变电站微机保护的仿真研究

论文摘要

随着我国电力系统的发展,微机保护技术也得到了快速的发展,所以说微机保护仿真的研究是非常重要的。由于故障停电会造成一定的不利影响,电力系统安全可靠的运行,有着十分重要的意义,而微机保护装置具有将电力系统由于故障而造成的损失减小到最小的作用。变电站是电力系统的主要组成部分,也是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。在电力系统中,除应采取措施消除或减少发生故障的可能性外,必须保证,故障一旦发生,能够快速而有选择性的将故障元件切除,避免故障危害的扩大,把可能出现的损失减少到最小,以保证电力系统运行的稳定性,并最大限度地使电网的非故障部分继续可靠地供电。所以,对变电站微机保护进行仿真是必要的。本文分析了变电站微机保护仿真系统的主要组成和模型技术,并对仿真系统做了整体的设计方案。在设计仿真软件时采用了模块化的设计思想,分别对各模块的功能进行了仿真。本文首先对微机保护仿真的总体结构做了简单的分析,其中包括变电站电气主接线图、潮流计算与短路计算、模型软件、数据支持以及液晶屏和小键盘等的设计。接着对变电站仿真的模型技术、主要功能、仿真范围以及仿真平台的开发环境做了详细的说明。在本文中详细地分析了系统在正常运行及故障时的计算方法、图形界面的功能和结构。本论文采用的是纯软件的设计方法。在仿真系统中首先建立一个仿真变电站的模型,在这个仿真模型中可以对正常运行的系统进行潮流计算,在仿真变电站中可以进行故障设置,从而触发短路计算,接着由微机保护装置判断是否发生了保护动作,若有动作发生,则发生跳闸动作。在整个仿真的过程中,发生故障后的元件状态的改变可以在图形界面中动态显示出来。液晶显示屏和小键盘操作是微机保护仿真的主要部分,通过显示屏可以看到系统在正常时的潮流值,以及在发生故障时的相关故障信息。小键盘也可以在仿真时进行相应的操作。其中液晶显示屏和小键盘都是通过数据库与变电站模型联系起来的,通过数据库可以实现数据的任意交换,所以数据库是仿真系统中很重要的一部分。本论文所设计的变电站仿真系统是基于图形界面操作的,平台是以Visual Basic 6.0为开发工具的,对微机保护的仿真是采用面向对象技术来实现的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2 变电站微机保护仿真的设计方案
• 2.1 系统特点
• 2.2 微机保护仿真的总体结构
• 2.2.1 变电站电气主接线
• 2.2.2 实时潮流与短路计算
• 2.2.3 模型软件
• 2.2.4 数据支持
• 2.2.5 液晶屏的软件设计
• 2.3 变电站仿真的模型技术
• 2.3.1 模型软件的构架
• 2.3.2 变电站模块结构
• 2.4 仿真系统主要功能设计
• 2.5 变电站仿真系统的仿真范围
• 2.6 仿真平台软件的开发环境
• 2.6.1 软件设计原则
• 2.6.2 开发工具
• 3 系统正常及故障的分析计算
• 3.1 正常潮流分析及计算
• 3.1.1 潮流计算数学模型
• 3.1.2 潮流计算方法
• 3.1.3 潮流计算流程
• 3.2 短路故障分析及计算
• 3.2.1 短路计算方法
• 3.2.2 短路电流计算流程
• 3.2.3 短路计算的触发
• 3.3 数据库接口设计
• 4 微机保护仿真原理及实现
• 4.1 微机保护原理分析
• 4.1.1 微机保护的基本原理
• 4.1.2 变电站各种短路事故仿真过程
• 4.2 仿真变电站模型的建立
• 4.2.1 仿真变电站实验模型
• 4.2.2 符号定义和说明
• 4.3 微机保护系统的建模仿真
• 4.3.1 基本配置
• 4.3.2 微机保护仿真的设计思想
• 4.4 电力系统节点模型的建立
• 4.5 微机保护仿真实现
• 4.5.1 正常运行状态的模拟
• 4.5.2 运行方式的转换
• 4.5.3 事故跳闸
• 5 微机保护装置的人机界面软件设计
• 5.1 人机界面
• 5.2 功能简介
• 5.2.1 用户信息管理功能
• 5.2.2 图形显示功能
• 5.2.3 故障信息处理功能
• 5.2.4 数据库管理功能
• 5.3 保护装置人机接口部分的仿真
• 5.3.1 保护装置操作和液晶显示的功能
• 5.3.2 保护装置操作和液晶显示的内容
• 5.3.3 保护装置操作
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果