专利名称：一种简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法
技术领域：
本发明属于电力系统继电保护动作仿真技术，特别是一种综合利用了逻辑判断及定值比较法的简易快速的继电保护故障动作仿真技术。
背景技术：
近几十年来，随着电网规模的日益增大，电网结构日趋复杂，其运行方式也随之多样化，从而使得继电保护整定计算工作的复杂程度大幅提高。要保证继电保护整定值在各种运行方式下的正确性和可靠性，往往需要调度人员对保护配置和定值进行校核，以确保实际系统在故障情况下，保护能够正常动作。目前，校验继电保护定值主要有2种方式:一种是针对继电保护全系统的逻辑判断仿真，它通过对继电保护装置安装情况、保护原理以及故障信息进行逻辑判断从而得到各保护的动作情况。这种判断方法与故障计算无关，有着实时性好、速度快等优点，但要求厂站主接线比较标准。对于辐射状电网或存在较多T接线时，逻辑保护判断将变得十分复杂；另一种是将故障计算得到的电气量与系统的整定值进行比较的定值判断方法，它能够真实地模拟电网在故障情况下各装置的保护动作情况。目前这种方法应用比较广泛，可以通过各种事故预想后的装置动作行为考察整定值的正确与否。(1.王为国，代伟，万磊等，DTS中继电保护和安全自动装置仿真方法的分析，电力系统自动化，2003，27 (5)，58-60.2.韩学军，朱涛等，供电网继电保护可视化整定计算与动作仿真系统，电网技术，2008，28(14)，28-31.3.钱华，张良，新一代地区电网DTS系统中的继电保护仿真，电力系统及其自动化学报，2004，14(4),72-75.4.杨胜春，王力科，张慎明等，DTS中基于定值判断的继电保护仿真，电力系统自动化，1998，22 (8)，30-32.)刘云和陈金富等利用定值判断方法，提出面向装置的保护仿真思想，综合运用了基于阻抗矩阵以及基于导纳矩阵的故障计算模型，能够在图形界面上准确地模拟各种故障下保护的动作情况，实 现电网保护动作的仿真功能。(1.刘云，陈金富，杨雄平，黄莹，粟小华，电网继电保护动作仿真软件开发，电力自动化设备，2007，27 (2),90-93.)邹俊雄和蔡泽祥等人则提出了一种基于电力系统一次和二次接线图的继电保护动作逻辑仿真的实现思想和算法。(1.邹俊雄，蔡泽祥，孔华东，刘为雄，基于图形平台的电力系统继电保护动作逻辑仿真，电力系统自动化，2002 (8)，61-64.)目前基于定值比较法的仿真方法计算量较大，仿真运行时间较长，相应软件售价较高，对于某些小用户来说，此类方法过于冗长复杂，且成本过高；而基于逻辑判断法的仿真方法受到网络结构制约较大，应用相对并不广泛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综合利用逻辑判断及定值比较法，从而快速实现继电保护故障动作仿真的方法。实现本发明目的的技术解决方案为:一种简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法，步骤如下:步骤1、设置故障动作仿真环境，具体包括故障位置、故障类型、运行方式、拒动项设置、保护拒动设置、断路器拒动设置，其中保护拒动设置的备选项为故障元件配备的保护类型；断路器拒动设置的备选项为故障元件各侧的断路器；步骤2、对步骤I设置的仿真环境进行识别，对相应变量进行赋值，完成初始化工作，变量含义及赋值说明如下:
权利要求
1.一种简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法，其特征在于，步骤如下: 步骤1、设置故障动作仿真环境，具体包括故障位置、故障类型、运行方式、拒动项设置、保护拒动设置、断路器拒动设置，其中保护拒动设置的备选项为故障元件配备的保护类型；断路器拒动设置的备选项为故障元件各侧的断路器； 步骤2、对步骤I设置的仿真环境进行识别，对相应变量进行赋值，完成初始化工作，变量含义及赋值说明如下:
