关于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真王槿

发表时间：2017-12-12T09:19:09.820Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：王槿李衍孜

[导读] 摘要：智能变电站的继电保护包括对内部的数据源和传输方式的保护，通过实现智能变电站内部的数据通信，使得变电站的各种报文信息都能够在OPENET仿真的过程中发挥作用，实现从继电保护相关数据的采集、分析以及保护算法到仿真输出的全过程，对于智能变电站的继电保护提供一定的理论和数据基础。

（国网河南省电力公司许昌供电公司河南许昌 461000）

摘要：智能变电站的继电保护包括对内部的数据源和传输方式的保护，通过实现智能变电站内部的数据通信，使得变电站的各种报文信息都能够在OPENET仿真的过程中发挥作用，实现从继电保护相关数据的采集、分析以及保护算法到仿真输出的全过程，对于智能变电站的继电保护提供一定的理论和数据基础。

关键词：OPNET仿真；智能变电站；继电保护；建模与仿真

根据我国数字化的标准以及相应的实现方式，人工智能技术在变电站系统中得到了很好的运用。在双次电缆回路的约束机制下，通过以太网以及光纤的作用可以将变电站系统中的各种设备有效地进行组网连接在一起。在智能变电站只能保护系统中报文传输以及指令传输的可靠性，并且在这个过程中要对连接后的设备进行实际的测试，看其是否能够满足一定的灵敏度与可靠性，然后根据测试的情况对变电站智能保护系统进行相应的调整。通过仿真根据不同的变电站系统来设计不同的智能继电保护系统对整个智能变电站进行层层的防护，在OPNET仿真技术的支持下，可以实现对系统的设计以及仿真，根据仿真的结果来对系统进行改进，以便更好地对智能变电站进行系统保护，通过仿真技术使得整个智能变电站系统能够实现对于节点的控制以及对于系统的继电保护，使得整个系统对于智能变电站的继电保护更加完善。

在通信网络不断延伸改进的阶段下，面对不同变电设备在具体的设计层面的展现形式以及开发研究领域的深入效果，需要根据对象的实际建模方法进行系统的开发，包括面对对象的图形化编辑操作处理程序，需要保证在必要的网络技术设备的引导下进行可视化原型设计的拓展，关于设计编辑工具的提供往往可以实现内部网络建模在仿真运行的高度效果，结合不同节点下的进程编辑处理手段实现高层次的管理节能水准。而网络模型在进行拓扑结构的描述环节中往往会自行结合互连模块构成的模式进行过程的深入研究，确保不同语言状态描述下的命令仿真处理。在整个仿真模拟处理工序中，需要高度掌握网络拓扑的配置形态进行相关业务的准备，包括具体研究结果统计量的收集以及实际操作的模块仿真功效比对，确保最后发布结果的科学参考价值，保证内部电力结构的高效运转，实现继电保护装置在网络通信渠道中的实时观察和信息报备，确保必要的维修工作的深入落实，切实保证整体供电事业的质量服务水平，满足人民生活中的各式各样的需求。

2 过程网络机制下的OPNET仿真模型

结合500 k V变电站系统的实际运行效率分析，通过实现保护和控制设备之间的系统联系进行过程网络的仿真模型建设。结合广泛应用的接线形式进行继电保护装置的双重化有机配合，实现两个相同继电保护装置的实际电流、电压以及跳闸的独立回路，并通过这种模式替代二次回路过程网络，注意独立网络的实现基础。因为总线型网络在过程网环境中的可靠性程度不高的现状，以及后续的网络不安全性，需要分析整个环形网络在500 k V数字化控制处理的变电站过程网络的适用效果。因此，在进行过程层网网络模型的建设环节中，需要进行一次接线的控制处理手段进行必要的界定。

2.1 网络模型

针对半断路器进行接线方式的引入过程，可以进行两种组网方式的应用，分别为单串组网以及按线路间隔和变压器的间隔进行组网模式的处理。在进行单串组网工序中，主要将一串内的设备实现一个交换机的统一管理，配合母线保护与单独配置交换机的交接处理，最后连接至母线交换机实现统一管理；而在进行线路与变压器间隔接线环节中，考虑到断路器与线路、变压器的间隔联系进行智能操作保护设备与两个交换机的连接，实现整体系统线路的保护同时进行母线交换机与主变保护系统的接入，注意整个连接结构中关于OPNET模型的模拟接线处理手段。

2.2 节点模型

OPNET仿真技术在通过不同节点连接实现的数据接收与发送流程的辅助处理，使得高级节点模式作用下的仿真操作更具系统规范水平，实现不同节点的及时通信效果。关于合并单元和断路器的智能联络操作与保护机能的双重实现水准进行端口与交换机的有机配合，内部的2端口节点界定需要足够明确。

2.3 整个智能网络环境下的数据流分析过程

网络的数据流包括合并单元下的线路保护、变压器装置保护以及母线与开关的位置报文，结合具体的智能控制处理单元进行相关文件的传输，同时保证具体指令在内部智能控制单元的决定效果。其中涉及的主要参数根据采样间隔作为周期的参考依据，保证实际报文长度为123字节，关于流量的起始时间以及到达时间的间隔设定相同的常数分布格局，保证具体信息采用的同步性质；保证周期广播开关在报文字节的规范效果，实现某个时刻下的周期广播控制报文材料，保证持续10 min的报文长度字节水平。

