有元件循环后，必须进行步长行走，为了确保仿真准确性，在时间步长调节过程中，明确循环一次后和采样点的时间间隔，避免元件状态呗忽略，对仿真结果造成的不利影响。

在保护元件绘制过程中，通过单击拖动工具，在元件绘制完成的过程中，让元件剪切、复制、移动、删除更加方便快捷，在形成整体性操作图形的过程中，像AutoCAD一样，保障敏感软件捕捉。另外，滤波作为一种可以事先编好的算法，在使用过程中，根据滤波算法，进行仿真保护；根据继电保护内部存有的数据库，在定值保护校验过程中，通过双击对话框，获得元件编号以及特性。在接口问题中，真实保护受电力系统故障数据影响，在定时中断后，获得故障数据，由于故障滤波器的数据也是数字量，在采样率不同的过程中，必须将一种采样率转换为另一种采样率，在结果缩小后，确保电力系统正常运行。

三、结束语

动态特性的继电保护装置作为低成本、高效率、使用方便的研究工具，通常用于继电保护装置设计、分析，或者人员运行、调试、培训工作中。因此，在实际工作中，必须根据各种元件真实性、准确性，在算法和保护装置一致的过程中，保障电力系统正常运行。

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