１９４ 理论研究苑 耥霸 配电网继电保护整定计算的可视化 黄昭君 （华北电力大学电气与电子工程学院，北京１０２２０６） 摘要结合配电网继电保护整定计算的实际情况和特点，针对传统继电保护整定计算软件中存在诸如缺乏可视化、可维护 性差等问题，利用面向对象技术、可视化技术、数据库技术，开发出了一个适用于配电网的继电保护整定计算软件。该软件 主要包括数据库管理功能模块、图形建模功能模块、故障分析功能模块和整定计算功能模块。通过Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ与Ａｃｃｅｓｓ的结 合。最终实现软件的信息存贮、查询和计算。 关键词继电保护；整定计算；可视化；数据库 中图分类号ＴＭ７７ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２（）１２）０４１—０１９４—０２ 继电保护是电力系统不可缺少的重要组成部分，它在保护电 ２整定计算软件的功能模块 ２．１数据库管理功能模块 数据库是系统的数据基础，它的设计直接关系到整个系统 的性能。本软件采用Ａｃｃｅｓｓ２００３关系数据库管理系统进行数据管 理，采用ＡＤＯ（ＡｃｔｉｖｅＸ Ｄａｌａ Ｏｂｊｅｃｔｓ）技术作为数据库访问接ｒｊ， 力系统安全、经济和高效运行方面起着至关重要的作用。目前， 电力系统继电保护的计算机整定计算已发展的相对比较成熟，但 主要都是面向高压输电网的继电保护。配电网中，大都采用半手 工方式，故障分析与保护整定各自单独进行，保护整定所需的短 路电流等原始数据由短路计算得到后再由人工输入到保护整定程 序中，缺乏自动衔接功能，造成工作量大、效率不高的缺点。图 形化、自动化、网络化的配电网继电保护整定计算软件的研制已 成为当前配电网继电保护整定计算软件的主要发展方向。 鉴于此，本文利用面向对象技术，可视化技术和数据库技 术，开发出一套以图形建模为基础的配电网继电保护软件。该软 件强调了可视化特点和模块化特点，通过可视化特点，给用户提 供友好的操作界面，将抽象的原理以图形、文字等直观易懂的方 式表示出来，通过模块化的特点，使得软件的内容易于扩充和 移植。 建立与各电力元件相对应的表，将数据分类存储。这样不仅概念 清晰，而且与其他三个模块接口方便，可以方便用户通过人机交 互界面进行设备参数的查询与管理。设备的参数可以在图形 输 人与修改，实现了文本、图形数据的可视化统一。 数据库包含的数据类型全面，既包括一次设备参数，也包括 故障信息、故障电流、分支系数、保护定值等经过计算得到的数 据。用户通过数据库模块对系统整体数据进行有效管理，通过数 据库对数据进行查询、修改和删除等，并且为用户提供对定值单 的维护和管理功能。 ２．２图形建模功能模块 可视化技术，也就是ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ），即 形化的用户操作界面，是指计算机通过图形来和用户交换数据及 信息。 图形建模是实现可视化的故障分析和整定汁算的基础，同时 也是可视化编程的一种体现。本软件采用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０作为开发 环境，建立了面向对象的绘图Ｔ具箱，实现了电气设备图形绘制 功能。用户利用它可以方便的将配电网的网络拓扑和设备参数输 人到系统中。与设备相关的数据根据其设备属性自动分类存储于 数据库，用户并不需要关心底层的数据存储形式，只需在界面ｆ 操作即可。 