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【關(guān)鍵詞】繼電保護;整定計算;注意事項
我國作為當前世界上經(jīng)濟總量和經(jīng)濟規(guī)模最大的國家之一,每年工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活所需電量是一個龐大的數(shù)字,國家一直對于電網(wǎng)建設(shè)都十分重視,繼電保護作為廣泛應用于各級電力系統(tǒng)中的重要保護措施,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中的地位不容忽視。繼電保護在電力系統(tǒng)中一旦出現(xiàn)故障,輕則會造成大面積的停電現(xiàn)象,重則會引發(fā)嚴重安全事故,威脅生產(chǎn)安全和生活安全,所以加強對繼電保護整定計算不僅意味著安全性得到保障,同時也是確保國家電網(wǎng)穩(wěn)定、有序運行的關(guān)鍵措施。
一、繼電保護整定計算的理論發(fā)展和實踐應用
近百年來,繼電保護理論和實踐兩方面都得到了長足的發(fā)展,構(gòu)成保護裝置的元器件和材料也經(jīng)歷了革命性的變化,從最初的機電式、整流式、晶體管式、集成電路式到微機式等,不斷向信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,集測量、控制、保護等功能于一身,形成了一體化發(fā)展趨勢[1]。整定計算主要是針對電力系統(tǒng)運行具體情況和保護裝置需求對動作值、動作時間等參數(shù)進行計算,在獲得合理值時調(diào)整保護裝置以滿足運行需求。電力系統(tǒng)的運行并非一成不變,所以保護整定也要隨之發(fā)生變化,順應電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢,不斷研究出新的有效的計算方法,解決實際工作中可能會遇到的各類問題。整定計算需要切實了解電力系統(tǒng)的實時變化,不斷完善知識理論和實踐經(jīng)驗的過程中加強對技術(shù)工作的研究,以負責人的態(tài)度徹底解決計算問題。
我國的電力需求在很長時間內(nèi)都會保持著一種持續(xù)增長狀態(tài),因此,繼電保護的整定計算問題不僅意味著電力系統(tǒng)運行需要切實可依的保障,同時也意味著其計算的準確度和精確度與保護能力息息相關(guān)。繼電保護裝置需要在運行中及時反映系統(tǒng)的異常狀況,還要在發(fā)生系統(tǒng)故障時及時有效的切除故障系統(tǒng),所以,不同的電網(wǎng)整定計算的情況也會隨之變化,一旦其達到或者超出設(shè)定范圍的閾值時就意味著整定計算工作超限,需要重新計算并進行設(shè)定,以滿足新的運行需求。所以,整定計算方案的設(shè)計要綜合考慮靈敏性、快捷性、可靠性等,依據(jù)具體情況進行充分選擇,最后設(shè)計出最佳計算方案,這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)辨證綜合的高效運用。
二、繼電保護整定計算的若干注意事項
電力系統(tǒng)是繼電保護裝置的運行基礎(chǔ),繼電保護的目標就是在滿足運行需求的前提下,能夠在故障時切實有效、快速可靠的切除故障部分,確保非故障部分得以順利運行,并通知工作人員及時進行處理檢修,所以,繼電保護裝置的基礎(chǔ)性能就是快速、可靠、靈敏、選擇,整定計算的目標就是滿足這四個性能并最大程度的予以提升,因此,整定計算作為系統(tǒng)工程,要綜合考慮多方因素影響及其相互作用,統(tǒng)籌考慮并予以解決。
總體來說,整定計算的主要任務有三項,分別是確定保護配置方案、確定不同保護功能之間的配合關(guān)系及編制整定方案。保護配置方案的確定要適應電力系統(tǒng)發(fā)展需要,根據(jù)實際運行需求對各功能模塊有所取舍。機電保護裝置的性能需求決定了它內(nèi)部不同保護功能之間需要高精度的協(xié)調(diào)配合關(guān)系,主要元件和輔助元件的搭配、功能模塊之間的邏輯關(guān)系以及根據(jù)整定值實現(xiàn)配合關(guān)系都是重難點,力求各性能配合度達到最佳,滿足應用需求。編訂整定方案要能夠給予保護裝置正確的評價,確定最佳整定方案和整定值,對不合理和不符合要求的地方及時進行改進。假如遇到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜、整定計算不能滿足需求、保護裝置無法充分發(fā)揮效能的情況,就需要按照整定規(guī)程進行取舍,側(cè)重防止保護舉動并加以詳細說明[2]。
繼電保護整定計算主要有四個事項需要注意,分別是定值計算的資料管理、短路電流的計算、配合系數(shù)的選擇與微型機保護裝置的參數(shù)選擇。
定值計算所依據(jù)的數(shù)據(jù)必須準確無誤,這是一切工作得以準確進行的前提。它所涉及的資料多而復雜,比如變壓器、電容器、電抗器的名牌數(shù)據(jù)和使用說明,電壓與電流互感器的檢驗報告,保護裝置技術(shù)說明、理論技術(shù)參數(shù)與實測參數(shù)及現(xiàn)狀保護裝置清單等,這些資料是進行定值計算的基礎(chǔ),需要提前交給繼電保護機構(gòu)以便進行計算,不過實際工作中由于各類影響因素較多,所以無法按照理論進行操作,這就需要在可變通的情況下最大限度的保證資料的準確性與完整性,確保后續(xù)工作的順利進行。短路電流計算的精準與否決定了整定計算的準確度,短路電流的計算主要與系統(tǒng)運行方式、變壓器中性點接地方式等相關(guān),所以合理選擇運行方式與接地方式會事半功倍。運行方式的選擇與有關(guān)部門溝通為主,以滿足現(xiàn)行電氣設(shè)備為基準對方案進行驗證和完善,留有一定的發(fā)揮空間,不以單次運行做出限制。接地方式根據(jù)整定計算人員建議進行選擇,除了要能夠充分發(fā)揮零序作用外還要能夠改善接地,盡可能保持零序等值網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定[3]。配合系數(shù)選擇包括零序網(wǎng)絡(luò)的分支系數(shù)和正序網(wǎng)絡(luò)的助增系數(shù),二者的選擇和計算主要受電網(wǎng)類型、線路保護等因素影響,是計算量最大的環(huán)節(jié),也是整定計算工作的重中之重,需要謹慎細心,多方考量和驗證。微型機保護裝置是電力系統(tǒng)中應用頻率和范圍較廣的保護裝置,這種裝置的參數(shù)受廠家影響存在不同,整定計算人員需要在全面熟悉和了解其保護裝置原理的基礎(chǔ)上進行計算,這樣才能夠正確選擇和設(shè)置參數(shù),不過最好的情況還是由廠家技術(shù)人員來解決微型機參數(shù)的選擇和改動,風險較小[3]。
三、結(jié)語
總之,繼電保護是電力系統(tǒng)運行的重要組成部分,整定計算作為繼電保護的重要環(huán)節(jié),實際計算中有許多需要注意的事項。以上本文簡要介紹了繼電保護整定計算的理論發(fā)展和實踐應用,并對其所需要注意的事項進行了解析,希望能為整定計算工作提供幫助。
參考文獻:
[1]陳朝暉,周紅陽,石東源,等.大型互聯(lián)電網(wǎng)繼電保護整定計算數(shù)據(jù)一體化管理系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動化,2012(3):106-110.
