線路電流保護裝置模擬整定試驗平臺

1、 28 28線路電流保護裝置模擬整定試驗平臺設(shè)計學 生：陳超 指導教師：易娜（三峽大學 科技學院）摘 要：根據(jù)電網(wǎng)的實際情況和運行工作的需要，本文介紹了線路電流保護裝置模擬整定試驗平臺設(shè)計的必要性和設(shè)計思路。仿真程序的主要作用是對保護整定值的校驗和電網(wǎng)事故分析，還能夠進行保護人員的培訓等等。繼電保護仿真程序的應(yīng)用，將給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。關(guān)鍵詞：繼電保護 設(shè)計構(gòu)想 仿真程序 abstract： the power of the actual situation and the need to run the work, this article describ

2、es the need for simulation program relay and design ideas. simulation programs primary role is to protect the entire value of the checksum and network incident analysis, but also the protection of personnel training and so on. application of the simulator relay, will power and economic operation of

3、security and stability brought considerable economic benefits and social benefits.keywords: relay protection design concept simulation program前言隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復雜，繼電保護整定計算的工作量也越來越大，然而繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中擔負著保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要任務(wù)。由于電網(wǎng)的運行方式多種多樣，目前只能采用電網(wǎng)最大、最小、檢修等幾種運行方式來簡單概括所有運行方式的方法計算保護定值。而選擇合理的運行方式進行計算，對保

4、證繼電保護裝置的可靠運行以及充分發(fā)揮繼電保護裝置的性能具有十分重要的作用。由于一般的計算程序在運行方式的選取、整定原則的編制、配合關(guān)系的選擇、計算過程的控制等方面都有嚴格的限制，造成由程序自動計算出的整定值，不少情況下很不合理，如保護范圍過大或過小，失配多，動作時限長等，嚴重影響了保護性能。另外，對于局部新設(shè)備的投產(chǎn)，一般只能進行局部電網(wǎng)保護定值的整定計算。但目前的整定計算程序都不能很好地處理這些問題，有可能使整個電網(wǎng)保護定值的配合出現(xiàn)偏差，造成保護定值之間的不配合而使保護誤動，針對以上問題，研制了一套以圖形建模方法為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)繼電保護整定計算、管理及仿真系統(tǒng)?？梢岳脠D形化軟件進行數(shù)據(jù)、

5、過程管理，電網(wǎng)故障分析，定值整定及仿真等。在整定計算中，可以方便地建立各種運行方式的計算模型，進行自動計算。也可以通過控制計算進程，方便地融入整定工程師的寶貴經(jīng)驗，借助整定程序優(yōu)化電網(wǎng)各級繼電保護裝置的整定值，以實現(xiàn)不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及不同運行方式下的最佳整定方案，最大限度發(fā)揮繼電保護裝置的性能。通過靈活的電力系統(tǒng)故障仿真，實現(xiàn)對全網(wǎng)繼電保護定值的仿真校驗，擺脫目前繼電保護裝置動作行為只能在其動作后才能判斷是否正確的被動狀況，提高電網(wǎng)的安全運行水平和靈活性。它能迅速發(fā)現(xiàn)故障，進而有選擇地切除故障。如果繼電保護裝置在電力系統(tǒng)故障時發(fā)生拒動或誤動，將造成故障的蔓延，甚至引起大面積的停電事故。要使電力系統(tǒng)

6、達到安全，可靠，穩(wěn)定的運行，可靠的繼電保護顯得極為重要，而保護可靠性在很大程度上依賴于繼電保護裝置的可靠性和繼保人員的技能水平。通過建立一個與實際變電站運行狀況相同或相似的繼電保護仿真環(huán)境，可以為各種保護裝置提供試驗平臺，指導繼保人員充分理解裝置功能和特性，滿足人員培訓和考核的需要，從而有效提高員工技能水平，也能讓學生在實驗室讓理論和實踐相結(jié)合，為以后走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。1 線路電流保護概述1.1 研發(fā)背景電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，繼電保護技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保