由于电力系统图形较为复杂，本软件对图形进行分层管理。 即总罔在一层中，包含的元素有电厂、变电站、联络线、虚节 点，主要用来显示厂、站之间的连接关系，在网络 上显示网络 参数、计算结果、及其他信息；各厂、站主接线图在下一层，用 １整定计算软件的整体结构 软件总体上分为四个部分：①数据库管理功能模块；②图形 建模功能模块；③故障分析功能模块；④整定计算功能模块。系 统结构如图１所示。这四个模块相对，分别完成不同的任务， 同时又相互依赖，组成一个有机整体。 图１系统总体结构示意图 于编辑厂、站的电气主接线。电厂、变电站都有自己的电气接 线结构，每“打开”一个厂（站）就可在此编辑窗口 ｝｜编辑此厂 （站）的电气接线。在电气接线的编辑窗口中编辑的元件主要包 括：发电机、变压器、断路器、电抗器、隔离开关、母线等。 这样处理层次清楚，关系明确。元件设备管理系统只需在数 量相对较少的原件范围内操作。进行拓扑分析时，也只需一般的 深度优先搜索即可完成，而不用引入图论等较复杂的算法。图形 建模功能模块实现的主要功能有： １）提供设备工具箱。包括配电网中常用的电力设备，有发电 机、变压器、断路器、电缆、负荷等，如图２所示。用户通过使用 工具箱里的工具就可以绘制或修改配电网的主接线图。 ２）图形设备编辑功能。在绘图的基础上实现了对各元件的移 动，复制，黏贴，删除等功能。 莲赫霸 理论研究苑 １９５ Ｇ 罔２电气元件图形］二具箱 ３）电气元件属性编辑。在绘制元件时，同时创建了相应元件 的数据库文件，输入或修改元件参数后，数据同时保存于对应的 数据库。删除元件后，数据库中相应的数据同时删除。 ４）图元维护。每一种设备类型对应一个图元，软件提供图元 的编辑操作，主要有：图元浏览、图元外观编辑、图元对应设备 类型的选择等。 ５）为整定计算提供操作界面。整定计算所涉及的所有操作均 ２．４整定计算功能模块 整定计算功能模块是本软件的核心，该模块主要完成保护的 整定计算和定值校验与核对。根据被保护装置的情况，从数据库 提取与整定保护计算相关的设备原始数据，根据装置的继电保护 整定原则，计算保护定值，整定结果存入定值数据库以备输出和 查询。 ３算例分析 选用图３所示３５ ｋＶ单侧电源放射状线路ＭＮ的继电保护方案 （线路变压器组接线），线路ＭＮ最大＿Ｔ作电流为１２７ Ａ，电流互感 器变比为２００／５。系统中发电机均装有自动励磁调节器。其中Ａ母线 短路时最大短路容量ｓ ＝２５０ ＭＶＡ，最小容量ｓＳｍｉｎ＝１５０ ＭＶＡ。ＭＮ 线路单位公里阻抗ｎ４ ｌ￣／Ｋｍ，变压器参数为：额定容量ＳＮ＿７５００ ＫＶＬ、 在同一界面下进行，图形的绘制、浏览、各种保护的整定计算、 保护信息的显示、定值报表的输出用鼠标操作即可完成。 图形建模使网络结构更直观的呈现在用户面前，用户可以根 据自己的需要直接去选择、编辑、修改相应的元件，使人机交流 更方便。 ＵＫ％＝７．５、额定电压３５／６．６ ＫＶ。 ２．３故障分析功能模块 ④ ４结论 一－－ｈ，一一—— —＿（３ 一－－ｈ． 故障分析是整定计算顺利进行的前提条件，如何快速、准确 的得到故障结果是整定计算的首要条件。 在电力系统继电保护工作中，需要进行大量简单与复杂的故 障计算，这是研究分析电力系统继电动作行为的基础。本软件故 障分析模块能计算出配电网各个节点处发生各种不同形式短路 （包括对称短路和不对称短路）时所产生的短路电流。