【關(guān)鍵詞】 110 kV以上電壓 繼電保護整定 分析研究
近年來,隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展,電壓等級以及設(shè)備技術(shù)含量呈現(xiàn)出不斷升高的態(tài)勢,如何有效保證整個系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性,成為了亟待解決的問題。繼電保護系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行中具有保障作用,110kV及以上電壓變電站承擔著連接10kV及其以上配變的任務,數(shù)量眾多,應當充分重視110kV變電站的繼電保護整定,查找存在的薄弱環(huán)節(jié),進行針對性的改進,以此保證整個系統(tǒng)的有效運行。
1 110kV以上繼電保護配置
繼電保護的工作原理是最大化防止出現(xiàn)事故以及盡可能地壓縮事故影響范圍,使其對整個變電站系統(tǒng)的正常運行影響降到最低值,保證用戶用電,這一系統(tǒng)對于變電站的正常運行意義較大,其配置方案主要包括設(shè)備與人員兩個方面的配置。
(1)人員配置、在變電站運行工作崗位中,繼電保護工作崗位的綜合要求相對較高,要求從事這一崗位的工作人員在電力繼電保護方面的理論功底扎實,專業(yè)技能與實踐經(jīng)驗強,還要具有強烈的敬業(yè)精神,應當建立人員的長期培養(yǎng)規(guī)劃,采取引進和就地培養(yǎng)相結(jié)合的方式,培養(yǎng)綜合業(yè)務能力較強的較為穩(wěn)定的工作人員。
(2)設(shè)備配置。在110kV以上變電站的繼電保護設(shè)備配置中,分為常規(guī)保護以及系統(tǒng)保護兩種配置。在常規(guī)保護配置方面,主要有主變壓器保護和電容器保護、保護監(jiān)控設(shè)備等,而系統(tǒng)保護配置一般運用雙重機理進行配置,系統(tǒng)保護設(shè)備能夠獨立實施對全部設(shè)備的繼電保護,還能夠開展測控,具有雙重性。
2 以本地A變電站110kV繼電保護整定方案為例簡要分析
2.1 繼電保護整定方案
A變電站繼電保護配置主要為主保護、后備保護以及輔助保護和非電量保護。主保護為差動保護和主變壓器兩套,具體為110kV過電流保護和35kV出線保護以及6kV間隙零序電流電壓保護;后備保護主要為三段相間及接地距離保護和四段零序過電流保護;輔助保護主要為過負荷信號調(diào)壓保護以及電容器保護;非電量保護主要為瓦斯繼電器保護等。
2.2 方案特點簡要分析
對于A變電站而言,上述方案滿足正常運行要求能夠得到滿足,但其下設(shè)多條分線,均設(shè)置有配電系統(tǒng),負荷并不一致,導致這一繼電保護方案出現(xiàn)了薄弱環(huán)節(jié)。主要表現(xiàn)在3個方面:首先,電動機和變壓器過流保護直接時間極差偏小,難以較好地進行逐級配合,A變電站110kV出線下設(shè)有二級保護,其過電流保護時間0.6s,以時間級差0.3s為標準,母線分段和出線過電流保護時間為0.3s,因此A變電站繼電保護要增加時間,保證進出線時間級差處于正常值,從而實現(xiàn)主網(wǎng)和分線的穩(wěn)定運行。其次,電機啟動電流偏大以及時間偏長,在某臺主變壓器出現(xiàn)故障狀態(tài)下,其余主編出現(xiàn)負荷超載,110kV主變檢修會導致35kV母線容量超載,成為純負荷線路。另外,繼電保護設(shè)備性能偏低,雖然數(shù)量眾多,但是由于自身存在缺陷,容易出現(xiàn)變壓器故障以及線路短路等方面的問題,穩(wěn)定性不足。
3 110kV以上繼電保護存在的主要薄弱環(huán)節(jié)
通過對本地以及諸多地區(qū)110kV以上變電站繼電保護方案的分析,可以發(fā)現(xiàn)其存在的主要薄弱環(huán)節(jié)有3個方面:首先,元器件容易出現(xiàn)故障,主要原因和元器件自身質(zhì)量以及使用期限超標有關(guān),還與具體操作不夠規(guī)范因素有關(guān)。其次是繼電保護措施存在不足,部分變電站在繼電保護設(shè)備方面沒有達到規(guī)定的標準,甚至出現(xiàn)設(shè)備不足的現(xiàn)象,直接限制了繼電保護方案的科學性以及保護實效性。另外,繼電保護系統(tǒng)中還具有一些隱性故障,例如CT二次回路多點接地引發(fā)保護誤動,需要強化對設(shè)備的維護,及時排除相關(guān)故障隱患。
4 解決當前110kV以上繼電保護存在問題的思路
(1)進一步硬化繼電保護設(shè)備配置。要嚴格按照110kV以上變電站繼電保護設(shè)備配置要求落實到位,保證設(shè)備數(shù)量以及技術(shù)指標合乎規(guī)范,同時要注重開展維護。如變壓器燒毀經(jīng)常出現(xiàn),這樣的事故可能與其無法耐受強電流沖擊以及主變側(cè)保護欠缺、繼電保護設(shè)備不全等方面因素有關(guān),對此,在設(shè)備購置關(guān)口就要嚴格把關(guān)質(zhì)量,從選型、技術(shù)參數(shù)檢查等方面把關(guān),還應強化主變側(cè)的保護,為整個變電站的正常運行提供保障。
(2)進一步強化繼電保護人員要求。繼電保護技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展日新月異,不斷升級,要強化對專業(yè)崗位人員的培養(yǎng)與要求。要通過引進來與就地培養(yǎng)相結(jié)合的方式,將繼電保護崗位的工作人員基本固定下來,給予他們更多的輪崗培訓機會,幫助他們對繼電保護各種設(shè)備的原理與功能、特點與操作等方面做到熟悉和掌握,強化理論知識學習的同時,強化實踐操作培訓,保證繼電保護崗位工作人員能夠適應系統(tǒng)發(fā)展的需求。
(3)進一步優(yōu)化繼電保護管理性能。要將技術(shù)含量高的智能設(shè)備運用于繼電保護系統(tǒng)運行中,尤其是要強化數(shù)字化分散式變電站自動化系統(tǒng)的研發(fā)與運用,設(shè)計出測量、保護和控制、分析于一體,具備在線監(jiān)測、狀態(tài)檢修和遠方監(jiān)視等功能的技術(shù)與設(shè)備,從源頭上減少故障出現(xiàn)的概率、頻率,提高繼電保護系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行成效。如備用電源自動投入裝置和故障錄波器配置等,能夠?qū)收蠣顟B(tài)下變壓器的電流值進行全面的監(jiān)控,有助于對故障開展分析研究等。
綜上所述,在110kV及以上繼電保護中,要深入分析系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié),從技術(shù)、設(shè)備以及人員等方面予以強化,為電力系統(tǒng)的正常運行發(fā)揮更佳的保障作用。
參考文獻:
[1]袁桂華,張瑞芳,郭明潔.110kV變電站繼電保護整定方案優(yōu)化[J].中國造紙,2010(07).
