RTDS在繼電保護(hù)試驗(yàn)上的應(yīng)用分析

黃 霖

（國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司泰州運(yùn)維站，225300）

RTDS在繼電保護(hù)試驗(yàn)上的應(yīng)用分析

黃 霖

（國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司泰州運(yùn)維站，225300）

RTDS是一種數(shù)據(jù)仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)在繼電保護(hù)試驗(yàn)中得到了較為廣泛地應(yīng)用。在對(duì)RTDS研究過程中，本文主要就其在繼電保護(hù)試驗(yàn)中的具體應(yīng)用作為出發(fā)點(diǎn)，分析了RTDS的功能和作用。

RTDS；繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)

0 前言

RTDS系統(tǒng)在電網(wǎng)快速發(fā)展形勢(shì)下，在繼電保護(hù)試驗(yàn)中得到了廣泛地應(yīng)用。RTDS系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中，通過電力仿真工具，能夠?qū)ο到y(tǒng)性能進(jìn)行較好的分析和把握，從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)目標(biāo)。RTDS在具體應(yīng)用過程中，融合了DSP技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和并行處理技術(shù)，能夠?qū)﹄娏Ψ抡娣治鲞^程中，存在的成本高問題以及擴(kuò)展性較差的問題進(jìn)行較好的解決，保證仿真分析能夠更好地獲取所需要的數(shù)據(jù)信息。

1 RTDS概述

RTDS在繼電保護(hù)試驗(yàn)中應(yīng)用，主要從電力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)元件模型庫角度出發(fā)，通過利用JAVA的RSCAD進(jìn)行建模，進(jìn)行計(jì)算仿真分析。在進(jìn)行具體運(yùn)算過程中，RTDS硬件利用了DSP處理元件，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行較好的處理。同時(shí)，RSCAD仿真模型在利用過程中，通過WIF卡輸?shù)絉ACK計(jì)算，并且在數(shù)據(jù)連接過程中，利用A/D接口和D/A驅(qū)動(dòng)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。RTDS仿真系統(tǒng)的頻率范圍在0-4000Hz，在具體應(yīng)用過程中，分為三個(gè)層次。第一層次為GUI界面，即圖形用戶界面，用戶通過對(duì)GUI利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)算例的仿真分析；第二層次為編譯器/操作系統(tǒng)；第三層次為電力系統(tǒng)元件模型。GUI界面、操作系統(tǒng)以及元件模型，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)仿真分析，從而保證試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行較好的獲取。

2 RTDS在繼電保護(hù)試驗(yàn)上的應(yīng)用分析

本文在對(duì)RTDS在繼電保護(hù)試驗(yàn)中的應(yīng)用分析，主要通過RTDS進(jìn)行模型構(gòu)建，并根據(jù)繼電保護(hù)試驗(yàn)的相關(guān)要求，對(duì)各元件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過RTDS提供的數(shù)學(xué)模型元件，保證繼電保護(hù)試驗(yàn)?zāi)軌蛉〉幂^好的效果。在對(duì)RTDS進(jìn)行應(yīng)用過程中，要注重對(duì)仿真試驗(yàn)操作界面進(jìn)行把握，這一過程中，利用RTDS實(shí)現(xiàn)其與繼電保護(hù)設(shè)備的有效連接。具體仿真試驗(yàn)操作過程中，系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕需要對(duì)故障模擬系統(tǒng)進(jìn)行控制，并對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行控制。當(dāng)邏輯控制元件發(fā)出信號(hào)后，經(jīng)歷“信號(hào)輸入——邏輯判斷——故障選擇”的工作方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的測(cè)試目標(biāo)?；赗TDS設(shè)置的主界面，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的子界面，包括了G signal、S signal、system、GT_pt等子界面，保證在進(jìn)行繼電保護(hù)試驗(yàn)過程中，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行較好的把握。同時(shí)，為了滿足繼電保護(hù)試驗(yàn)需要，需要對(duì)線路長度進(jìn)行有效選擇，包括了L1、L2、L3、L4四種。關(guān)于RTDS在繼電保護(hù)試驗(yàn)上的應(yīng)用情況，我們可以從下面分析中看出：