7、護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實

8、基礎(chǔ)。自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kv晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500 kv線路上，結(jié)束了500kv線路保護完全依靠從國外進口的時代。在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作

9、用，天津大學與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kv和500kv線路上運行。我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機?變壓器組保護也相繼

10、于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設(shè)備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。計算機應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展及電網(wǎng)綜合自動化管理水平的提高，在繼電保護

11、計算機輔助整定軟件的使用過程中，用戶除了對軟件的準確性、可靠性、運行速度等提出要求外，越來越對軟件的直觀性、易用性提出更高的要求。這就要求我們軟件開發(fā)人員開發(fā)出功能強大的、人機界面更加友好的應(yīng)用軟件。而進行圖形程序設(shè)計就是這一過程中的重中之重。利用visual c+這一面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計軟件作為開發(fā)工具，我們可以方便地開發(fā)出滿足用戶需求的圖形處理功能強大的繼保機輔整定軟件。1.2 線路電流保護簡介線路電流保護是由三段保護構(gòu)成的：1)電流速斷保護：電流速斷保護按被保護設(shè)備的短路電流整定，當短路電流超過整定值時，側(cè)保護裝置動作，斷路器跳閘。2)限時電流速斷保護：電流速斷保護一般沒有時限，不能保護線

12、路全長（為避免失去選擇性），即存在保護的死區(qū)為克服此缺陷，常采用略帶時限的電流速斷保護以保護線路全長時限速斷的保護范圍不僅包括線路全長，而深入到相鄰線路的無時限保護的一部分，其動作時限比相鄰線路的無時限保護大一個級差。3)過電流保護：作為下級線路主保護拒動和斷路器拒動時的遠后備保護，同時作為本線路主保護拒動時的近后備保護，也作為過負荷時的保護，一般采用過電流保護。過電流保護通常是指其啟動電流按照躲開最大負荷電流來整定的保護，當電流的幅值超過最大負荷電流值時啟動。4)繼電保護裝置與安全自動裝置屬于二次系統(tǒng)，但是，它是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行起著極為重要的作用，因為短路是電力系統(tǒng)中常見的嚴重故障，根

13、據(jù)短路發(fā)生的情況，有三相短路、兩相短路、兩相接地短路等。當故障發(fā)生時能夠采用合理的措施限制短路故障的影響范圍，保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟地運行。1.3 線路電流保護裝置模擬整定試驗平臺的目標繼電保護是電氣工程及其自動化專業(yè)一門很重要的課程，該課程的理論內(nèi)容比較抽象，學生必須通過實驗手段加深理解，所以理論教學與實驗教學在課程設(shè)置上非常緊密。但是，由于條件所限，許多學校無法完全開設(shè)出課程要求的實驗，有些學校即使能開設(shè)出相應(yīng)的教學實驗，但設(shè)備都很陳舊、零散，在教學上難以規(guī)范操作，存在著誤差因素多、實驗結(jié)果難以分析、存在安全隱患等問題，因而實驗教學管理困難，導致學生對實驗不夠重視，敷衍了事，使得繼電

14、保護實驗多數(shù)流于形式，難以達到應(yīng)有的教學目的。為使繼電保護實驗與理論教學真正實現(xiàn)有機結(jié)合，本文提出了一種電力系統(tǒng)線路保護綜合實驗平臺的實現(xiàn)方案，一方面，能使學生在掌握繼電保護相關(guān)課程基本原理及實現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)其動手能力及解決問題的能力；另一方面，能適應(yīng)新的形勢要求，配合創(chuàng)新型、綜合性實驗的開設(shè)，加強對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。自20世紀80年代末至今，我國的仿真技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用較多的培訓仿真系統(tǒng)有電廠仿真、電網(wǎng)運行工況仿真和變電所仿真。一般說來，凡是需要有一個或一組熟練人員進行操作、控制、管理與決策的實際系統(tǒng)，都需要對這些人員進行培訓、教育與培養(yǎng)。早期的培訓大都是經(jīng)過理