本文結(jié)合繼電保護自動測試的需求,針對測試系統(tǒng)中的保護邏輯測試和繼電保護測試儀控制進行了標準化設(shè)計,提出了一種基于XML的通用的繼電保護自動測試接口,并以此為基礎(chǔ),在廣東昂立電氣自動化有限公司的三種不同的測試儀型號上進行了實現(xiàn)和驗證,證明了該接口的通用性和可行性,可以進一步推廣應用到其他廠家的測試儀,從而實現(xiàn)自動測試系統(tǒng)對多種繼電保護測試儀的兼容性。
關(guān)鍵詞
繼電保護;自動測試;測試儀驅(qū)動保護;邏輯測試
1引言
自動測試系統(tǒng)的測試項目以保護的邏輯測試為核心,邏輯測試需要驅(qū)動測試儀按照測試需求向保護輸出序列化的電壓電流,并根據(jù)保護的相關(guān)開出接點記錄保護的反應,從而完成保護的邏輯功能測試。由此可以看出,繼電保護自動測試標準接口的設(shè)計包括兩個方面的內(nèi)容:標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù),標準化的測試儀控制。目前的自動測試系統(tǒng)開發(fā)模式基本上還是以各測試儀生產(chǎn)廠家自行開發(fā)為主。各廠家開發(fā)自動測試時基本上都是采用自定義的測試參數(shù),并且只針對本廠家的測試儀提供控制接口,在系統(tǒng)設(shè)計時沒有從架構(gòu)上考慮對別的廠家測試儀器的兼容性,不僅限制了自動測試用戶對于測試儀的自主選擇權(quán),也給自動測試系統(tǒng)的使用和推廣帶來了諸多不便。本文通過對繼電保護裝置(如:距離保護、零序保護、差動保護等)邏輯測試功能的研究,抽象其功能測試,提出了一套標準化的繼電保護測試項目和數(shù)據(jù)接口,并以此為基礎(chǔ),通過對各測試儀生產(chǎn)廠家測試過程的分析比對,,設(shè)計出一套通用的繼電保護測試儀控制接口,從而實現(xiàn)了繼電保護測試儀的標準化控制。
2標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口
目前繼電保護裝置主要包括線路保護、變壓器保護、母線保護、發(fā)變組保護、發(fā)電機保護、斷路器保護等。綜合分析各類型保護的邏輯功能,基本上可以歸結(jié)為以下幾大類(1)采樣值測試(2)電流型保護功能,如過流、零序過流、負序過流,過負荷等;(3)電壓型保護功能,如過壓、欠壓、過激磁等;(4)阻抗型保護功能,如距離保護、阻抗保護、工頻變化量保護等;(5)差動型保護功能,如變壓器差動、母線差動、線路差動等;對于不同類型的保護,保護邏輯的工作原理決定了其對應的測試方法,包括測試需要提供的數(shù)據(jù)、測試后應記錄的結(jié)果數(shù)據(jù)。以“距離保護”為例,距離保護的工作原理為“三相系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,保護通過測量保護安裝處的三相電壓、電流,計算故障點到保護安裝處的正序阻抗,從而判斷短路點位置是否處于保護范圍之內(nèi),確定動作與否”。由此可知,距離保護定值校驗時需要提供短路點的位置信息,即短路點距離保護安裝處的短路阻抗(包括幅值和角度),同時測試過程需要測試儀模擬三相系統(tǒng)的短路故障,所以還必須提供相應的短路計算參數(shù),包括故障類型、故障方向、短路電流,等等。距離保護的動作邏輯結(jié)果為在規(guī)定的時間范圍內(nèi)跳開斷路器的ABC相接點,所以測試結(jié)果數(shù)據(jù)表現(xiàn)現(xiàn)為A、B、C相跳閘時間?;谝陨戏椒?,本文通過對以上各類常見的保護邏輯測試功能測試過程的研究,抽象其功能測試,設(shè)計了一套標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口。每一種測試功能數(shù)據(jù)接口包括三部分,分別為測試項目標識、測試數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù),采用XML標準格式表示。仍然以“距離保護”為例,其標準化的測試功能數(shù)據(jù)接口描述如下圖所示,左側(cè)為樹狀結(jié)構(gòu)描述,右側(cè)為XML描述,其中clsid部分為測試項目標識,params部分為測試數(shù)據(jù),result部分為結(jié)果數(shù)據(jù)。如圖1所示。
3標準化的繼電保護測試儀控制接口
自動測試系統(tǒng)要完成保護的邏輯測試,必須通過與測試儀器的數(shù)據(jù)交互,控制測試儀實現(xiàn)電壓電流輸出,記錄保護接點反饋信息,從而完成保護邏輯功能的測試。各繼電保護測試儀生產(chǎn)廠家的軟件互不相同,因此需要進行抽象分析,提取其中的共性,同時結(jié)合標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口,設(shè)計出一套測試儀控制的通用接口,從而實現(xiàn)繼電保護測試儀的控制標準化。
3.1測試儀控制接口設(shè)計通過對各廠家測試儀軟件對測試儀控制過程的分析,總結(jié)得出以下幾個共同的控制操作點:(1)測試儀連接:通過接口(網(wǎng)口)與PC機通訊;(2)測試參數(shù)下載;(3)測試執(zhí)行;(4)測試結(jié)果獲取;由此可以根據(jù)以上共同的操作定義一組通用的測試儀控制接口,包括測試儀連接、啟動測試、停止測試、開出量發(fā)送、開入量狀態(tài)讀取等等。其中“測試參數(shù)下載”和“測試結(jié)果獲取”兩個操作需要提供相關(guān)數(shù)據(jù),這一部分的數(shù)據(jù)已經(jīng)通過前面標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口描述來加以定義。測試儀的控制接口包括下行消息和上行事件兩部分,具體定義如下面所示:
3.1.1下行消息定義如表1所示。
3.1.2上行事件定義如表2所示。
3.2通用控制接口的實現(xiàn)方式自動測試的測試儀控制接口實現(xiàn)包括“客戶端”和“服務器端”兩部分。客戶端由自動測試系統(tǒng)通過“自動測試服務進程”的方式實現(xiàn),包括發(fā)送下行消息、接收測試儀的上行反饋信息,包括開入接點的變位、測試結(jié)果等事件。服務器端由具體的測試儀生產(chǎn)廠家提供實現(xiàn),用于完成測試儀控制接口的具體功能,包括下行消息的處理、上行事件的發(fā)送等等??蛻舳撕头掌鞫酥g采用TCP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)格式定義為XML格式,服務器端的端口固定為TCP4566。
3.2.1客戶端和服務器端之間的通訊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如表3所示。
3.2.2客戶端和服務器端之間的通訊數(shù)據(jù)編碼方式定義
4應用舉例
按照本文提出的標準化的測試功能數(shù)據(jù)接口以及標準化的測試儀接口控制設(shè)計,針對廣東昂立電氣自動化有限公司的三種不同的測試儀型號,包括A/AD系列傳統(tǒng)測試儀、F系列光數(shù)字化測試儀、B系列數(shù)模一體化測試儀,進行了實現(xiàn)和驗證,TCP實現(xiàn)過程如表4所示。
5結(jié)論
本文結(jié)合繼電保護自動測試的需求,通過對繼電保護裝置邏輯測試功能的抽象,提出了一套標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口,并以此為基礎(chǔ),設(shè)計出一種基于XML的通用的繼電保護自動測試接口,從而實現(xiàn)了繼電保護測試儀的標準化控制。通過在廣東昂立電氣自動化有限公司三種不同的測試儀型號的實現(xiàn)和驗證,證明了該接口的通用性和可行性,可以進一步推廣應用到其他廠家的測試儀,從而實現(xiàn)自動測試系統(tǒng)對多種繼電保護測試儀的兼容性。
參考文獻
[1]陳涇生,陳久林,鄭海雁,等.繼電保護檢驗標準化作業(yè)專家系統(tǒng)的研發(fā)和應用實踐[J].電力系統(tǒng)自動化,2009,33(16):108-111.
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關(guān)鍵詞: 繼電保護設(shè)備; 評價管理系統(tǒng); J2EE技術(shù)架構(gòu); jQuery; 工作流技術(shù); 模板引擎技術(shù)
中圖分類號:TP315 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8228(2012)04-24-05
Evaluation and management system of Zhejiang Grid relay protection equipments
Qian Lidan
(Department of Information & Technology, Zhejiang Professional Training College of Economic & Trade, Hangzhou, Zhejiang 310018, China)
Abstract: The purpose of evaluation and management system of Zhejiang Grid Relay Protection Equipments is to provide an objective evaluation and assessment, and establish standards of selection and management of relay protection equipments for Zhejiang Grid, through analyzing the running data of manufacturers’ relay protection equipments. To ensure the technology leading in a period of time, the system, which is based on Struts + Spring + Hibernate classic MVC architecture, uses the latest J2EE technologies. It employs AJAX technology to improve the front-desk exhibition effect. The system's physical structure and overall technical framework are introduced in this paper. Then its function modules and some key technologies (including Data synchronization, jQuery, workflow and template engine technology, JACOB and POI) are discussed. Building the system, on one hand, provides decision support for relay protection equipment maintenance, and a reference for selection and management of relay protection equipments, on the other hand, can effectively improve the information management level.