3 OPNET仿真技术的应用分析

在不同报文经过多播、重发相同数据的形式进行整体向外发送的程序指令，此时的变电站的实际间隔层之间并为实现报文交换的全面补给，而结合VLAN技术进行过程层网络的系统划分，实现不同虚拟局域网的统一管理维护机能，减少内部程序作用的广播信息数量，解决在进行广播信息传播过程中出现堆积，造成整个网络信道的堵塞，实现了整体网络传输效率的提升水平。根据不同报文在实际发送过程中的特征形式进行网络设备在不同VLAN中的划分。结合OPNET仿真模型进行设备的模拟运行，实现工作站单元合并环境下的智能开关总体操作，以及二次设备的保护功能，实现仿真技术统一作用下的模拟采样报文的提供，结合交换机的设置进行不同层面的工作划分。仿真对VLAN的划分主要集中在第二次处理流程，实现母线作用下的统一保护功能。其中具体的网路性能的变化会随着网络仿真技术的延伸进行扩大，实现母线实际保护负荷数值高于原本的两倍以上，此时结合对不相关广播报文的接收，会造成网络的负载量大大增加，此种条件下的冲突发生的可能性也存在着一定的上升危机；而在母线保护功能关于报文时延的现象，主要结合母线保护与多个间隔的信号联系进行VLAN 的后续划分，确保报文冲突的合理控制，有效的利用网络进行报文的端对端延时特性稳定处理效果，实现延迟过程中的小幅抖动效果，保证报文传输的实时性效果，确保继电保护建模与仿真模拟技术的科学利用价值，实现智能变电控制环境下的设备维护，保证供电事业的安

变电站及线路继电保护设计和整定计算

继电保护科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的。电力系统发生短路是不可避免的，为避免发电机被烧坏发明了断开短路的设备，保护发电机。由于电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。19世纪初，继电器才广泛用于电力系统保护，被认为是继电保护技术发展的开端。1901年出线了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始应用，并出现了将电流与电压相比较的保护原理。1920年后距离保护装置的出现。1927年前后，出现了利用高压输电线载波传送输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。1950稍后，提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想。1975年前后诞生了行波保护装置。1980年左右工频突变量原理的保护被大量研究。1990年后该原理的保护装置被广泛应用。与此同时，继电保护装置经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。20世界50年代，出现了晶体管式继电保护装置。20世纪70年代，晶体管式保护在我国被大量采用。20世纪80年代后期，静态继电保护由晶体管式向集成电路式过度，成为静态继电保护的主要形式。20世纪60年代末，有了用小型计算机实现继电保护的设想。20世纪70年代后期，出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系统试运行。80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟。进入90年代，微机保护以在我国大量应用。20世纪90年代后半期，继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日益深入。为满足电网对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，充分发挥继电保护装置的效能，必须合理的选择保护的定值，以保持各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新活力。未来继电保护的发展趋势是向计算机化、网络化保护、控制、测量、数据通信一体化智能化发展。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。

220kV智能变电站继电保护及自动化分析吴宗俞

220kV智能变电站继电保护及自动化分析吴宗俞发表时间：2018-06-27T09:41:38.153Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：吴宗俞吕日龙 [导读] 摘要：智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备，能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局内蒙古自治区巴彦淖尔市 015000 摘要：智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备，能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。从智能变电站继电保护相关介绍入手，重点阐述分析220kV智能变电站继电保护及自动化。220kV智能变电站继电保护高效、有效，在满足供电需求的同时，逐步完善电力系统。关键词：220kV智能变电站；继电保护；自动化 1、220kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计实例变电站是国家电网建设的一个重要组成部分，如今我国的智能变电站建设工作已经得到了快速地发展。在变电站的建设过程中，想要实现系统的稳定运行，提升系统建设效率，就需要制定一个继电保护和自动化系统的设计方案。文章以某市的智能变电站为例，对智能变电站的系统设计方案进行探讨。 1.1工程基本情况概述 L市计划建设一个智能变电站，既有220kV变电站的情况是有3台主变，每台主变的容量为180MVA；其中220kV出线4回、66kV出线10回。L市打算进行智能变电站的建设，变电站建成之后有4台主变，并且它们每台的容量要达到240MVA；并且要求220kV出线8回、66kV出线26回。 1.2智能变电站继电保护及自动化系统设计方案分析进行设计方案确定之前，要求工作人员明确该智能变电站的设计原则，在实际的工作中需要坚持标准一致、安全第一、技术过硬等原则。在工作开展中需要按照设计方案开展工作，并且要注重各类先进技术的使用，保障智能变电站的智能化程度。 L市智能变电站在设计中首先明确的就是变电站的总体结构。该220kV的智能变电站主要分为三个结构层次：①过程层。这一部分的结构主要负责三个工作，分别是设备的运行状态监测、电器运行实时监测以及控制操作的驱动和执行。这是智能变电站设备实现自动化运行的基础和前提；②间隔层。该机构的设计运行后的功能主要是对于各类数据进行收集，并且对系统的运行数据进行收集和控制。实际上，这一结构的就是承上启下，接受各类系统信息，然后进行设备的指挥操作；③变电层。变电层的工作任务就是将整体变电站的信息进行总汇之后，将其发送到电网指挥中心。同时变电层还可以接收各类指令，完成人们给系统下达的工作。这个系统主要应用的是电子信息技术、电气自动化技术、以及网络通信技术等。 2、220kV智能变电站的继电保护 2.1要求例举220kV智能变电站中，继电保护的基本要求，如： 2.1.1可靠性继电保护的范围内，准确、可靠的检测220kV智能变电站的运行，辅助规划出故障的范围及故障点。 2.1.2灵敏性继电保护检测220kV智能变电站的故障时，要具备足够的灵敏度，围绕故障特征，给与及时的保护反馈，预防220kV智能变电站失控。 2.1.3检测性 220kV智能变电站的继电保护，其检测性的特征，目的是可以合理的判断系统故障，缩小故障影响的范围，以便准确的切除故障。 2.2原理 220kV智能变电站继电保护的运行原理方面，表现出综合性的特征，继电保护全面检测智能变电站的运行，通过点流量、电压以及功率等特征，判断智能变电站的故障信息，及时提示报警信息，识别相关的故障。例如：220kV智能变电站运行期间，继电保护分析智能变电站的点流量，进而执行相关的跳闸保护，也就是反时限保护，智能变电站的电流量增大，跳闸的速度越快，除此以外，继电保护还可以实行定时间保护，检测超出规范标准的电流量，特定的时间中，有跳闸动作，220kV智能变电站继电保护，在温度、瓦斯方面的保护，汇总为非电量保护。变电站继电保护原理中，设置了比较固定的可靠性系统，其为继电保护的经验值，按照系数计算，决定继电保护的动作值。 2.3职能 220kV智能变电站中的继电保护，负责故障维护，变电站正常运行期间，继电保护没有任何动作，如有故障问题，继电保护及时、快速的动作，反馈智能变电站系统、元件等的故障信息，表现为跳闸的状态，提示管理人员对智能变电站进行检修。继电保护的断路器迅速断开，防止220kV智能变电站的电气元件损坏，避免影响其它的元件应用。 2.4分类例举220kV智能变电站继电保护的分类，如： 2.4.1变压器保护继电保护检测变压器的接线、接地灯，利用电流、电压以及负荷检测，完成保护工作，进而解决了变压器的风险问题。 2.4.2电容器保护此项结构容易发生内部故障，导致连线短路，继电保护在电容器组内，通过过电压检测，实行保护工作。 2.4.3电动机保护运行时容易有低电压、过负荷的故障，同步电动机的继电保护中，运用非同步冲击电流等方法进行保护。 2.4.4线路保护继电保护根据220kV智能变电站的电压等级、接地方式以及运输过程，展开接地类型的故障维护。