15、論講解和現(xiàn)場實習，通過實際操作經(jīng)驗的積累來完成的，這種培訓方式因是在實際運行的系統(tǒng)上進行操作，不僅培訓成本高、培訓時間長，而且有些故障只能在實際發(fā)生時才能得到實際操作的機會，致使一部分知識只有感性認識，得不到實際操作的鍛煉。隨著系統(tǒng)規(guī)模的加大、復雜程度的提高，特別是造價日益昂貴，訓練時因操作不當引起的破壞而帶來的損失大大增加，因此，提高系統(tǒng)運行安全性、可靠性事關(guān)重大。為解決這些問題，出現(xiàn)了培訓仿真系統(tǒng)，模擬實際系統(tǒng)的工作狀況和運行環(huán)境，以避免運用實際系統(tǒng)時可能帶來的危險性及高昂的代價。2 相關(guān)開發(fā)技術(shù)介紹2.1 系統(tǒng)開發(fā)軟件的選擇隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展及電網(wǎng)綜合自動化管理水平的提高，在繼

16、電保護計算機輔助整定軟件的使用過程中，用戶除了對軟件的準確性、可靠性、運行速度等提出要求外，越來越對軟件的直觀性、易用性提出更高的要求。這就要求軟件開發(fā)人員開發(fā)出功能強大的、人機界面更加友好的應(yīng)用軟件。而進行圖形程序設(shè)計就是這一過程中的重中之重一般開發(fā)人員喜歡用vb6.0來開發(fā)系統(tǒng)因為其可視化是最好的，但本課題的開發(fā)選擇的是vc+6.0的開發(fā)環(huán)境，vc+是完全面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ?，而vb是不夠完全的面向?qū)ο缶幊坦ぞ?，vc+是完全編譯語言，vb是本地編譯語言，不夠完全，vc+效率高，封裝性好，繼承性高，vb效率相對低了很多。2.2 visual c+簡介visual c+是一個功能強大的可視化軟件

17、開發(fā)工具。自1993年microsoft公司推出visual c+1.0后，隨著其新版本的不斷問世，visual c+已成為專業(yè)程序員進行軟件開發(fā)的首選工具。 雖然微軟公司推出了visual c+.net(visual c+7.0)，但它的應(yīng)用的很大的局限性，只適用于windows 2000,windows xp和windows nt4.0。所以實際中，更多的是以visual c+6.0為平臺。 visual c+6.0不僅是一個c+編譯器，而且是一個基于windows操作系統(tǒng)的可視化集成開發(fā)環(huán)境（integrated development environment,ide）。visual c

18、+6.0由許多組件組成，包括編輯器、調(diào)試器以及程序向?qū)ppwizard、類向?qū)lass wizard等開發(fā)工具。 這些組件通過一個名為developer studio的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境。3 平臺需求分析3.1 功能分析隨著微機保護、綜合自動化系統(tǒng)等新技術(shù)的發(fā)展、新設(shè)備的不斷升級應(yīng)用，繼保人員面對的不同廠家、不同類型、不同軟硬件版本的二次設(shè)備越來越多。電力系統(tǒng)的特殊性使得繼保人員不能在實際運行的變電站中進行各種試驗，以致繼保專業(yè)人員不能快速、充分了解裝置的功能和特性，僅僅依靠校驗規(guī)程無法掌握調(diào)試校驗要點，造成實際校驗時項目不完整、數(shù)據(jù)判斷不合理、事故分析時數(shù)據(jù)量缺乏等不正常現(xiàn)象。為解

19、決這些問題該試驗平臺要完成某電網(wǎng)的線路參數(shù)設(shè)置，電流保護配置,整定計算，故障設(shè)置，保護動作，斷路器分合等一系列試驗。下面分別對這些功能進行分析3.1.1電網(wǎng)的線路參數(shù)設(shè)置線路參數(shù)：母線電壓，單位長度線路阻抗參數(shù)，發(fā)電機次暫態(tài)電抗，發(fā)電機次暫態(tài)電動勢。3.1.2電流保護配置（1）電流保護分為主保護，后備保護和輔助保護。主保護：反映整個保護元件上的故障能以最短的延時有選擇地切除故障的保護稱為主保護后備保護：住保護拒動時，用來切除故障的保護，稱為后備保護。輔助保護：為補充住保護或后備保護的不足而增設(shè)的簡單保護。（2）小電流接地系統(tǒng)（35kv以下）輸電線路一般采用三段式電流保護反應(yīng)相間短路故障：由于小