Key words: relay protection equipments; evaluation and management system; J2EE technical architecture; jQuery; workflow; template engine technology
0 引言
隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大以及微機保護技術(shù)的日趨成熟,繼電保護設(shè)備數(shù)量急劇增長,保護設(shè)備制造廠家呈現(xiàn)多元化的趨勢,不同廠家保護設(shè)備型號多,產(chǎn)品運行質(zhì)量也參差不齊,這給繼電保護入網(wǎng)管理、設(shè)備選型等工作帶來了很大的挑戰(zhàn),迫切需要開展各廠家保護設(shè)備運行質(zhì)量評價工作[1]。此外,繼電保護狀態(tài)評估時對家族性信息的依賴性非常大,因此也有必要對保護設(shè)備(線路保護、母線保護、變壓器保護、電抗器保護等)的運行信息進行綜合統(tǒng)計,形成相應的指標為繼電保護設(shè)備檢修的輔助決策提供依據(jù)。繼電保護設(shè)備評價管理系統(tǒng)針對各個廠家的設(shè)備運行數(shù)據(jù),進行客觀的評價考核,形成對各廠家各設(shè)備的評價體系,為繼電保護設(shè)備的管理和選型工作建立標準。
繼電保護設(shè)備評價管理系統(tǒng)必須達到下列目標:符合現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的趨勢,保證系統(tǒng)在一定時期內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)先性;模塊化結(jié)構(gòu),支持跨平臺互聯(lián);系統(tǒng)能夠適應不斷增加的功能要求,并能以最簡單的方式、最小的投資進行功能擴充;采用“面向數(shù)據(jù)的設(shè)計方法及面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法”將各種不同的原始數(shù)據(jù)和文檔加工成數(shù)字化信息,實現(xiàn)信息的統(tǒng)一管理;采用WWW技術(shù),實現(xiàn)各種維護、查詢界面的統(tǒng)一性;在確保應用系統(tǒng)本身穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上,科學地劃分業(yè)務人員的權(quán)限,根據(jù)權(quán)限確定其可以使用的功能,防止企業(yè)核心信息及機密信息的外泄,以確保系統(tǒng)的安全性和保密性;適應電力行業(yè)的需要,符合電力行業(yè)標準;系統(tǒng)遵循ISO9000的有關(guān)軟件開發(fā)的國際標準。
1 系統(tǒng)設(shè)計
1.1 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中,數(shù)據(jù)庫服務器為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫服務,采用Oracle 10g數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。采用Tomcat(或JBOSS)作為WEB應用容器。客戶端:系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu),客戶端直接用瀏覽器訪問服務器,采用IE 6以上版本作為客戶端,也可使用Opera、Firefox等瀏覽器。數(shù)據(jù)同步服務器用于為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)同步服務,用于與生產(chǎn)管理系統(tǒng)和項目檢修輔助決策系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互,可與應用程序服務器合并。
圖1 應用系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)圖
1.2 總體技術(shù)框架
J2EE[2]是一種利用Java 2平臺來簡化諸多與多級企業(yè)解決方案的開發(fā)、部署和管理相關(guān)的復雜問題的體系結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)采用最新的J2EE技術(shù),基于Struts + Spring + Hibernate經(jīng)典MVC架構(gòu),使用AJAX技術(shù)提高前臺展現(xiàn)效果,使用jQuery作為AJAX應用框架。利用以上多種主流開源技術(shù)能夠構(gòu)建成一個完整的、可擴展性強的整體技術(shù)框架。系統(tǒng)技術(shù)框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 總體技術(shù)框架圖
系統(tǒng)從職責上分為四層:WEB層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)持久層和實體層。其中使用Struts作為系統(tǒng)的整體基礎(chǔ)架構(gòu),負責MVC的分離;在Struts框架的模型部分,利用Hibernate框架對持久層提供支持,業(yè)務層用Spring支持。具體做法是:用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?,根?jù)需求提出一些模型,將這些模型實現(xiàn)為基本的Java對象,然后編寫基本的DAO接口,并給出Hibernate的DAO實現(xiàn),采用DAO類來實現(xiàn)Java類與數(shù)據(jù)庫之間的轉(zhuǎn)換和訪問,最后由Spring完成業(yè)務邏輯的處理。
系統(tǒng)的基本處理流程是[3]:在WEB表示層中,首先通過JSP頁面實現(xiàn)交互界面,負責傳送請求(Request)和接收響應(Response),然后Struts2根據(jù)Annotation(約定大于配置)將Struts2Filter接收到的Request委派給相應的Action處理。在業(yè)務層中,管理服務組件的Spring IOC容器負責向Action提供業(yè)務模型(Model)組件和該組件的協(xié)作對象數(shù)據(jù)處理(DAO)組件完成業(yè)務邏輯,并提供事務處理、緩沖池等容器組件以提升系統(tǒng)性能和保證數(shù)據(jù)的完整性。而在持久層中,則利用Hibernate的對象化映射和數(shù)據(jù)庫交互,處理DAO組件請求的數(shù)據(jù),并返回處理結(jié)果。
采用上述開發(fā)模型,不僅實現(xiàn)了視圖、控制器與模型的徹底分離,而且還實現(xiàn)了業(yè)務邏輯層與持久層的分離。這樣無論前端如何變化,模型層只需很少的改動,并且數(shù)據(jù)庫的變化也不會對前端有所影響,可以提高系統(tǒng)的可復用性。而且由于不同層之間耦合度小,有利于團隊成員并行工作,提高開發(fā)效率[4]。