智能变电站对于继电保护工作的影响

智能变电站是一种新型的低碳环保可靠的智能设备，主要特点是形成了全站信息的数字化传输和通信的网络化以及达到了信息的共享，采集，测量，控制和保护等功能都能够自动完成，并能够全天候的自动控制变电站运行状态，自动分析并调节的变电站。智能化是变电站的一个最明显的发展趋势，从现在的技术层面来说，智能化的变电站的组建需要电子互感器，智能开关等一系列的先进的智能化设备，还需要一系列的系统的构建才能实现真正的智能化，并实现变电站智能信息的共享的现代变电站。变电站的智能化是一个不断发展的过程。就目前技术发展现状而言，智能化变电站是：由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，建立在iec 61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站，设备间交换的信息用数字编码表示。 1 传统变电站与智能变电站工作方式的不同 1.1 传统变电站的工作方式 1.1.1 对新建的变电站或者新的电网线路进行继电保护相关设备的调试和验收是很有必要的。在这个过程中，继电保护班的人会和相关班组的人以及送变电工作人员一起对继电保护相关的信号系统进行检验和测试，其目的是保证继电保护装置能够正确的进行继电保护反应，设备动作与采集信息能够相互对应。整定值的确定也很重要，整定值是继电保护人员对设备进行整定的基本依据。 1.1.2 一旦发现电网中有变电站或者线路运行方式发生了改变，就必须根据工作条例对相关的继电保护设备进行调节。例如，有时候会出现保护整定值发生改变的事情，这就需要继电保护的人员对继电保护设备进行重新的定值，定值后要进行一系列的测试，在确保合格之后就可以应用在电网中去。 1.1.3 在变电站的日常运行中，对继电保护设备的维护是很重要的，继电保护人员需要定期的对设备进行测试。一旦在日常的常规测试中发现了问题，就必须立即停止使用有故障的继电保护装置，在处理完成测试合格之后，才可以继续使用。 1.1.4 一旦发生系统故障，这对继电保护设备是很重大的故障，肯定会导致继电保护装置的动作不对应，一旦发生这种情况，就需要立即对继电保护设备进行抢修，使其尽快恢复正常工作。 1.2 智能电网的继保技术带来的挑战智能电网改变了传统的继电保护工作方式，从技术上说，主要是先进的信息综合测控技术和保护技术的使用，为继电保护工作进行了较大的变化。继电保护伴随着wams系统的建设势必会经历一次巨大的变革，变电站信息采集中心在未来肯定会建立在智能化变电站中，并且可以通过系统收集到的数据进行智能化的保护。而且，在拥有了广域的保护系统之后，会将各个系统的部分元件相互联系起来，并给这些继电保护设备带来一次根本性的改变。当然，为了加强对继电保护信息的管理工作，很有必要建设继电保护的管理系统，这个系统是作为变电站综合信息管理系统中的一部分存在的，主要进行继电保护信息的管理和调度工作。这些新的技术，设备的使用都需要继电保护工作人员重新开始学习并掌握整套系统的操作知识，并要学习相关设备的简单维修和检修等。 1.2.1 智能电网的继电保护装备和以前的传统的设备有很大的不同，无论在构造上还是运行的原理上都有区别，因此，需要很长时间去学习并熟悉掌握。由于继保系统构成的原理与现有保护设备有所不同，可能将使用到广域信息采集系统，而保护动作原理也不单使用本元件的信息，因此新的继保设备的使用方法也将与现有保护设备不同。如果对新设备不熟悉，将无法进行日常的管理和维护。因此，继保班工作人员需要对新设备的原理、构成、使用方法进行系统的学习。 1.2.2 智能电网中的继保设备，其保护调试方式与现有继保设备不同。智能电网的继电保护在运行的时候，是多条线路和设备的保护相互配合进行的，而且调度的过程和传统的调度方式也不一样，这就需要继电保护工作人员，要重新认识设备，并在厂家的指导下进行学习和培训。 1.2.3 在日常的运行方式上，智能电网和传统电网是不同的。在智能变电站中，广域的保护比传统的保护复杂的多，智能变电站需要的是多个线路和设备的共同配合运行。当然，在智能电网中，一旦电网运行的方式发生变化，继电保护人员也会做一些工作，只是和传统的继电保护相比，智能变电站所需要工作人员做的工作就很少，这主要是因为智能变电站的智能化控制和自动调节能力很强，减少了很多人为的操作。 1.2.4 在巡检方式上，智能电网和传统电网的继电保护设备也有很大不同。智能变电站自身具有二次设备的自动诊断技术，这对继电保护设备的巡检是一个巨大的进步，这样一来，就减少了很多的继电保护人员的巡检工作。传统的电网继电保护故障巡