20、電流接地系統(tǒng)沒有接地點，故單相接地短路僅視為異常運行狀態(tài)，一般利用母線上的絕緣監(jiān)察裝置發(fā)信號，由運行人員“分區(qū)”停電尋找接地設(shè)備。對于變電站來講，母線上出線回路數(shù)較多，也涉及供電的連續(xù)性問題，故一般采用零序電流或零序方向保護反應(yīng)接地故障。對于短線路行方式變化較大時，可不考慮i段保護，僅用ii段+iii段保護分別作為主保護和后備保護使用。（3）110kv輸電線路一般采用三段式相間距離保護作為相間短路故障的保護方式，因為本設(shè)計是以小電流接地系統(tǒng)為主采用三段式電流保護，故對距離保護不做多的解釋。3.1.3線路電流保護的整定計算電流速斷保護（第段）：對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時動作電流保護

21、，稱為電流速斷保護。(1)、短路電流的計算：圖3.1電流速斷保護i段圖中、1最大運行方式下d(3) 2最小運行方式下d(2) 3保護1第一段動作電流 可見，id的大小與運行方式、故障類型及故障點位置有關(guān)最大運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最大的方式。（zs.min）最小運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最小的方式。（zs.max）(2)整定值計算及靈敏性校驗為了保護的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定 ( ) 保護裝置的動作電流：能使該保護裝置起動的最小電流值，用電力系統(tǒng)一次測參數(shù)表示。（idz）在圖中為直線3，與曲線1、

22、2分別交于a、b點可見，有選擇性的電流速斷保護不可能保護線路的全長靈敏性：用保護范圍的大小來衡量 lmax 、lmin,一般用lmin() 來校驗要求：（1520） 希望值50方法： 圖解法 解析法： 可得 式中 zl=z1l被保護線路全長的阻抗值動作時間t=0s(3)總結(jié)1)僅靠動作電流值來保證其選擇性2)能無延時地保護本線路的一部分（不是一個完整的電流保護）。限時電流速斷保護（第段）(1)要求1)任何情況下能保護線路全長，并具有足夠的靈敏性2)在滿足要求1)的前提下，力求動作時限最小。因動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護。(2)整定值的計算和靈敏性校驗為保證選擇性及最小動作時

23、限，首先考慮其保護范圍不超出下一條線路第段的保護范圍。即整定值與相鄰線路第段配合。動作電流： 動作時間： t取0.5，稱時間階梯靈敏性： 要求：1.31.5若靈敏性不滿足要求，與相鄰線路第段配合。此時：動作電流：動作時間：1)構(gòu)成：與第段相同：僅中間繼電器變?yōu)闀r間繼電器。2)小結(jié)： 限時電流速斷保護的保護范圍大于本線路全長 依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性 與第段共同構(gòu)成被保護線路的主保護，兼作第段的金后備保護。定時限過電流保護（第段）(1)作用：作為本線路主保護的近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。其起動電流按躲最大負荷電流來整定的保護稱為過電流保護，此保護不僅能保護

24、本線路全長，且能保護相鄰線路的全長。(2)整定值的計算和靈敏性校驗：1)動作電流：躲最大負荷電流 （1）在外部故障切除后，電動機自起動時，應(yīng)可靠返回。圖3.2定時限過電流保護iii段電動機自起動電流要大于它正常工作電流，因此引入自起動系數(shù)kzq （2）式中， 顯然，應(yīng)按（2）式計算動作電流，且由（2）式可見，kh越大，idz越小，klm越大。因此，為了提高靈敏系數(shù)，要求有較高的返回系數(shù)。（過電流繼電器的返回系數(shù)為0.850.9）2）動作時間在網(wǎng)絡(luò)中某處發(fā)生短路故障時，從故障點至電源之間所有線路上的電流保護第段的測量元件均可能動作。例如：下圖中d1短路時，保護14都可能起動。為了保證選擇性，須加

