电力系统继电保护动作逻辑仿真研究

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1、摘要摘要随着电力系统的快速发展，电网规模不断扩大，对继电保护的性能要求也越来越高。为了提高继电保护的可靠性，对继电保护的动作特性进行预先仿真、研究，以及事故后进行准确的校验、分析都是非常必要的。传统的理论分析和具体试验的方法都具有一定的局限性，使得开发新的继电保护研究方法，用更完善的、更精确的方法分析保护的动态特性变得极为重要。随着计算机数字仿真技术的不断发展和广泛应用，它已被引入到保护的开发和测试中。采用数字仿真技术研究继电保护在各种复杂环境中的动作行为成为一种行之有效的新方法。继电保护动作逻辑仿真作

2、为电力系统数字仿真的一个重要发展方向，能够对保护一系列逻辑元件的连锁动作进行仿真，为继电保护的设计、验证和分析提供有力的支持。本文提出了基于图形环境的继电保护动作逻辑仿真的思想，侧重于研究二次回路的动作逻辑仿真和具体的保护装置的动作逻辑仿真，利用面向对象的思想描述了保护的仿真模型，模拟仿真模型之间的交互行为，对两种动作逻辑仿真的实现思路、算法和数学模型以及相应的拓扑分析进行了深入的探讨。继电保护二次回路的动作逻辑仿真在功能上是继电保护动作仿真的一个子部分，是DTS(DispatcherTrainingS

3、imulation)继电保护仿真环节的一个深入和延续。本文基于继电保护二次回路的原理图，将仿真的模型划分为图形层一网络拓扑层一元件的数学模型层三个阶段，不同层次的数据单元既独立又相互联系。通过对继电保护二次系统元件的建模，将继电保护二次回路原理图简化为一个由逻辑对象组成的图形环境。进而形成以继电器元件为核心的逻辑元件组成的开关网络。用户可以经过初始设置，通过图的拓扑分析和逻辑模型随时问发生的相继动作，实现继电保护二次回路的元件起动、动作逻辑、出口动作等整个过程的逻辑功能抽象。与一次系统的故障计算相结合，

4、便可对一个电力系统的继电保护的配置和功能进行分析和校验，是一个既可以用来进行人员培训，也可以验证继电保护二次回路动作逻辑正确与否的图形化分析平台。对于具体的保护装置，本文建立保护装置的各种元件类模型，将保护动作全过程作为一个整体，基于保护装置的逻辑框图，以保护元件为动作仿真对象，以保护元件的动作特性等作为判据，通过网络拓扑分析判断保护装置处于不同状态下各个元件的合理的模型状态，并建立了元件状态改变时的模型接口，将动作仿真过程作为相互作用的保护元件组成的系统，从而实现真正意义上的保护装置动作全过程仿真。这

5、种试验方法真实可靠、灵活方便、通用性强，可以在软件中任意改变保护装置的原理、结构和故障类型等，详细检查事故中保护装置内部元件的时间、逻辑配合关系，也可用于新型保护设计过程中的方案比较和优化。华南理工大学硕士学位论文最后，本文以沙角c厂发电机接地短路和四方公司CSL型距离保护的动作逻辑仿真为例，说明了本文设计的保护动作逻辑仿真方法在继电保护动态仿真研究领域的应用。仿真的结果说明：本文设计的方法充分考虑了保护的动态特性，反映了故障下各个阶段保护元件基于时序的动作逻辑关系，适用于复杂情况下对继电保护动作逻辑仿

6、真的分析和研究。本系统采用先进的面向对象的思想进行开发，Windows风格的界面方便了用户的操作，仿真结果灵活可靠，仿真环境清晰直观。通过本项目的研究成果可以对继电保护的原理和动作逻辑进行试验和方案比较，对保护动作回放、人员培训等继电保护运行特性进行分析研究，具有非常广泛的适用性，可以给用户提供一个可靠的、开放的、可扩展的研究和培训I平台。关键词：继电保护；逻辑仿真；网络拓扑：面向对象IIABSTRACTWithfastdevelopmentofpowersystem，thescaleofelectri

7、calnetworkexpandconstantlyandtheperformancerequireofrelayprotectionishigherandhighereither．Inordertoimprovethedependabilityofrelay，itisallveryessentialtocarryonthesimulationandresearchthemovementcharacteristicatthetimeoftherelayfault，carryonaccuratecheck

8、—up，analysisaftertheaccident．Thetraditionaltheoryanalysismethodandconcreteexperimentarealllimited，SOitbecomeextremelyimportantthatdevelopanewrelayprotectionresearchmethodtoanalyserelaydynamiccharacteristicwithaperfectandac