基于现代仿真软件的保护故障信息分析与处理

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1、第37卷第5期华电技术Vo1．37No．52015年5月HuadianTechnologyMav．20l5基于现代仿真软件的保护故障信息分析与处理刘兵(国电科学技术研究院，武汉430066)摘要：介绍了将现代仿真软件MATLAB和PSCAD相结合，对基于COMTRADE格式的故障录波文件进行解析，获取电力设备故障时继电保护装置记录的原始数据的方法。利用该方法对继电保护动作进行行为分析、故障再现、故障模拟和事故鉴定，是辅助解决实际问题的有效途径。关键词：故障录波；行为分析；故障模拟；COMTRADE；MATLAB；PSCAD中图分类号：TM7

2、73文献标志码：A文章编号：1674—1951(2015)05—0024—03数据在PSCAD界面中的各种逻辑分析、运算和仿0引言真，充分利用MATLAB和PSCAD的优点，将它们有在电力设备事故分析中，故障录波数据是进行机结合，达到分析问题、解决问题的目的。故障事故分析最为重要的原始信息。故障录波数据文件数据提取和故障分析流程如图l所示。采用的COMTRADE格式，是国际电工委员会制定的标准电力系统暂态数据交换通用格式，国内各微机保护和故障录波装置生产厂家的数据存储格式均遵循COMTRADE格式要求。准确运用继电保护和故障录波装置的录波数

3、据是继电保护专业人员对继电保护动作行为分析、故障再现、故障模拟和事故责任鉴定等精准分析的关键。由于受到保护装置内存大小及知识产权保护的限制，保护装置只对电压、电流等基本变量进行记图1故障数据提取和事故分析流程录，一些分析需要的中间变量如差动电流、测量阻抗等难以在装置中进行数据保存。本文利用现代仿真2数据分析软件将COMTRADE格式的故障录波文件进行解2．1故障数据提取析，获取电力设备故障分析所需的电压、电流原始数故障分析以继电保护装置记录的标准据。读取录波数据进行仿真模拟，并与现场实际故COMTRADE格式文件作为数据源，利用现代仿真软障

4、录波进行对比分析可以确定：本文读取录波数据件对故障录波文件进行解析和录波数据的提取。完的方法正确，读取的数据可信，分析结果符合故障特整的COMTRADE格式录波文件由4个二级文件构征。因此，基于现代仿真软件的保护故障信息分析成：头文件(．HDR)、配置文件(．CFG)、数据文件与处理，可充分利用仿真软件成熟的算法和工具，高(．DAT)和信息文件(．INF)，其中头文件和信息文效、准确地进行事故分析计算，对保护装置动作行为件主要存储录波附加信息，对原始数据的提取不产分析、事故鉴定、保护软件逻辑分析等具有重要现实生实质性影响，因此，本文主要围绕

5、配置文件和数据意义文件进行故障原始数据的提取和分析。1设计思想(1)配置文件：记录录波装置信息、各通道名称与参数、各时段采样速率、故障起始时刻、数据存储本文利用MATLAB强大的数据处理能力将故格式等数据。配置文件以文本格式存储，利用tex-障录波装置或继电保护装置中保存的二进制数据解tread命令将文件内容读入到MATLAB工作空间的析成便于分析的十进制数据，利用PSCAD强大的图临时变量Temp中，供解析程序时使用。形用户界面和完善的电力系统分析元件库完成原始(2)数据文件：按配置文件中规定的变量顺序收稿日期：2014—04—17；修回

6、日期：2015—01—28以二进制格式记录各模拟通道、数字通道数据。本第5期刘兵：基于现代仿真软件的保护故障信息分析与处理·25·文利用MATLAB编制的读取二进制文件的程序，将析过程如图2所示。数据文件中的二进制数据解析成便于分析的十进制MATIAB输出原始数据数据。本文以一次500kV线路c相瞬时性接地故障对采样得到的瞬时值进行快速傅立叶变换为例，对其故障录波文件进行解析。在本次故障中，录波装置共记录65个通道，每通道记录9226个数得到各采样点得到各采样点据。由于篇幅有限，表1中列出的UU，Uo数据各变量相位各变量有效值均从数据文件中

7、解析得出，数据编号为201～260，数据进入按要求搭建的故障共60个数据采样点。处理模块中进行故障分析2．2故障数据分析PSCAD是目前世界上广泛采用的电力系统分功率方向lI阻抗分ll差流分分析模块ll析模块ll析模块析软件，具有大规模的计算容量、完整准确的元件模型库、稳定高效的计算内核、友好的图形用户界面和在图形界面中在线观看故障变化情况在线查看各中间变量的变化情况和具良好的程序开放性等优点。本文利用PSCAD软件体数值进行分析，基本流程如下J：第1步，利用PSCAD图2数据处理和分析过程软件中数据读取模块读取MATLAB工作空间中的根据

8、原始数据在PSCAD软件的图形界面中进原始数据；第2步，利用PSCAD丰富的元件库搭建行分析，得出图3一图5所示的波形。继电保护装置动作逻辑模型；第3步，将第1步中读根据读取的故