25、延時元件且其動作時間必須相互配合。圖3.3階梯時間特性即 、 、 階梯時間特性注：當相鄰有多個元件，應(yīng)選擇與相鄰時限最長的配合3）靈敏性近后備： id1.min本線路末端短路時的短路電流遠后備： id2min 相鄰線路末端短路時的短路電流構(gòu)成：與第段相同小結(jié)： 第段的idz比第、段的idz小得多，其靈敏度比第、段更高； 在后備保護之間，只有靈敏系數(shù)和動作時限都互相配合時，才能保證選擇性； 保護范圍是本線路和相鄰下一線路全長； 電網(wǎng)末端第段的動作時間可以是保護中所有元件的固有動作時間之和（可瞬時動作），故可不設(shè)電流速斷保護；末級線路保護亦可簡化（或），越接近電源，t越長，應(yīng)設(shè)三段式保護。4 平臺

26、總體設(shè)計4.1 系統(tǒng)設(shè)計目標線路電流保護的理論內(nèi)容比較抽象，我們必須通過實驗手段加深理解，所以理論教學與實驗教學在課程設(shè)置上非常緊密。本課題為“線路電流保護裝置模擬整定試驗平臺設(shè)計”，來源于理論研究。此設(shè)計是以純軟件的方式搭建線路電流保護裝置模擬整定試驗平臺。該試驗平臺可完成某電網(wǎng)的線路參數(shù)設(shè)置，電流保護配置，整定計算，故障設(shè)置，保護動作，斷路器分合等一系列試驗。使學生了解實際水電站及發(fā)電機繼電保護裝置，熟悉發(fā)電機故障及繼電保護裝置動作過程，熟悉繼電保護裝置定值設(shè)定和故障報文，掌握繼電保護的整定計算技術(shù)，在一定程度上具備適應(yīng)實際繼電保護工作的能力。4.1.1 系統(tǒng)的要求在界面設(shè)計上要求圖標簡潔

27、明了，色彩搭配合適，方便用戶的使用，并能滿足用戶的使用需求。4.1.2界面設(shè)計中的主要問題和解決辦法主要問題：1)vc的編程思想2)圖形界面的開發(fā)過程解決方法：1)通過實際操作和查閱相關(guān)資料2)在學校機房試驗在后臺設(shè)計中，編寫程序代碼要層次清晰，結(jié)構(gòu)分明。4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖對系統(tǒng)進行整體設(shè)計的初期我對整個系統(tǒng)首先列了一個流程圖按照流程圖的順序開始對整個系統(tǒng)的設(shè)計，流程圖如下：參數(shù)設(shè)置計算機進行整定計算與整定值進行比較保護動作滿足條件不滿足條件保護不動作圖3.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖4.2.2系統(tǒng)模塊圖圖3.3.2系統(tǒng)模塊圖4.2.3圖形建模模塊本系統(tǒng)是以visual c+

28、為主要開發(fā)工具，采用層次化體系結(jié)構(gòu)建模組合層提供了支持繼電保護多方法、多層次建模的模型框架，主要包括基本模型庫、模型管理工具和組態(tài)式建模環(huán)境等組件。圖形建模塊提供給用戶簡單實用的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)編輯，管理的工具和方便快捷的圖形操作手段，通過圖形系統(tǒng)用戶能夠快速地完成電廠一次系統(tǒng)拓撲接線圖的繪制和修改，并實現(xiàn)人機交互的大部分操作。具體的編輯工具包括對圖形的復制，剪切，粘貼，刪除，單個元件的移動及塊移動等。所繪制的接線圖可以記錄下包括起始坐標和終止坐標在內(nèi)的圖元和各種屬性并存放在數(shù)據(jù)庫里，自動形成網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同元件之間的拓撲關(guān)系。另外模塊提供多種顯示方式與顯示工具，使用戶可以從圖上非常直觀地查看各