浙江電網(wǎng)繼電保護設(shè)備評價管理系統(tǒng)利用大型數(shù)據(jù)庫Oracle提供高性能、可靠性高的海量數(shù)據(jù)存儲能力儲存浙江電網(wǎng)繼電保護運行質(zhì)量評價考核系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)。目前浙江電網(wǎng)繼電保護運行質(zhì)量評價考核系統(tǒng)支持Oracle 10g及以上數(shù)據(jù)庫。
1.3 功能模塊
系統(tǒng)共分為7個功能模塊:用戶登錄模塊、地區(qū)繼電保護專業(yè)考核、設(shè)備臺賬管理、設(shè)備缺陷分析、繼電保護運行質(zhì)量評價、用戶權(quán)限管理、系統(tǒng)公共模塊。應用系統(tǒng)功能模塊劃分如圖3所示。
圖3 應用系統(tǒng)功能模塊圖
⑴ 用戶登錄模塊
用戶登錄模塊提供了用戶登錄到系統(tǒng)、用戶安全退出系統(tǒng)的功能。用戶登錄后,系統(tǒng)根據(jù)不同的權(quán)限設(shè)置顯示不同的菜單結(jié)構(gòu)。用戶登錄之后顯示的默認首頁中,除系統(tǒng)頭部和菜單區(qū)域之外,有最新動態(tài)、當前正在進行的地區(qū)專業(yè)考核信息、當前正在進行的運行質(zhì)量考核信息、設(shè)備臺帳查詢?nèi)肟凇⑷毕莘治霾樵內(nèi)肟?、幾個關(guān)鍵的報表(設(shè)備概況、市場占有率、缺陷分類、制造廠家分類)。
⑵ 地區(qū)繼電保護專業(yè)考核
地區(qū)繼電保護專業(yè)考核以地區(qū)為考核對象,從各項設(shè)定的考核項目按照規(guī)定的檢查標準和評分標準,對考核地區(qū)按照相應流程進行考核評分。
其中的考核項目維護模塊提供了對考核項目增刪查改的功能??己藞蟾婺0寰S護模塊提供對考核報告模板的增刪查改操作,主要是通過填寫報告名稱、上傳模板文件,刪除模板,修改模板關(guān)聯(lián)的文件來實現(xiàn)的。在模板內(nèi)容中,需要動態(tài)統(tǒng)計考核結(jié)果才能得出的數(shù)據(jù)可以以占位符的形式存在報告模板中,在考核結(jié)束導出word格式評價報告時系統(tǒng)會將占位符替換為相關(guān)數(shù)值或文字??己四K提供整個實際考核流程的相關(guān)功能,具體包含:新建考核、當前考核維護與查詢、 考核、考核流程、考核結(jié)束、考核結(jié)果查看。
考核評分統(tǒng)計報表模塊提供對考核結(jié)果的統(tǒng)計功能。歷史記錄查詢模塊提供對歷史考核和歷史評價報告的查詢功能。
⑶ 設(shè)備臺賬管理
可以統(tǒng)計各廠家保護設(shè)備的數(shù)量、型號,可以計算某型號保護裝置的故障率、平均無障礙時間、使用壽命等指標。
其中。原始數(shù)據(jù)導入模塊可通過導入excel文件或數(shù)據(jù)庫接口同步。繼電保護設(shè)備查詢模塊:設(shè)置字段的查詢條件,對導入的數(shù)據(jù)列表進行篩選,顯示符合查詢條件的數(shù)據(jù)。查詢條件設(shè)置,采用了輸入框和下拉列表選擇結(jié)合的方式。繼電保護設(shè)備分析模塊:根據(jù)excel導入的數(shù)據(jù),按用戶選擇的報表類型,設(shè)置相應的算法,生成報表。自定義報表模塊,可根據(jù)用戶自定義的報表模板生成統(tǒng)計報表。
⑷ 設(shè)備缺陷分析
為了使運行考核系統(tǒng)從現(xiàn)行的故障運行系統(tǒng)中獲取繼保設(shè)備的故障記錄,設(shè)備缺陷分析模塊包含三個子模塊:缺陷數(shù)據(jù)導入模塊、缺陷數(shù)據(jù)查詢模塊、缺陷報告管理模塊。缺陷數(shù)據(jù)導入模塊提供兩種數(shù)據(jù)導入方式:使用excel導入缺陷數(shù)據(jù)時,需要excel格式正確無誤;使用Database文件導入時,要求文件后綴名為.sql。導入后缺陷數(shù)據(jù)將寫入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。缺陷數(shù)據(jù)查詢模塊提供對缺陷數(shù)據(jù)各字段的檢索功能。缺陷報告管理模塊提供用戶自定義報表、報表模板維護、生成報表功能。自定義報表目前支持2維報表,用戶可以選擇報表的橫列、縱列、表名、單元格運算公式等。生成報表功能根據(jù)用戶選擇的報表模板生成統(tǒng)計報表。
⑸ 繼電保護運行質(zhì)量評價
繼電保護運行質(zhì)量評價模塊以制造廠家為評價對象,不再區(qū)分保護類別。它從質(zhì)量控制體系、工程服務、運行質(zhì)量、售后服務等四個方面考核廠家的運行質(zhì)量和服務質(zhì)量。除故障率需要統(tǒng)一計算外,其他項目系統(tǒng)按照地區(qū)局上報的廠家運行質(zhì)量服務投訴記錄進行倒扣分。
其中的評價項目維護模塊提供了對評價項目增刪查改的功能。評價報告模板維護模塊提供對評價報告模板的增刪查改操作。該模塊通過上傳模板文件使報告模板與特定模板文件關(guān)聯(lián)。評價模塊提供整個運行質(zhì)量評價流程的相關(guān)功能,評價流程為:根據(jù)缺陷分析模塊的數(shù)據(jù),計算出相關(guān)廠商的設(shè)備故障率,并根據(jù)算法計算設(shè)備故障率欄目下的得分;導入廠家運行質(zhì)量服務投訴記錄,系統(tǒng)解析該記錄,并對評價中的各項目計算最終得分。
質(zhì)量投訴記錄模塊提供了對日常服務記錄的增刪查改功能。評分統(tǒng)計報表模塊提供對評價結(jié)果的統(tǒng)計功能。歷史記錄查詢模塊提供對歷史評價和歷史評價報告的查詢功能。
⑹ 用戶權(quán)限管理
為系統(tǒng)管理員提供用戶的增加、刪除功能,并為普通用戶提供修改密碼的功能。系統(tǒng)管理員可在此設(shè)置用戶的角色,并可定義用戶權(quán)限。
普通用戶不能自行修改用戶名、角色、權(quán)限等系統(tǒng)設(shè)置,其它信息用戶可在個人設(shè)定里進行更改。
角色管理為系統(tǒng)提供各種角色的管理。為方便管理員進行管理,系統(tǒng)默認設(shè)置了系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)管理員、檢查員、項目負責人、地區(qū)用戶、普通用戶六個類型的角色。默認情況下,系統(tǒng)管理員可進行任意操作,數(shù)據(jù)管理員可進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護及臺帳數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)的維護。
系統(tǒng)管理員可在此進行權(quán)限的管理,包括進行角色權(quán)限定義和用戶權(quán)限的設(shè)置。
⑺ 系統(tǒng)公共模塊
主要提供了修改用戶登錄密碼的功能。該模塊還提供數(shù)據(jù)字典管理功能。數(shù)據(jù)字典管理是在新系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖的基礎(chǔ)上,進一步定義和描述所有數(shù)據(jù)的工具,包括對一切動態(tài)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)流)和靜態(tài)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)存儲)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系的說明,是數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)管理的重要工具,是系統(tǒng)設(shè)計階段進行數(shù)據(jù)庫(文件)設(shè)計的參考依據(jù)。該模塊主要是是對整個系統(tǒng)的一些數(shù)據(jù)經(jīng)行增刪改查操作。除此,該模塊提供遠程數(shù)據(jù)庫設(shè)置功能,
