纵差线路保护装置rtds实验方案设计

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1、纵差线路保护装置RTDS实验方案设计

2、第1　纵差线路保护装置RTDS实验方案设计王学强1，黄立滨1，崔伟2(1．国家继电器检测中心数字模拟实验室，河南许昌461000；2．中原石油化工有限责任公司，河南濮阳457000)摘要：介绍一种应用RTDS对纵差线路保护进行测试的实验方案，应用此方案可以对纵差线路保护进行较为全面的考察，以便对保护性能作出评价。关键词：纵差线路保护；实时数字仿真仪(RTDS)；动模实验TestschemeoflinedifferentiarelaybyRTDSulationLabofNCQTR，XuChang46100

3、0China；　2．ZhongYuanPetroleumandChemicalLimitedResponsibilitypany，Puyang457000China)Abstract：Thispaperpresentsamethodoftestingdifferentiallineprotectionethodcanappraisetheprotection′soverallperformance．Keyicsimulation1　引言纵差线路保护由于其灵敏度高、选择性强、动作快速等特点在高压线路上得到了越来越多的应用，众多厂家纷纷推出了各

4、自的纵差线路保护装置。但由于纵差保护尚未形成一套完整成熟的理论，各个厂家的保护装置的理论基础、研发水平和制造工艺也不同，因此产品的各项性能指标存在着较大的不同。同时，即使是同一厂家的产品，由于各种因素的存在，也可能导致动作行为上的差异，这就影响了对一个保护装置的客观评价。产品在参与实际运行前，动模实验是检验装置性能的最好方法，因此一套全面、客观的实验方案设计在审定保护装置性能上的作用非常重要。在本文中，根据实践，提出了一套较为全面的纵差线路保护装置数模实验方案。2　RTDS简介与传统的物理模拟方法不同，数模实验采用RTDS设备对电力系统进行

5、数字化模拟。RTDS的全称为实时数字仿真仪(Real－TimeDigitalSimulator)，加拿大曼巴托尼HVDC研究中心开发，RTDS公司制造，是一种专门用于研究电力系统中电磁暂态现象的装置。基于DSP的强大计算能力，RTDS能够实时计算电力系统状态并输出到工作站或外部装置如保护。在运行于工作站上的PSCAD软件中，用户可以使用元件库中的各种电力系统元件模型，方便快速地搭建电力系统模型，编译后下载到DSP中计算，在模拟系统运行过程中能够通过工作站对所模拟的电力系统进行控制。相比传统的物理模拟方法，数字模拟方法具有建模周期短、灵活性强

6、、安全性好、结果直观等特点，其计算精度和模型的合理性已通过多年的国内外运行实践证实是可以信赖的。3　实验方案考虑的主要性能指标纵差线路保护装置的主要性能指标是确定实验方案的主要因素，也是不同产品之间考查比较的项目。因此在提出实验方案之前，有必要对目前纵差保护装置的主要性能指标作一小结。动模实验的目的是为了让电力系统用户了解保护装置的主要指标，并在不同装置之间作出比较和选择。电力系统对保护装置主要要求集中于保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个指标上，实验方案考查对象也主要是这四个指标，其他性能指标如结构、电气性能、冲击、高低温、湿热、盐雾

7、、电磁兼容等应由其他实验考查，不在本方案考虑之列。对于微机纵差线路保护而言，主要性能指标的考察项目如下：(1)选择性主要通过各种线路纵差区内外故障来考查保护的选择性，在线路区内发生故障时应可靠动作，故障发生在区外时应可靠不动作。(2)可靠性微机纵差线路保护在系统异常情况下应能正确判别和动作，这些异常情况包括：系统振荡、非全相运行、线路充电、非正常频率下运行。微机纵差线路保护在其他装置处在不正常工作状态时应正确动作，这些情况包括：TA饱和、TV闪络、开关跳闸失败或偷跳、通信故障。另外保护装置一般有距离、零序等保护作为后备保护，故在考查装置整体

8、性能的时候，后备保护的考核也应列入实验项目。(3)灵敏性保护的灵敏性主要反映在判断高阻接地故障的能力中，在区内故障经一定电阻接地时，保护应当可靠动作。由于制动电流随着负荷电流的增大而增大，因此保护在重负荷下的动作情况也应当考查。(4)速动性由于超高压线路在系统连接和功率传送中占重要地位，因此一旦发生故障，必须快速地切除，以免故障扩散和造成其他元件损坏。　4　实验设计方案4．1　实验所用的电力系统模型实验采用单机对无穷大系统双回线路模型和短线环网模型，实际实验过程证明这两种模型能够完成所有实验项目。4．1．1　双回路系统模型双回路系统结构如图

9、1。由于RTDS设备以Rack为单位，每个Rack的计算能力受其中的DSP数目的限制，图1所示的系统加上相应的TA、TV元件模型及模拟/数字输入/输出元件模型所需的计算量已经超过