29、種運行方式下元件的運行狀態(tài)，元件參數(shù)和計算結(jié)果等。圖形繪制完畢后，可以將其保存為圖形文件，下次使用時重新調(diào)出，還可以對接線圖及元件參數(shù)進行再次修改和補充。系統(tǒng)提供了圖形模塊與其他三個模交互的接口，可以很方便地調(diào)用圖形數(shù)據(jù)以供故障計算及定值整定模塊使用。4.2.4故障分析模塊故障分析模塊提供設(shè)置故障的人機對話接口，自動生成序網(wǎng)圖，進行故障分析，輸出故障分析結(jié)果。故障分析采用穩(wěn)態(tài)法。故障計算模塊提供了簡單故障計算功能，能計算出配電網(wǎng)各種形式短路時所產(chǎn)生的短路電流及其向本系統(tǒng)內(nèi)其他支路分配的短路電流，并將各支路的故障電流分量以表格的形式顯示出來，同時，當系統(tǒng)運行方式發(fā)生變化以及設(shè)備檢修或新添加設(shè)備造

30、成網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變更的時候，只需要在一次系統(tǒng)圖上斷開或合上相應(yīng)的開關(guān)以及輸入相應(yīng)改變的設(shè)備參數(shù)，重新計算以后，就可以自動獲得在心的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系下某點發(fā)生短路后短路電流在系統(tǒng)里的分布。該模塊計算出的短路電流數(shù)值可以提供給定值整定計算模塊，用于保護定值整定計算和靈敏度校驗。4.2.5保護整定模塊保護整定模塊是整套系統(tǒng)的核心部分，包括保護配置和整定計算兩部分功能。它實現(xiàn)了配電網(wǎng)常用設(shè)備的保護定值的整定計算和管理。在程序設(shè)計過程中嚴格遵循（3110kv電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程）的規(guī)定，并結(jié)合配電網(wǎng)的實際運行經(jīng)驗進行編制，兼顧通用和專用性。不同于以往同類軟件，本系統(tǒng)的整定計算是直接面向具體的繼

31、電保護裝置的，根據(jù)保護裝置的生產(chǎn)廠家，設(shè)備型號等信息分別建立相應(yīng)的保護設(shè)備信息庫。在建立信息庫時，與保護裝置相對應(yīng)的定值清單列表及整定規(guī)則原始信息已經(jīng)確定并寫入庫中，將來用戶對某個保護裝置整定值所作的修改，即是對該保護所對應(yīng)的信息庫中的相關(guān)信息進行修改。修改后的定值單及整定規(guī)則經(jīng)用戶確認后，將自動保存到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中并覆蓋掉原來的記錄。用戶只需要添加某類設(shè)備的某種保護并輸入相應(yīng)的計算參數(shù)，就可以計算出來。對于一般的常用保護，計算定值的時候整定規(guī)則可以直接從已經(jīng)定制好的整定計算數(shù)據(jù)庫中提取，同時由于繼電保護整定計算原則的復雜性和多樣性，我們構(gòu)建了自定義保護模式，用戶可以通過增加新的保護整定規(guī)則以

32、及對原來數(shù)據(jù)庫里存放的整定規(guī)則的修改，來實現(xiàn)保護整定計算的通用性和靈活性。4.2.6信息管理模塊信息管理模塊用于實現(xiàn)用戶對數(shù)據(jù)的管理功能，包括數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)備份和刪除等。可以調(diào)用系統(tǒng)提供的定值單模塊，在用戶參與下自動生成保護裝置的整定定值。4.2.7仿真應(yīng)用層仿真應(yīng)用層是基于應(yīng)用框架層的具體應(yīng)用，主要實現(xiàn)保護裝置內(nèi)部工作邏輯檢驗、故障回放分析、保護新原理驗證、定值優(yōu)化和保護系統(tǒng)效能評價等仿真應(yīng)用功能。4.2.8人機交互界面人機交互界面是連接用戶與軟件的橋梁，用戶通過人機界面調(diào)用上述各功能模塊實現(xiàn)軟件的操作。本系統(tǒng)的圖形界面包括標題欄，菜單欄，工具欄窗口，視圖窗口和狀態(tài)欄窗口。其中標題欄是工程或