电力系统继电保护仿真实验指导书(试用稿)

电力系统继电保护实验指导书张艳肖编适用于12级电气工程及其自动化专业西安交通大学城市学院二○一五年三月

目录第一部分MATLAB基础 ................................................................................... - 3 - 1.1 MATLAB简介 .......................................................................................... - 3 - 1.2 MATLAB的基本界面 ........................................................................... - 3 - 1.2.1MATLAB的主窗口 ...................................................................... - 3 - 1.2.2 MATLAB的主窗口 ....................................................................... - 3 - 1.3 SIMULINK仿真工具简介.................................................................... - 4 - 1.3.1SIMULINK的启动 ........................................................................ - 4 - 1.3.2SIMULINK的库浏览器说明........................................................ - 5 - 第二部分仿真实验内容.................................................................................. - 6 - 实验一电力系统故障.................................................................................... - 6 - 实验二电流速断保护.................................................................................... - 9 - 实验三三段式电流保护.............................................................................. - 13 - 实验四线路自动重合闸电流保护.............................................................. - 17 -

变电站运行仿真实验

变电站运行仿真实验一、目的熟悉变电站运行人员的岗位职能，利用全数字运行仿真系统对变电站运行人员的工作任务进行培训，逐步掌握变电站运行监视、巡检的方法、基本操作、二次回路故障分析与电网故障分析的方法，综合运用电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气工程、智能变电站等专业课程所学的知识分析问题和解决问题，培养学生的职业素养和工程实践能力。二、实验内容生产实习设置了变电站巡检、设备异常处理、设备操作、变电所倒闸操作、操作票填写、电网故障分析、二次回路故障分析等培训内容。三、实验步骤双击打开软件点击鼠标右键，选择“一键启动” 图1 启动界面选择单机培训模式启动软件，待桌面出现“一键启动已经完成！”时软件启动完毕。 1. 运行监视培训设备运行监视、负荷水平监视、电压水平监视等，利用计算机或人工填写各种记录、操作票。 1)观察主接线及潮流分布双击打开主控台界面的教练台，点击复位工况之后点击运行，可观测到软件中预存了零工况（10工况）及基本运行工况（15工况），选择基本运行工况。图2 运行工况选择监控中心即可观看220kV智能变电站的主接线图，由主接线图可知该智能

站220kV、110kV为双母接线，35kV为单母分段接线。双击打开主控台界面的教练台，点击复位工况之后点击运行，可观测到软件中预存了零工况（10工况）及基本运行工况（15工况），选择基本运行工况即可在监控中心观测到基本运行方式下的设备运行状态、负荷水平及电压水平。图3 运行状态显示结果由监视图可以得到220kV I母相间电压为229.95kV、II母相间电压为229.95kV；110kVI母相间电压为109.05kV、II母相间电压为110.04kV；35kVI 母相间电压为34.62kV，II母相间电压为35.17kV。潮流分布及设备运行状态由图可得出（断路器绿色为分闸位，红色为合闸位）。 2)操作票的填写以滨金412线路及开关由110kVⅡ母运行转线路检修及开关检修为例。 (1)打开主控台的“五防开票”软件； (2)登录后选择图形开票方法；图4 开票方式选择结果 (3)进行开票 (3.1) 单击412断路器进行图形开票，然后右键单击412断路器选择“增加提示项”，在对话框中输入“检查滨金412开关智能终端面板上开关位置信号正

110kv变电站继电保护课程设计

110kv变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计摘要继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行; 当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置目录 0 摘要 .................................................................... 第一章电网继电保护的配置 ............................................... 2 1.1 电网继电保护的作用 .................................................. 2 1.2 电网继电保护