2.根据权利要求1所述的简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法，其特征在于，步骤3中特殊位置故障时分析线路保护与母线保护的抢跳或拒动情况具体为: (1)当线路保护CT与母线之间发生故障时，相当于母线故障，线路保护不启动，直接启动母线主保护； (2)当线路保护CT与线路该侧断路器之间发生故障时，线路差动与母线差动都将启动，具体为:母线差动动作于跳开母线所连所有的断路器，线路差动动作于跳开线路两侧断路器，若线路未配备差动保护，则由母线差动动作故障切除； (3)当母线保护CT与线路该侧断路器之间发生故障时，线路差动与母线差动都将启动，具体为:母线差动动作于跳开母线所连所有的断路器，线路差动动作于跳开线路两侧断路器，若线路未配备差动保护，则由线路后备保护动作断开对侧断路器，故障切除； (4)当母线保护CT指向线路侧发生故障时，属于普通位置故障，按照普通位置故障进行处理。
3.根据权利要求1所述的简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法，其特征在于，步骤3中当故障位置为普通位置且拒动项为断路器拒动时，分析断路器故障时保护的动作情况具体为: 步骤3-1、对拒动的断路器进行标记； 步骤3-2、启动故障元件的主保护，跳开未标记为拒动的断路器； 步骤3-3、启动元件的断路器失灵保护，跳开拒动断路器一侧母线所连的其他断路器。
4.根据权利要求1所述的简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法，其特征在于，步骤3中当故障位置为普通位置且拒动项为继电保护装置拒动时，分析上下级元件之间的保护配合情况具体包括以下步骤: 步骤3-A、将不同类型的元件定义为不同的类，之后按类进行检索，判断该元件是否为故障支路的上下级，若不是则继续下一个元件，若是则计算该元件的电流、电压值，故障计算忽略电阻值； 步骤3-B、依次遍历该元件配备的保护，检查该保护是否被设置为拒动，若被设置为拒动则继续下一种保护类型，若未被设为拒动，则根据保护原理，进行定值比较或者逻辑判断，确定保护是否启动，若保护启动则将该保护标记为启动，否则继续下个保护类型；逻辑判断则用于距离保护，若故障点在该线路距离保护范围内，则将保护标记为启动，否则不启动；其余的保护类型采用定值比较法进行判断，即将元件中的故障值与整定值相比较，若满足动作条件，则将保护标记为启动，否则不启动； 步骤3-C、将所有标记的已启动的保护按照动作先后进行排序，然后依次将对应的断路器断开，每断开一次断路器，就检验故障是否被切除，如果故障已经切除，则停止后续动作，输出仿真结果；如果故障未被切除，则保护继续动作。
5.根据权利要求4所述的简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法，其特征在于，步骤3-C中故障被切除具体分三种: (I)故障元件两侧的断路器均已跳开；(2)故障元件两侧所连母线上其他侧的断路器均已跳开；(3)故障元件一侧断路器已跳开，另一侧所连母线的其他侧断路器也已跳开。
全文摘要
本发明公开了一种简易快速的电力系统继电保护动作仿真方法。该方法首先提供故障动作仿真环境的设置界面，按照需要对仿真环境进行设置；对设置的仿真环境进行识别，即对相应变量进行赋值，完成初始化工作；依据故障位置以及拒动项的设置分情况进行仿真；当故障位置为特殊位置时，分析线路保护与母线保护的抢跳或拒动情况；当故障位置为普通位置且拒动项为断路器拒动时，分析断路器故障时保护的动作情况；当故障位置为普通位置且拒动项为继电保护装置拒动时，分析上下级元件之间的保护配合情况。本发明的方法简单易行，减少了一些不必要的计算，缩短了运行时间，为继电保护整定的校验提供了参考，且结果可靠。
文档编号H02H7/26GK103236682SQ201310146958
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者王宝华, 周晓兰, 王玉龙, 朱湘婧, 周洁 申请人:南京理工大学