33、文件的名稱，視圖為用戶提供可視的電氣接線圖畫面，菜單和工具為用戶提供操作途徑，狀態(tài)欄反應(yīng)了工程或文件當前的狀態(tài)。5 平臺詳細設(shè)計5.1 界面設(shè)計本設(shè)計分的界面設(shè)計分為，主界面、參數(shù)設(shè)置、故障設(shè)置、定值設(shè)置、動作報文。下面對這些對話框的構(gòu)成和應(yīng)用一一介紹。5.2 具體功能設(shè)計（1）本程序分析的是簡單電力系統(tǒng)的電流保護則應(yīng)先有較直觀的電力系統(tǒng)等效圖，而次程序要求人機界面交互，則應(yīng)用鼠標事件選取相應(yīng)區(qū)域，彈出對話筐對應(yīng)元件設(shè)置。如圖5.2.1用戶一進入本設(shè)計程序首先看到的就是主界面的接線圖圖5.2.1主界面主界面是通過對程序的編譯出來的主代碼如下：ccurrent_protectiondoc* pd

34、oc = getdocument();assert_valid(pdoc);pdc-selectstockobject(null_brush);cpen newpen,*poldpen;newpen.createpen(ps_solid,pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pcolor);poldpen=pdc-selectobject(&newpen);cbus bus1(cpoint(100,100),cpoint(100,150),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor);bus1.drawing(pdc);cbus bus2(cpoin

35、t(300,100),cpoint(300,150),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor);bus2.drawing(pdc);cbus bus3(cpoint(500,80),cpoint(500,170),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor);bus3.drawing(pdc);cgenerator generator1(cpoint(52,110),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor)generator1.drawing(pdc);pdc-mov

36、eto(80,124);pdc-lineto(100,124);cline line1(cpoint(150,124),cpoint(300,124),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor);line1.drawing(pdc);cbreaker breaker1(cpoint(100,124),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor);breaker1.drawing(pdc);cline line2(cpoint(350,124),cpoint(500,124),pdoc-m_pwidth,pdoc-

37、m_pstyle,pdoc-m_pcolor);line2.drawing(pdc);cbreaker breaker2(cpoint(300,124),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor);breaker2.drawing(pdc);cbreaker breaker3(cpoint(500,90),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_pcolor);breaker3.drawing(pdc);cbreaker breaker4(cpoint(500,160),pdoc-m_pwidth,pdoc-m_pstyl

38、e,pdoc-m_pcolor);breaker4.drawing(pdc);（2）接下來單擊左鍵發(fā)電機1就會彈出圖5.2.2的參數(shù)界面，此界面是給用戶設(shè)定最大和最小阻抗的如果不設(shè)定本界面的參數(shù)將無法繼續(xù)后面的整定，以至于整個系統(tǒng)不動作：圖5.2.2電機阻抗的設(shè)置表5.2.2 控件屬性值設(shè)置id類型對應(yīng)變量變量類型idd_dialog_generator對話框cgeneratordialogcdialogidc_generator_numeditm_generator_numcstringidc_generator_zmaxeditm_generator_zmaxdoubleidc_gener

39、ator_zmineditm_genertor_zmindouble本界面是由以下主代碼實現(xiàn)的：if(point.y110&point.y52&point.x122&point.y100&point.x122&point.y300&point.x500)clinedialog line_dialog;cstring name=2;line_dialog.m_line_num=name;line_dialog.m_line_z_length=line2.length;line_dialog.m_line_z_unit=line2.z_unit;if(line_dialog.domodal()=i