的配置和原理 ............................................ 2 1.3 35kV线路保护配置原则 ................................................ 3 第二章3 继电保护整定计算 .................................................2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤 . (3) 2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况 .................................... 4 第三章线路保护整定计算 ................................................. 5 3.1设计的原始材料分析 ................................................... 5 3.2 参数计算 ............................................................ 6 3.3 电流保护的整定计算 .................................................. 7 总结 .. (9) 1 第一章电网继电保护的配置 1.1 电网继电保护的作用电网在运行过程中，可能会遇到各种类型的故障和不正常运行方式，这些都可能在电网中引起事故，从而破坏电网的正常运行，降低电力设备的使用寿命，严重的将直接破坏系统的稳定性，造成大面积的停电事故。为此，在电网运行中，一方面要采取一切积极有效的措施来消除或减小故障发生的可能性:另一方面，当故障一旦发生时，应该迅速而有选择地切除故障元件，使故障的影响范围尽可能缩小，这一任务是由继电保护与安全自动装置来完成的。电网继电保护的基本任务在于: 1(有选择地将故障元件从电网中快速、自动切除，使其损坏程度减至最轻，并保证最大限度地迅速恢复无故障部分的正常运行。 2(反应电气元件的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设各的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。

智能变电站继电保护题库

智能变电站继电保护题库第一章判断题 1．智能变电站的二次电压并列功能在母线合并单元中实现。 2．智能变电站内智能终端按双重化配置时，分别对应于两个跳闸线圈，具有分相跳闸功能；其合闸命令输出则并接至合闸线圈。 3．对于500kV智能变电站边断路器保护，当重合闸需要检同期功能时，采用母线电压合并单元接入相应间隔电压合并单元的方式接入母线电压，不考虑中断路器检同期。 4．任意两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机。当采用级联方式时，允许短时丢失数据。5．智能变电站内双重化配置的两套保护电压、电流采样值应分别取自相互独立的合并单元。 6．双重化配置保护使用的GOOSE（SV）网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。 7．智能变电站要求光波长1310nm光纤的光纤发送功率为-20dBm ~-14dBm，光接收灵敏度为-31dBm ~-14dBm。8．智能变电站中GOOSE开入软压板除双母线和单母线接线外启动失灵、失灵联跳开入软压板既可设在接收端，也可设在发送端。 9．有些电子式电流互感器是由线路电流提供电源。这种互感器电源的建立需要在一次电流接通后迟延一定时间。此延时称为“唤醒时间”。在此延时期间，电子式电流互感器的输出为零。 10．唤醒电流是指唤醒电子式电流互感器所需的最小一次电流方均根值。 11．温度变化将不会影响光电效应原理中互感器的准确度。 12．长期大功率激光供能影响光器件的寿命，从而影响罗氏线圈原理中电子式互感器的准确度。 13．合并单元的时钟输入只能是光信号。 14．用于双重化保护的电子式互感器，其两个采样系统应由不同的电源供电并与相应保护装置使用同一直流电源。 15．电子式互感器采样数据的品质标志应实时反映自检状态，不应附加任何延时或展宽。 16．现场检修工作时，SV采样值网络与GOOSE网络可以联调。 17．GOOSE跳闸必须采用点对点直接跳闸方式。 18．220kV智能变电站线路保护，用于检同期的母线电压一般由母线合并单元点对点通过间隔合并单元转接给各间隔保护装置。 19．智能变电站母线保护按双重化进行配置。各间隔合并单元、智能终端均采用双重化配置。 20．智能变电站采用分布式母线保护方案时，各间隔合并单元、智能终端以点对点方式接入对应母线保护子单元。 21．智能变电站保护装置重采样过程中，应正确处理采样值溢出情况。 22．与传统电磁感应式互感器相比，电子式互感器动作范围大，频率范围宽。

变电站仿真培训大纲

变电站运行人员仿真培训教学大纲武汉世纪华胜科技有限公司 WUHAN CENTURY FAR-SIGHT TECHNOLOGY CO.,LTD.

变电站仿真机培训安排说明一、学习时间仿真机培训每天分为上机训练，上机准备及预习答疑两个单元。上机训练分值进行，5— 7 人为一值，各值每天上机时间为3．5 小时；上机准备及预习答疑、完成作业约3． 5 小时。授课统一进行，全体参加，每天上午8：30—11：30，下午2：00—5：00。二、考试考核及发证学员上机考核以抽签方式进行，选择变电站典型操作或事故处理两类之一，由学员独立操作处理并填写操作票与事故分析处理报告，指导教师根据平时上机与上机考核评定上机考核成绩。笔试是操作考核的补充，学员完成与培训配套的作业方可参加笔试，上机考核与笔试都合格，发给仿真机培训合格证书。三、仿真培训周期仿真培训的时间周期、课堂教学内容、上机训练重点等，根据仿真培训对象不同决定，有一定运行经验的变电站运行人员培训时间为10 天，其他运行人员培训时间为15 天。

变电站运行人员仿真机上机培训计划变电站仿真机课堂教学内容课一：变电站仿真机简介 1、本站主接线及正常运行方式，特殊运行方式介绍; 2、一次设备介绍； 3、继电保护配置；仿真机操作环境及与现场操作的比较；课二：变电站典型操作与事故分析 1、倒闸操作的一般原则； 2、典型操作过程分析； 3、变电站事故类型及特点；

