电网故障阻抗轨迹动态分析的软件实现(new)

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1、电网故障阻抗轨迹动态分析的软件实现唐喜1孟岩1(北京四方继保护自动化股份有限公司研发中心北京100085)摘要：电网故障阻抗轨迹动态分析(以下简称阻抗轨迹分析)是基于故障时刻智能电子设备IED(IntelligentElectronicDevice，以下简称IED)及故障录波器记录下的COMTRADE文件，对录波文件智能解析，采用全周差分傅氏算法[1]及阻抗向量计算法[9]，逐点计算、、、、、六种阻抗值，依据各阻抗值及设置的门槛值在PC机上动态绘制阻抗轨迹。阻抗轨迹分析软件采用VisualC++6.0编制，运用OOP(面向对象编程Object-OrientedProgramming，以下简

2、称OOP)思想[2]进行软件设计，以Script文件格式动态编辑图形格式、属性，具体、形象的反映出继电器阻抗轨迹动作特性，便于电网故障诊断，有利于整个系统故障情况的全面了解。关键词：阻抗轨迹分析；COMTRADE文件;OOP；Script；1.引言目前调度中心对电网故障的诊断是通过IED或故障录波器记录下来的COMTRADE文件，根据文件中记录的故障数据画出波形供分析，波形中可以看出电压、电流等的幅值、相角，但对于距离继电器的动作情况，没有一种更形象的表示方法。阻抗轨迹分析软件可以根据COMTRADE文件，逐点计算6种阻抗值，同整定值一起绘制出阻抗动作轨迹,可绘制“多边形特性”[7]阻抗轨

3、迹图。软件具有以下功能：1、智能绘制：软件以IED或故障录波器记录下来的COMTRADE为依据，从COMTRADE文件中计算出不同时刻的电压、电流数值。若要计算某一时刻的阻抗数值，首先获取此时刻之前一个周波内的所有电压、电流数值，根据IED距离保护元件[6]相应整定值，采用带偏移特性的全周差分傅氏算法[3]、向量法[4]实时计算出六种阻抗(、、、、、)数值，与阻抗R、X整定值进行比较，确定相应时刻阻抗值对应多边形特性图中的物理位置，软件通过笛卡儿坐标算法换算出对应的屏幕坐标位置，然后在多边形特性图上描点，同时保留历史轨迹，这样随着时间的偏移即可反映出阻抗在阻抗平面上的变化趋势。示例：软件运

4、行后，加载COMTRADE录波文件，描绘的轨迹如图1、2、3、4所示。图1~4中描述的为的阻抗轨迹(‘星状小点’形成的曲线)，从图中可以看到，附着故障时间的偏移(3ms,15ms,100ms,200ms)，轨迹逐渐进入“小四边形”动作区。2、自动演示：采用定时器设计，随着时间的偏移自动描绘轨迹。3、实时显示轨迹点的R、X数值：-10-只要将光标停留在轨迹点上即可查看当前轨迹点的R、X数值。4、线条属性自动编辑功能：轨迹曲线及特性曲线的颜色、线条均可以在“属性”菜单中根据个性需要整定。5、阻抗可选：6种阻抗可以在“阻抗查看”菜单中进行切换查看。图1‘3ms’时历史轨迹Fig.1‘3ms’hi

5、storytrack图2‘15ms’时历史轨迹Fig.2‘15ms’historytrack-10-图3‘100ms’时历史轨迹Fig.3‘100ms’historytrack图4‘200ms’时历史轨迹Fig.4‘200ms’historytrack-10-1.软件结构流程图：图表5软件结构流程图Fig.5Softwarestructureflowchart2.理论依据：1、带偏移特性的全周差分傅氏算法[5](1)根据全周差分傅氏算法逐点算出，，，，，2、阻抗计算（向量法）[8]已知：KR=(R0-R1)/3R1，KX=(X0-X1)/3X1，KA=R1/X1KR：零序电阻补偿系数KX：

6、零序电抗补偿系数KA：正序电阻/正序电抗(2)-10-，(3)，，(4)，，(5)由(2)~(5)即可计算出6种阻抗的数值。1.核心软件模块设计实现：通用模块：1．基础类模块CBaseObject类名描述CAxisReference坐标系参考对象，用于逻辑坐标与实际坐标之间的转换CBaseObject基类CBaseObjectList扩充的链表类图表6CBaseObject类模块Fig.6ThemoduleofCBaseObjectclass2．绘图模块类名描述CDrawBaseClass绘图对象基类CDrawArc圆弧绘制对象CDrawCircle圆绘制对象CDrawLine直线绘制对象

7、CDrawPoint点绘制对象CDrawGrpahList绘图管理对象图表7绘图模块Fig.7Themoduleofdrawings3．缓冲区管理模块类名描述CMemBuffer_Float处理分配浮点数内存分配的数据类CMemBuffer_Int处理分配整数内存分配的数据类CMemBuffer_Char处理分配字节内存分配的数据类CMemBuffer_CPoint处理分配CPoint内存分配的数据类CNormalFor