2.1 線路繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)

在進(jìn)行數(shù)字仿真試驗(yàn)過程中，要注重對(duì)試驗(yàn)接線原理進(jìn)行較好的把握。這一過程中，線路保護(hù)裝置在Linel線路上，仿真系統(tǒng)Linel線路端口的PT、CVT和母線PT輸出值可供繼電保護(hù)裝置進(jìn)行選擇。同時(shí)，在進(jìn)行線路保護(hù)裝置接入過程中，主要由電流CT輸出值提供。線路繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)過程中，故障點(diǎn)的選擇，可以根據(jù)線路具體情況進(jìn)行設(shè)置，以保證繼電保護(hù)功能在故障發(fā)生后，能夠?qū)ο到y(tǒng)予以保護(hù)。

2.2 母線繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)

在利用RTDS進(jìn)行母線繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)過程中，需要進(jìn)行二次側(cè)母線電壓接入，主要通過1PT、2PT兩個(gè)接口進(jìn)行，這一過程中，由CT1-CT5五個(gè)端口進(jìn)行電流接入。母線保護(hù)控制過程中，控制開關(guān)為BRK1-BRK5，需要對(duì)這五個(gè)控制開關(guān)同時(shí)進(jìn)行開啟。同時(shí)，在故障點(diǎn)選擇過程中，可以在F1-F6中進(jìn)行選擇。關(guān)于母線繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)具體情況，我們可以從圖1中看出：

圖1 母線繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)

2.3 變壓器繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)

在進(jìn)行變壓器繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)過程中，需要對(duì)其原理進(jìn)行把握，具體內(nèi)容如圖2所示：

圖2 變電器繼電保護(hù)裝置試驗(yàn)接線原理圖

應(yīng)用RTDS進(jìn)行變電器繼電保護(hù)裝置仿真試驗(yàn)過程中，需要對(duì)接線問題予以把握。從圖2中我們可以看出，二次側(cè)變壓器在電壓接入過程中，主要通過1PT、2PT、3PT三個(gè)接口完成，并且電流接入主要由CT1、CT2、CT3三個(gè)接口實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行開關(guān)操作過程中，需要對(duì)開關(guān)BRK5、BRK6和BRK10進(jìn)行操作。在進(jìn)行繼電保護(hù)試驗(yàn)時(shí)，故障點(diǎn)位置的選擇，可以在F1、F2上，也可以選擇在F3和F4上，從而對(duì)繼電保護(hù)功能進(jìn)行發(fā)揮。

在利用RTDS進(jìn)行繼電保護(hù)仿真試驗(yàn)過程中，需要注重對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行有效設(shè)置，從而發(fā)揮繼電保護(hù)功能。在故障點(diǎn)選擇過程中，要注重考慮到電力系統(tǒng)設(shè)置實(shí)際情況，對(duì)常見故障進(jìn)行把握，以保證繼電保護(hù)裝置的設(shè)置，能夠提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

3 結(jié)論

RTDS應(yīng)用于繼電保護(hù)試驗(yàn)中，對(duì)原有系統(tǒng)存在的缺陷進(jìn)行了有效彌補(bǔ)，可以保證數(shù)據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@得較好的效果。RTDS仿真試驗(yàn)系統(tǒng)隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在繼電保護(hù)試驗(yàn)中的應(yīng)用也越來越廣泛，在這一過程中，要注重對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行有效設(shè)置，保證仿真試驗(yàn)?zāi)軌蛱嵘^電保護(hù)系統(tǒng)功能，以滿足電力系統(tǒng)平穩(wěn)、可靠運(yùn)行實(shí)際需要。

[1]張旭航,徐瑞林,祝瑞金,陳濤,朱小軍,王永生. RTDS在繼電保護(hù)試驗(yàn)上的應(yīng)用研究[J]. 華東電力,2012,01:79-82. [2]劉濤,杜明,時(shí)燕新,劉東超. 基于RTDS的備自投裝置的數(shù)模試驗(yàn)研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,08:123-127. [3]劉濤,杜明,柳震,高曉輝. 簡易母差裝置的RTDS數(shù)模試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)[J]. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2011,03:150-155.