4 、典型事故分析；课三：微机继电保护 1、继电保护的一般原理； 2、继电保护的实现方法； 3、微机继电保护的硬件组成； 4、微机保护的保护功能； 5、微机线路保护； 6、微机设备保护； 7、微机保护的使用方法； 8、微机在变电站运用实例分析；变电站仿真机上机教案（草）课题一：变电站零压送电（--）教学目的：通过进行第一次上机操作，使学员尽快熟悉本仿真机的操作环境，配置，操作方法，并对整个变电站一次系统，二次系统，保护等有全面了解，掌握系统正常运行方式和特点。教学安排： 1、简介全站配置情况，仿真机操作环境； 2、详细介绍图形画面的操作方法，位置，画面上各操作点操作方法及就地站的布置等； 3、交待零压送电的初始条件，联络线?讨论问题：①变电站零压送电的总体操作顺序是什么? ② 各系统操作顺序是什么?各系统送电操作原则，具体步骤是什么? 4、按二至三人分组，分别负责＜直流系统送电＞＜站用电系统送电＞操作，一人操作，一人监护，负责完成指定操作任务． 5、进行零压送电操作，指导教师随时答疑．注意事项： 1、直流系统初始状态由蓄电池供电，在实际变电站运行中一般由临时电源供电，要交代清仿真机的特殊运行方式； 2、所用电电源由10kV联络线引入，因此，所用送电前必须完成部分10kV系统送电操作； 3、完成系统送电前的检查项目；课题二：变电站零压送电（二）教学目的：通过完成系统，35kV 系统，主变，10kV 系统的送电操作，使学员掌握设备送电的基本操作步骤，设备送电前应检查的项目，操作顺序，掌握系统正常运行方式，电气设备的工作原理。教学安排：

基于OPNET的智能变电站仿真研究及结果分析

基于OPNET的智能变电站仿真研究及结果分析发表时间：2017-10-20T16:13:27.437Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：曹雷 [导读] 摘要：为满足智能变电站对网络传输的相关要求，本文对智能变电站网络传输性能进行了针对性研究，通过运用仿真方法对智能变电站进行仿真模型建立及分析，以期为有关方面提供参考借鉴。广州南方电力集团科技发展有限公司广东广州 510000 摘要：为满足智能变电站对网络传输的相关要求，本文对智能变电站网络传输性能进行了针对性研究，通过运用仿真方法对智能变电站进行仿真模型建立及分析，以期为有关方面提供参考借鉴。关键词：智能变电站；OPENET；仿真；数据分析为实现对智能变电站网络传输性能的评估，现根据仿真技术进行仿真模型建立，通过其结果分析来对变电站系统进行改进，以便更好地对促进变电站系统的优化。该仿真技术使得整个智能变电站系统能够实现对于其网络传输的控制以及对于系统的数据传输的保护，为其网络系统的完善提供了支持，应推广使用。 1 智能变电站的数据特征分析根据系统中各类数据在产生规律上的特点，可以将联合发电监控系统中的数据分为3类，分别是:周期性数据、随机性数据和突发性数据。 1.1 周期性数据周期性数据由时间驱动并按照一定时间间隔触发，其主要特点是数据稳定、连续、对实时性要求严格。按照IEC61850标准的要求，若报文未能在规定时间内发送，就会被新的同类报文覆盖；若报文未能在规定时间内到达接收方，就会被接收方舍弃。因此，系统中的周期性数据是影响网络稳态性能的主要因素。对于周期性数据，可用到达间隔时间具有一定周期性、长度为定长的周期性报文来模拟。智能变电站中，周期性数据主要包括:过程层网络上的采样值和开入报文，站控层网络和远动网络上的遥测/遥信报文及时间同步报文。 1.2 随机性数据随机性数据由外部事件驱动，在一个时间片段内以某一概率出现一个报文，各个数据的触发无任何相关性。随机性数据的触发过程可采用泊松过程模拟，此时数据触发时间间隔服从指数分布，其概率密度函数f（t）和均值E（t）分别如式（1）和（2）所示: f（t）=λe-λt，（1） E（t）=1/λ，（2）式中:λ为随机性数据在单位时间内被触发的次数；t表示某一时刻。智能变电站中，随机性数据主要包括各类开出报文，如开关操作命令、保护功能连锁、时间同步、变压器分接头调整、电容器投切等，其所需传输的数据量较小，但传输实时性要求较高。 1.3 突发性数据突发性数据也是由外部事件驱动，与随机性数据不同的是，突发性数据在第一个数据触发后，后面会出现一组集中的报文；无数据时则出现一段空闲时间。突发性数据具有较强的时间敏感性和带宽侵占性，是造成网络流量抖动的主要原因。可以用ON/OFF模型模拟突发性数据。数据源在ON时段以恒定速率发送数据，在OFF时段则不发送数据，两者的持续时间可以采用不同的分布函数表征，其概率密度函数f（t）和均值E（t）分别如式（3）和（4）所示。 f（t）=αθα/tα+1，（3） E（t）=αθ/（α-1），（4）式中:θ为尺度参数，表示ON至少需要持续的时间；α为形状参数；t表示某一时刻。智能变电站中，突发性数据主要包括故障情况下间隔层设备上传的保护动作信息、开关变位信息、事件顺序记录等。 2 基于OPNET的仿真方法 2.1 几种网络分析方法的比较网络性能的分析方法可以分为定性分析和定量分析2种。定性分析主要依靠技术人员的经验来大致估计网络的结构和配置能否满足用户的需求。然而，智能变电站中数据种类繁多、交互复杂，仅仅依靠经验来评估网络的性能往往会顾此失彼，难以真实反映网络性能。定量分析的方法主要包括现场实测、数学分析和网络仿真等。各类方法在可信度、实施成本、实现难度、是否能预测网络性能等方面的比较如表1所示。表1 网络性能分析方法的比较由表1可见，网络仿真方法兼具可信度高、成本低、可以对网络性能进行预测等优点，以下将采用OPNET软件实现对通信网络性能的仿真。 2.2 自定义MMS协议 OPNET是目前业界公认的优秀通信网络、设施、协议的仿真及建模工具，其中定义了9种标准应用，包括:Database，FTP（文件传输协议），Video Conferencing等，但是并不包含MMS。 OPNET允许用户加入自定义的应用协议，但这需要同时修改多个原有的标准模块，实现难度较大。在此根据MMS协议的交互流程，