2 系統(tǒng)使用的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 數(shù)據(jù)同步
根據(jù)實際情況,可采用幾種同步方式:
⑴ 數(shù)據(jù)庫直接同步:利用Oracle數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)同步功能,可以直接讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中的臺帳和運行數(shù)據(jù)同步。這種方式實時性最好,但對硬件要求較高,同時有可能會給生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫帶來額外的負擔。
⑵ 通過數(shù)據(jù)接口獲取數(shù)據(jù):在生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口的前提下,用戶可配置定時讀取的時間和內(nèi)容,然后在系統(tǒng)中調(diào)用數(shù)據(jù)接口進行讀取。由于系統(tǒng)采用的技術(shù)框架中利用了IOC技術(shù),在后期只要對提供的數(shù)據(jù)接口進行簡單的再次封裝和配置,系統(tǒng)就能完成該功能。實時性基本可以滿足系統(tǒng)需求。
⑶ 導入導出Excel文件數(shù)據(jù):系統(tǒng)利用Apache的POI組件,可提取Excel文件中的數(shù)據(jù),并放入數(shù)據(jù)持久層,然后由數(shù)據(jù)持久層寫入到數(shù)據(jù)庫中。采用這種方式實時性最差,操作人員的工作量也較大。
2.2 jQuery
jQuery[5]是繼prototype之后又一個優(yōu)秀的Java script框架。其宗旨是寫更少的代碼,做更多的事情。jQuery是輕量級的js庫,它兼容CSS3,還兼容各種瀏覽器,如IE,F(xiàn)F,Safari,Opera9等。jQuery使用戶能更方便地處理HTML documents、events,實現(xiàn)動畫效果,并且方便地為網(wǎng)站提供AJAX交互[6]。jQuery提供了許多成熟的插件,能夠使用戶的html頁保持代碼和html內(nèi)容分離,也就是說,不用再在html里面插入一堆js來調(diào)用命令了,只需定義id即可。系統(tǒng)使用jQuery作為AJAX應用框架,有效地簡化了系統(tǒng)開發(fā)工作。我們對評價模塊中的新增考核項頁面的有效性驗證就用了jQuery,給出代碼如下:
$(document).ready(function(){
//聚焦第一個輸入框
$("#name").focus();
//為inputForm注冊validate函數(shù)
$("#inputform").validate({
rules: { name:{required:true, maxlength:250},
scoreStandard:{required:true, maxlength:250},
scoreMethod:{required:true, maxlength:250},
basePoint:{ required:true, number:true, min:0 },
weight:{ required:true, number:true },
displayTypeId:{ required:true } },
messages: { }
});
});
2.3 工作流技術(shù)與模板引擎技術(shù)
⑴ 工作流技術(shù)
jBPM[7],全稱是Java Business Process Management(業(yè)務流程管理),它是覆蓋了業(yè)務流程管理、工作流、服務協(xié)作等領(lǐng)域的一個開源的、靈活的、易擴展的可執(zhí)行流程語言框架。jBPM最大的特色就是它的業(yè)務邏輯定義沒有采用目前的一些規(guī)范,如WfMC´s XPDL, BPML, ebXML, BPEL4WS等,而是采用了它自己定義的JBoss jBPM Process definition language (jPdl)。jPdl認為一個業(yè)務流程可以被看作是一個UML狀態(tài)圖,可通過圖型化的流程定義,直觀地描述業(yè)務流程。jBPM的另一個特色是它使用Hibernate來管理它的數(shù)據(jù)庫。Hibernate是目前Java領(lǐng)域最好的一種數(shù)據(jù)存儲層解決方案,只要是Hibernate 支持的數(shù)據(jù)庫, jBPM 也就支持。通過Hibernate,jBPM將數(shù)據(jù)的管理職能分離出去,自己專注于業(yè)務邏輯的處理。
系統(tǒng)采用了jBPM工作流技術(shù),搭建以現(xiàn)場服務記錄為基準、以工作流引擎為線索、以預設(shè)考核指標為標準的多級電網(wǎng)繼電設(shè)備考核評審工作流程,確保從現(xiàn)場環(huán)境到管理部門的分工合作,使考核評價工作全流程達到客觀、高效的目標。
⑵ 模板引擎技術(shù)
Velocity[8]是一個基于Java的模板引擎(template engine)。它允許任何人只要簡單地使用模板語言(template language)來引用由Java代碼定義的對象。當Velocity應用于Web開發(fā)時,界面設(shè)計人員可以和Java程序開發(fā)人員同步開發(fā)一個遵循MVC架構(gòu)的web站點,也就是說,頁面設(shè)計人員可以只關(guān)注頁面的顯示效果,而由Java程序開發(fā)人員關(guān)注業(yè)務邏輯編碼。Velocity將Java代碼從Web頁面中分離出來,為Web站點的長期維護提供了便利,同時也為我們在JSP和PHP之外又提供了一種可選的方案。
Velocity的能力遠不限于Web站點開發(fā)這個領(lǐng)域,例如,它可以從模板(template)產(chǎn)生SQL和PostScript、XML,它也可以被當作一個獨立工具來產(chǎn)生源代碼和報告,或者作為其他系統(tǒng)的集成組件使用。Velocity也可以為Turbine Web開發(fā)架構(gòu)提供模板服務(template service)。
我們采用Velocity模板引擎技術(shù),構(gòu)建了基于模板引擎技術(shù)的考核指標算法定義系統(tǒng),利用模板語言進行公式、參數(shù)、算法的定義和計算,實現(xiàn)了考核指標的靈活智能化定義,保證了考核評價工作的規(guī)范化和客觀化。
2.4 JACOB和POI
為了提供自動生成考核評價報告的功能,系統(tǒng)采用了JACOB(Java-COM-Bridge)組件操作Word模板文檔,用統(tǒng)計運算后的考核數(shù)據(jù)替換模板中的占位符,從而實現(xiàn)了評價報告的自動生成。在地區(qū)繼電保護專業(yè)考核等模塊中,系統(tǒng)利用Apache的POI組件,提取Excel文件中的數(shù)據(jù),并放入數(shù)據(jù)持久層,然后由數(shù)據(jù)持久層寫入到數(shù)據(jù)庫中,在對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析后,最終生成相應的Excel報表。