40、dok)line2.length=line_dialog.m_line_z_length;line2.z_unit=line_dialog.m_line_z_unit;line2.z=line2.length*line2.z_unit;（4）當所有的參數(shù)設(shè)置完畢后就點擊主界面左上方的整定就會出現(xiàn)以下圖5.2.4的對話框，通過設(shè)置，調(diào)用后臺函數(shù)整定，通過人機交互界面顯示出整定結(jié)果，如前面的對話框沒設(shè)定參數(shù)的話就會出現(xiàn)亂碼的現(xiàn)象：圖5.2.4電流保護的整定表5.2.4 控件屬性值設(shè)置id類型對應(yīng)變量變量類型idd_dialog_generator對話框cgeneratordialogcdialog

41、idc_protection_11editm_protection_11doubleidc_protection_12editm_protection_12doubleidc_protection_13editm_protection_13doubleidc_protection_21editm_protection_21doubleidc_time_11editm_time_11doubleidc_time_12editm_time_12doubleidc_time_13editm_time_13doubleidc_time_21editm_time_21double圖5.2.4的對話框由以

42、下主代碼實現(xiàn)：double ccurrent_protectionview:currentprotection_1(double x1, double zsmin)double iset;iset=krel_1*ue/(1.732*(x1+zsmin);return iset;double ccurrent_protectionview:currentprotection_2(double x1, double x2,double zsmin)double iset,itemp;itemp=currentprotection_1(x1,x2,zsmin);iset=krel_2*itemp;r

43、eturn iset;double ccurrent_protectionview:currentprotection_3(double ilmax)double iset;iset=krel*kss*ilmax/kre;return iset;void ccurrent_protectionview:onprotectionset() / todo: add your command handler code herecsetvaluedialog setvaluedialog;setvaluedialog.m_protection_11=currentprotection_1(line1.

44、z,generator1.z_min);setvaluedialog.m_time_11=0.0;setvaluedialog.m_protection_21=currentprotection_1(line1.z,line2.z,generator1.z_min);setvaluedialog.m_time_21=0.0;setvaluedialog.m_protection_12=currentprotection_2(line1.z,line2.z,generator1.z_min);setvaluedialog.m_time_12=0.0+space_t;setvaluedialog.

45、m_protection_13=currentprotection_3(ilmax);double t1,t2;t1=1.0+space_t*2;t2=1.5+space_t*2;setvaluedialog.m_time_13=(t1122&point.y150&point.x122&point.y350&point.xm_pwidth,pdoc-m_pstyle,pdoc-m_fcolor);m_mpoint=cpoint(point.x,124);dc.moveto(point.x,124);dc.lineto(point.x-5,134);dc.moveto(point.x-5,134

46、);dc.lineto(point.x,134);dc.moveto(point.x,134);dc.lineto(point.x-5,144);dc.moveto(point.x-5,144);dc.lineto(point.x-7,141);dc.moveto(point.x-5,144);dc.lineto(point.x-2,142);cshortkinddialog short_kind_dialog;short_kind_dialog.m_kind=1;if(short_kind_dialog.domodal()=idok)kind=short_kind_dialog.m_kind

47、;on_menu=2;（7）檢驗結(jié)果要求直觀，則通過對后臺函數(shù)判定在對話框顯示，短路點設(shè)置完畢以后繼續(xù)在左上方的保護整定處單擊故障仿真系統(tǒng)就會動作彈出4.2.7的對話框，顯示故障點在哪里有保護的動作段。到此處整個仿真實驗就也就結(jié)束了：圖5.2.7保護動作情況一覽表5.2.7控件屬性值設(shè)置id類型對應(yīng)變量變量類型idd_dialog_generator對話框cgeneratordialogcdialogidc_run_1editm_run_1cstringidc_run_2editm_run_2cstringidc_run_3editm_run_3cstring圖5.2.7的對話框可由以下主代碼實現(xiàn)：if(m_mpoint.x150&m_mpoint.x240&m_mpoint.x350&m_mpoint.x150&m_mpoint.x240&m_mpoint.x350&m_mpoint.x150&m_mpoint.x240&m_mpoint.x350&m_mpoint.x500)sim