10kV变电所继电保护设计和分析报告

继电保护毕业设计课题：110kV变电所继电保护设计及分析导师：姓名：班级：日期：2011年3月10日

前言电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点，就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持正常生产。随着经济的快速发展，负荷大幅度增加，使得电网规模不断扩大，高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势，使电网结构越来越复杂，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求，保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。虽然系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验，但这只能保证它们在短时间内能承受住短路电流的破坏。时间一长，就会无一例外地遭受破坏。而在供电系统中，要想完全杜绝电路事故是不可能的。继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它能在系统发生故障或不正常运行时，迅速，准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。因此设置一定数量的保护装置是完全必要的，以便在短路事故发生后一次设备尚未破坏的数秒内，切除短路电流，使故障点脱离电源，从而保护短路回路内的一次设备，同时迅速恢复系统其他正常部分的工作。随着变电站继

电保护技术进一步优化，大大提高了整个电网运行的安全性和稳定性，大大降低运行检修人员的劳动强度，继电保护技术将引起电力行业有关部门的重视，成为变电站设计核心技术之一。

110kV变电站仿真软件

华胜110kV变电站仿真系统软件使用说明 3．1 教员机“仿真教室控制台”的使用只有教练员机才有“仿真教室控制台”，学员机没有此功能（除此之外学员机与教练员机使用完全一样），教练员机使用如下： 1、运行桌面“仿真机教练员站”，界面如图3－1所示。图3－1仿真教室控制台 2、首先操作“本地机仿真系统操作初始化”，然后操作“学员机仿真系统初始化”。其他功能可根据界面文字选择操作。 3、操作“隐藏本窗口”，界面显示“110kV变电站仿真机操作员站”，最大化此界面，界面如图3－2所示。 4、主界面功能如下：设备区、保护室、后台机（综自系统）、五防站、教练员站、学习园地、事件窗口和会话窗口几个部分。仿真操作主要在此界面切换。

【注意】学员机与教练员的根本区别在于学员机没有“仿真教室控制台”功能，其他功能两者完全一样。注意一个系统只能安装一台教练员机，否则仿真系统网络无法正常工作！图3-2仿真系统主界面图3-3教练员台的程序控制界面3．2仿真软件各仿真模块使用 3．2．1教练员台的操作说明 1．教练员台的程序控制操作启动程序后第一步是要进入“教练员台”界面调入工况（教练员机和学员机都有“教练员台”），程序控制界面如图3-3，操作步骤如下： 1．按启动模型； 2．按运行模型； 3．调入工况，正常情况下一般选择“工况1~50”某种工况；注：所谓“工况”即变电站运行方式，其中1～50为软件编制者设定工况，51～100可自行设定。 4．若由一种运行工况变换成另一种工况，操作如下：

例如：由工况4→3，操作顺序，按模型退出\启动模型\运行模型 \调入工况3。 2．故障设置清单可设置变电站不同类型的故障和不正常工作状态，用于训练和考核学员。主要操作如下：主界面→教练员站界面如图3-4所示，点击故障图形设置，进入故障设置界面，学员选择不同设备设置各种故障或不正常状态可以进行模拟事故处理。详细说明请见第四章4-6的介绍。图3-4 故障图形设置 3．2．2设备区的介绍本软件主界面即为设备区如图2-9所示，显示变电站结构和设备的俯视图，点击具体设备可跳出界面显示电气设备的仿真模型和实物照片，对有关设备一、二部分进行可进行相应操作和监视。 1.户外设备进入设备区，点击某一设备，可对此设备进行相应操作。例下图3-5为110kV 宗永线（1112）设备间隔，可对此间隔断路器、隔离刀闸进行操作和巡视。