[4]Y.Chen,D.S.Ouellette,曹天植. RTDS在基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)閉環(huán)測(cè)試中的應(yīng)用[J]. 華北電力技術(shù),2015,10:31-39.

圖1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量電路示意圖

如上圖所示，通過定壓負(fù)載模擬蓄電瓶的作用，使a-b兩端的電壓保持在穩(wěn)定不變的水平。隨著光照強(qiáng)度在不同時(shí)間段的變化，也相應(yīng)變化的發(fā)電電流經(jīng)由發(fā)揮散熱作用的負(fù)載電路功率管的熱能散發(fā)，達(dá)到模擬蓄電瓶的效果。同時(shí)試驗(yàn)還為不同類型電池組分別準(zhǔn)備一套檢測(cè)儀器，各組檢測(cè)儀器的構(gòu)成及設(shè)計(jì)均相同。為了區(qū)分不同光強(qiáng)條件下的發(fā)電情況，定電圧根據(jù)不同光強(qiáng)進(jìn)行分段定壓，晴天設(shè)置為12.6V的電壓，陰雨天時(shí)的電壓則設(shè)置較低，為6.3V，以此中原則合理設(shè)置電壓，保證在不同光強(qiáng)下太陽能的輸出功率能夠在最大程度。

3 結(jié)果與討論

本次試驗(yàn)分別在15個(gè)晴天日與15個(gè)陰雨天日進(jìn)行試驗(yàn)，共計(jì)30個(gè)檢測(cè)日。本次試驗(yàn)結(jié)果顯示，在晴雨強(qiáng)光條件下，非晶硅電池比功率發(fā)電量為4.74W·h/（W·d），單晶硅電池比功率發(fā)電量為4.02W·h/（W·d）。陰雨天弱光條件下，非晶硅電池比功率發(fā)電量為1.20W·h/(W·d），單晶硅電池比功率發(fā)電量0.95W·h/（W·d）。

之所以產(chǎn)生此種結(jié)果，筆者認(rèn)為雖然非晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換率較低，但非晶硅電池的禁帶寬度要高于單晶硅，這樣一來單體非晶硅電池的開路電壓講高于單晶硅電池。因此在相同功率狀態(tài)下，非晶硅電池能夠產(chǎn)生更為理想的供電效果。此外在晴天陽光直射的情況下，電池溫度會(huì)相對(duì)較高，非晶硅電池的溫度系數(shù)和單晶硅相比，其負(fù)溫度系數(shù)要小得多，因此在抵消光衰減方面，非晶硅太陽能電池的效果更為理想。綜合上述因素，使非晶硅電池組在晴天條件下能夠取得更高的比功率發(fā)電量。在陰雨天條件下的試驗(yàn)結(jié)果同樣顯示為非晶硅電池的比功率發(fā)電量更高，造成此種結(jié)果的因素除單晶硅電池對(duì)于照射角度、遮蓋的要求標(biāo)準(zhǔn)較高以外，還可能因?yàn)槿豕鈼l件下，太陽散射光光譜在550-600nm范圍內(nèi)，此種光譜輻照更利于非晶硅電池?？傮w來看，無論是晴天強(qiáng)光還是陰雨天弱光的條件下，非晶硅電池的比功率發(fā)電量都高于單體晶硅電池。

參考文獻(xiàn)

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[2]周濤,陸曉東,張明,李媛,劉愛民,倫淑嫻. 晶硅太陽能電池發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)[J]. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2013,03:15-25.

Analysis on Application of RTDS in relay protection test

Huang Lin
（State Grid Jiangsu electric power company maintenance branch Taizhou operation and maintenance station，225300）

RTDS is a kind of data simulation system, which is widely used in relay protection test.In the process of RTDS research,this paper mainly focuses on the specific application of the relay protection test as a starting point,analyzes the function and role of RTDS.

RTDS;relay protection;power system