具体实现 的功能有： 图３ ３５ ｋＶ单侧电源放射状线路接线图 可视化是电力系统计算软件的发展趋势。可视化的配电网继 电保护整定计算软件减轻了继电保护＿［作人员的劳动强度，降低 了保护设备的不正确动作率。 参考文献 ［１】刘学军．继电保护原理第二版［Ｍ】．北京：中国电力出版社，２００７． ［２］李保柱．地区电网继电保护整定计算软件的设计研究［Ｄ］．北京：华北电力 大学． １）提供故障设置的人机对话接口。故障相和故障类型分别通 过人机对话接口设置，故障类型包括单相短路、两相短路、三相 短路、两相接地短路等。 ［３］许建安，王风华．电力系统继电保护整定计算【Ｍ】．北京：水利水电出版 社，２００７ 作者简介 黄昭君（１９９２一），女，江西萍乡人，大学本科，就读于华北电力大学 电气：［程及其自动化专、 ，研究方向为电力系统稳定与保护。 ２）自动进行节点编号和显示阻抗图。 ３）自动生成序网图。 ４）输出故障分析结果，可以选择输 单个计算量，供整定计 算使用，也可以选择输Ｈ｛所有结果，即故障分析报告。 （上接第２２１页） 体结构的抗震能力。一般来说，在内外墙交接处、外墙转角处以及 楼梯问的四角处，都应加设构造柱。 ４结束语 建筑结构的抗震设计是一个复杂、综合、系统且整体性很强 的过程，它包括建筑结构的概念设计、抗震计算及构造措施，三 方面缺一不可。如今，随着地球的生态环境的破坏越来越严重， 地震灾害也日趋频繁，建筑结构的抗震设计成了衡量建筑结构设 计是否有效的一向重要指标。因此，对各种结构进行更准确、合 理的抗震设计，将成为建筑工程中尤为重要的研究方向。 参考文献 【１］张映超．浅谈房屋建筑结构的抗震设计【ＪＪ．科技风，２０１ １． ３）墙体加同构造可以有效提高砌体结构的水平承载力，一 般做法是用高标号水泥砂浆或布钢筋网砂浆代替原墙体的粉刷 抹灰。 ３＿２混凝土结构 混凝土结构的抗震构造要点包括：①构件截面的高宽比要满 足规定的限值；②满足最小配筋率要求；③将承重柱的轴压比控 制一定的范围内；④一般填充墒中应设置拉结筋，较长的填充墙 还应设置构造柱、芯柱、角柱并要求短柱箍筋全高加密。 ［２】安海玉，何彩云，丁永君．复杂高层建筑结构抗震设计分析【ＪＪ．天津建筑设 计，２０１１． ［３］孙国伟．浅析高层建筑结构抗震设计【ＪＪ＿科技风，２０１ １． （上接第２２４页） 的重复设置，节约投资，是节能降耗的一种有效措施。 高效照明装置节能产品的选用和建筑优化设计两个方面进行科学 合理的设计。 ２）照明配电。供电电源的质量会对照明电器的性能造成影 响，因此，在照明系统的设计中。照明配电也是节能的一部分。 照明电器的端电压不能过高或者过低，以免对光源寿命或则会是 通光量造成影响。 在电源的设计中好，一般要求正常照明电源不与冲击性电力 负荷及工艺负荷合用变压器，以控制照明电源的端电压波动。 ３结束语 综上所述，工业厂房的照明系统具有特殊的工作需求和工作 环境，在对照明系统进行节能性设计时，要根据具体的情况，从 参考文献 ［１】付胜权．绿色工厂照明系统设计体会［Ｊ］．建筑电气，２０１ １，３０（８）． ［２］李海玉，王明海．铝电解厂房照明系统节能改造［ＪＪ．设备管理与维修，２００８，２． ［３】郭莉莉．智能照明控制技术在工业厂房照明系统中的应用［ＪＪ＿铁道工程学 报，２００７，２４（７）． ［４】杨娟．大型车间照明系统绿色优化［ＪＪ．设备管理与维修，２０１ １，９． ［５】李清华．厂区智能照明系统的设计与应用【Ｊ］．科学之友，２００９，３２．