智能变电站继电保护在线运检方法

智能变电站继电保护在线运检方法摘要：在智能电网建设持续推进的背景下，智能变电站的继电保护系统虽然已经得到了一定的完善，但在运行监测方面，传统运检模式却仍然存在着工作量大、有停电风险、有效性存疑等诸多问题，而基于全景信息开放与状态信息集的全新继电保护系统运检模式，则恰恰能够有效解决问题，为继电保护的正常运行及提供支持。基于此，本文对继电保护传统运检模式进行了分析，同时对继电保护状态信息及在线运检模式展开探讨，最后基于全景信息开放提出了一些在线运检方法。关键词：智能变电站；继电保护；在线运检一、分析继电保护传统运检模式（一）传统运检模式有效性分析继电保护的运检工作主要是为了获取继电保护系统的运行状态信息，并根据运行状态信息来对其进行评估，明确可能存在的故障隐患，当前智能变电站所实行的传统运检模式虽然基本能够实现这一工作目的，但由于智能变电站的继电保护信息并未完全开放，而传统运检模式又存在着较长的周期，因此其有效性使相对较差的。以巡视工作为例，继电保护传统运检模式要求巡检人员定期对继电保护系统的外观、周边环境、滞留电源状态、装置启动情况等进行检查，并完成检查信息的记录与比对（与之前巡检记录），巡检周期通常为每日一次，每隔一季度还会进行一次专业巡检[1]。在这样的工作模式下，巡检人员的工作量非常之大，工作专业性要求也比较高，如果长期处于高压力的工作状态，很容易因精力不足而出现漏检等情况，并给继电保护系统埋下潜在安全隐患。同时，日常巡检虽然周期较短，但对于继电保护系统运行状态信息的获取仍然存在着一定的滞后性，在运行状态出现异常后很难在第一时间发现问题，只能在每日完成巡检记录后再进行运行状态信息的对比分析，不利于故障隐患的实时处理与影响控制。而从定检工作的来看，传统运检模式下的定检工作一般会通过人为加量、测量的方式展开，并对继电保护装置的功能及各项回路进行全面检查，由于检查内容非常多，且大多数检查工作均需要在停电状态下进行，因此继电保护系统在定检期间会出长时间停电的状态，对智能变电站的正常运行影响较大。另外由于定检工作需要频繁插拔接线，因此还会对继电保护系统的运行可靠性造成影响，这同样是导致运检模式有效性不足的重要原因。（二）传统运检模式充分性分析继电保护系统的定检工作可分为部检与全检两种，二者的检查周期不同（全检周期通常为六年，部检周期通常为三年），但由于检查工作耗时较长，因此都需要在不同的时间断面内获取继电保护系统运行状态，并从不同维度展开继电保护系统运行状态评价。在这种工作模式下，定检工作往往只能获取继电保护系统某一维度下单一保护元件的运行状态及系统加量时本间隔保护功能情况，而对于相邻间隔加量时本间隔保护响应情况、不同保护元件响应配合情况、保护原理异常等系统运行状态信息，则很难在定检工作中得到反映，这说明传统运检模式的充分性存在很大不足。二、继电保护状态信息集针对继电保护系统传统运检模式充分性不足且无法实现实时监控的问题，在线运检模式可基于继电保护系统运检的全景开放信息需求，建立继电保护状态信息集，同时开放继电保护系统状态评价所需的全部信息，对继电保护系统的运行状态进行全面实时评价[2]。从整体上来看，根据继电保护系统运检工作的特点，继电保护状态信息集可分为设备状态信息集、

10kV变电站继电保护标准设计

沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计浅谈摘要：本文介绍了沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计的概况，阐述了二次设备的组合方式及10kV间隔保护的具体配置方案，统一端子排及编号的设计原则，对一些复杂的接线形式及连锁问题提出了一些解决方法，供设计参考。关键词：10kV变电站继电保护设计统一原则 1 引言：沈阳地区由于历史原因一直存在配电网自动化水平不高，二次设计标准不统一，二次设备配置不合理等诸多问题。随着沈阳地区配电网改造步伐的加快，对电气二次设备可靠性，二次设备配置及接线合理性的要求会越来越高，是配电网自动化能否实现的关键因素。将二10kV变电站次设计典型化，模块化是工程设计的方向。 2 总体思路在对10kV变电站设计电气二次设计中我们发现，由于用户的需要不同主接线的形式多种多样，有单电源，双电源，有不带母线、有单母线、分段母线等等，这样如果规定变电站主接线做总体的标准设计难度非常大。在设计中我们总结出无论哪种接线样式其间隔开关柜的样式都为确定，这样我们将标准设计分块化，既以间隔为标准，将固有的间隔电气二次回路设计成标准样式，不同的接线样式也是固有的间隔组成，这样根据间隔的标准设计完成整个变电站的设计工作。 3 保护的配置原则对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。按照工厂企业10KV供电系统和民用住宅的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置：（1） 10KV线路应配置的继电保护 10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。（2）10KV配电变压器应配置的继电保护 1）当配电变压器容量小于400KV A时：一般采用高压熔断器保护； 2）当配电变压器容量为400～630KV A，高压侧采用断路器时，应装设过电流保

全仿真变电站在防止变电系统误操作中的应用通用版

安全管理编号：YTO-FS-PD609 全仿真变电站在防止变电系统误操作中的应用通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

全仿真变电站在防止变电系统误操作中的应用通用版使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 (长春供电公司，吉林长春130051) 由清华大学与长春供电公司共同研制的仿真变电站倒闸操作、事故处理培训系统(以下简称ETTS)是采用计算机技术，通过动态数学模型设计而成的装置。该装置能实时、动态地反应电网中各种电气量的分布变化情况，并利用计算机多媒体技术实现一次设备仿真。该系统直观、逼真，教控台人机对话采用窗口式中文菜单提示，学员可亲自上机进行倒闸操作、事故处理及误操作演示；可在短时间内增强运行人员对变电运行技术和现场安全技术的认识，积累安全运行的经验。 1 ETTS功能特点 1.1 操作灵活真实感强 ETTS的主控室内，所有二次设备，包括盘台上的元件及各装置均与现场的呈1:1的比例。控制仪表、中央信号、交直流系统、继电保护与自动装置、电力负荷“I、U、P、Q、f”、各种动作信号、指示灯、光字牌、警报等均正确

关于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真 王槿