变电站一次系统故障模拟的研究

论文摘要

变电站培训仿真系统能模拟出真实变电站的各种事故现象,为提高变电站运行维护人员的事故处理能力和设备维护能力提供了一种有效的培训场所,对变电站的安全生产起着重要的作用。变电站一次系统故障模拟的主要任务是计算变电站各种运行工况及各种异常情况下的电气量变化。它是变电站培训仿真系统的一个重要组成部分,也是变电站保护仿真的实现基础。本文以变电站一次系统有向拓扑结构图和故障数据结构为基础建立变电站一次系统故障模拟平台,以保证其通用性和可扩展性。在有向拓扑结构图的建立过程中,把节点和支路制成图形控件,采用热点自动连接和稀疏向量技术建立节点和支路的邻接表,使有向拓扑结构搜索方便而快捷。当变电站运行方式或者故障数据结构发生改变时,利用深度优先搜索算法分析变电站正负零序网络结构,并建立相应的等值电路图。在此基础上,根据叠加法和对称分量法以及双口网络理论计算相应的故障点电流或故障口电流,利用阻抗型节点方程求出各个节点的电压和各条支路的电流。基于以太网通信技术,实现了教员机、仿真机、下位机之间的通信。教员机向仿真机发送命令,如负荷设置,故障设置,开关可动性,保护可动性。仿真机要将仿真的结果和现场设备的动作信息发送到下位机,驱动现场设备动作,同时要得到现场设备的状态,根据现场的情况进行仿真。本文以吉林油田八家子变电站主接线原理为对象,建立了变电站一次系统故障模拟平台,实现了单相接地、两相短路、三相短路、两相短路接地、单相断相、两相断相故障及复故障的模拟,取得了比较满意的效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 变电站仿真概述
• 1.2 故障计算综述
• 1.3 国内外研究动态及发展水平
• 1.4 本文工作的目标和内容
• 第二章 非故障运行计算
• 2.1 电力系统各个主要元件的等值电路和各序参数
• 2.2 变电站有向拓扑结构分析
• 2.3 节点导纳矩阵的形成
• 2.4 节点电压的计算
• 2.5 支路电流的计算
• 2.6 算例
• 第三章 不对称故障计算
• 3.1 故障的设置
• 3.2 零序网络拓扑搜索
• 3.3 节点导纳矩阵的修改
• 3.4 横向不对称故障的计算
• 3.5 纵向不对称故障的计算
• 3.6 故障口电流的计算
• 第四章 复故障计算
• 4.1 双重复故障计算流程
• 4.2 双重复故障零序网络拓扑搜索
• 4.3 串—串型双重复故障计算
• 4.4 串—并型双重复故障计算
• 4.5 并—并型双重复故障计算
• 4.6 N 重复故障计算
• 4.7 节点电压的计算
• 4.8 算例
• 第五章 数据传输与通信
• 5.1 通讯任务的建立
• 5.2 仿真机与教员机通信
• 5.3 仿真机与下位机通信
• 5.4 教员机与下位机的通信
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表论文与参加科研情况说明
• 附录一 设备参数
• 附录二 非故障运行算例计算结果
• 附录三 双重复故障运行算例计算结果
• 致谢