⑴ JACOB組件
JACOB[9]是 JAVA-COM Bridge的縮寫,是一個開始于 1999年的開源項目。JACOB提供自動化訪問com的功能,通過JNI訪問Windows平臺下的com組件或者Win32系統(tǒng)庫。JACOB具有可擴展的特性,利用它可以輕松實現(xiàn)在Java中操作word文檔,目前最新的版本是JACOB-1.省略/下載。系統(tǒng)的地區(qū)繼電保護專業(yè)考核模塊和繼電保護運行質(zhì)量評價模塊都使用了JACOB組件,用于導出地區(qū)專業(yè)考核報表以及生成最終評價報告。
⑵ POI組件
Apache的POI組件是Java操作Microsoft Office辦公套件的強大API,對Word,Excel和PowerPoint都有支持。由于Office 2007的文件結(jié)構(gòu)完全不同于2003,所以對于兩個版本的Office組件,POI有不同的處理API,需要分開使用。POI組件可以方便地操作Excel中的所有元素。以O(shè)ffice 2003為例,生成Excel文件的一般步驟是:首先利用HSSFWorkbook和HSSFSheet生成工作表,接著利用HSSFCellStyle設(shè)置單元格樣式、利用HSSFRow生成表格頭、利用HSSFCell設(shè)置表頭內(nèi)容(包括創(chuàng)建單元格、設(shè)置列寬、填寫表格實際內(nèi)容)、最后設(shè)置具體的考核項目內(nèi)容。Office 2007的處理流程與2003是類似的,區(qū)別就是使用的對象不同,2003中對象是HSSF*格式的,而2007是XSSF*格式的[10]。
3 系統(tǒng)特點及實現(xiàn)
繼電保護設(shè)備評價管理系統(tǒng)采用了多種主流開源技術(shù),系統(tǒng)具有很強的可擴展性,系統(tǒng)針對各廠家繼電保護設(shè)備運行數(shù)據(jù)進行客觀評價與考核,為繼電保護設(shè)備的管理和選型工作建立標準。系統(tǒng)的運行界面如圖4所示,系統(tǒng)具備如下特點:
⑴ 搭建以現(xiàn)場服務記錄為基準、以工作流引擎為線索、以預設(shè)考核指標為標準的多級電網(wǎng)繼電設(shè)備考核評審工作流程,確保從現(xiàn)場環(huán)境到管理部門的分工合作,使考核評價工作全流程達到客觀、高效的目標。
⑵ 構(gòu)建基于模板引擎技術(shù)的考核指標算法定義系統(tǒng),利用模板語言進行公式、參數(shù)、算法的定義和計算,實現(xiàn)了考核指標的靈活智能化定義,保證了考核評價工作的規(guī)范化和客觀化。
⑶ 構(gòu)建電網(wǎng)繼電設(shè)備臺帳和電網(wǎng)繼電設(shè)備缺陷數(shù)據(jù)庫,并在該數(shù)據(jù)庫上實現(xiàn)了自定義多維統(tǒng)計報表,可以靈活進行多方位的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作,并形成豐富多樣的報表。
圖4 系統(tǒng)運行界面
4 結(jié)束語
綜上所述,繼電保護設(shè)備評價管理系統(tǒng)采用“面向數(shù)據(jù)的設(shè)計方法及面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法”將各種不同的原始數(shù)據(jù)和文檔加工成數(shù)字化信息,實現(xiàn)了信息的統(tǒng)一管理;通過對電網(wǎng)繼電保護設(shè)備運行信息的綜合統(tǒng)計,形成相應的指標,為繼電保護狀態(tài)檢修的輔助決策提供了重要的參考依據(jù)。繼電保護設(shè)備評價管理系統(tǒng)針對各個廠家的設(shè)備運行數(shù)據(jù),進行客觀的評價考核,形成對各廠家各設(shè)備的評價體系,適應了電力行業(yè)的需要,符合電力行業(yè)標準,能夠為繼電保護設(shè)備的管理和選型工作提供幫助。
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【關(guān)鍵詞】繼電保護技術(shù) 可靠性分析 應用
電力系統(tǒng)的第一道防護線就是繼電保護系統(tǒng),繼電保護系統(tǒng)可以保證電力系統(tǒng)的正常運行,防止故障和異常對電力系統(tǒng)造成的不良影響。伴隨著科學技術(shù)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中被廣泛應用,因此,本文首先對繼電保護系統(tǒng)中影響可靠性的主要因素做出了簡要分析,以及對需要重點保護的設(shè)施配置著重點出,首先要針對繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行簡要闡述。
1 繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析
1.1 繼電保護系統(tǒng)的可靠性定義
目前的繼電保護可靠性理論研究大多數(shù)都沒有涉及隱性故障和系統(tǒng)運行狀態(tài)變化對繼電保護系統(tǒng)可靠性的影響。因此,如何在電力系統(tǒng)在發(fā)生故障或出現(xiàn)威脅安全運行狀況時,利用繼電器來保護發(fā)電機、變壓器、輸電線路等電力系統(tǒng)元件免受損壞的措施,從而讓工作人員能夠及時排查故障、解決故障,降低損失。本文針對積點保護系統(tǒng)提出了簡要的策略分析及應當重視的設(shè)備及配置。
1.2 繼電保護可靠性的影響因素
1.2.1 保護裝置硬件
微機保護裝置實質(zhì)是電子設(shè)備及相關(guān)軟件構(gòu)成的有機整體,其可靠性取決于組成保護裝置的基本部件及整體電路設(shè)計可靠性水平,硬件的老化和損壞直接影響保護裝置工作可靠性。
1.2.2 保護裝置軟件
硬件是實現(xiàn)保護功能的平臺,軟件及其保護算法是保護功能實現(xiàn)的核心。這里的軟件指與保護原理正確與否無關(guān)的程序設(shè)計、編制等問題,其可靠性難以根據(jù)物理要素進行預計,主要取決于保護原理的性能、系統(tǒng)輸入以及軟件設(shè)計等。
1.2.3 互感器等相關(guān)設(shè)備
斷路器、電流互感器TA以及電壓互感器TV之類的設(shè)備傳變輸入量和執(zhí)行輸出動作的差錯,將直接影響保護系統(tǒng)正確反映一次系統(tǒng)狀態(tài)和正確動作的能力。
1.2.4 二次回路
二次回路的絕緣老化、線路導致的接地或元件接觸不良等均影響保護正確動作。
1.2.5 繼電保護原理
保護原理、保護特性、保護定值及一次系統(tǒng)運行狀況都可能影響繼電保護可靠性。
1.2.6 保護系統(tǒng)的配置
對一次設(shè)備的保護是由多套保護相互配合,構(gòu)成一個完善的保護系統(tǒng)以實現(xiàn)保護功能。保護系統(tǒng)的可靠性不僅與各套保護本身的可靠性有關(guān),也與保護系統(tǒng)的配置方案有關(guān)。
經(jīng)過上述分析,繼電保護系統(tǒng)的可靠性可從兩個方面來分析:一是從二次系統(tǒng)的角度,分析投入運行的繼電保護系統(tǒng)在任何時刻處于可用狀態(tài)的概率;二是結(jié)合一次被保護設(shè)備,分析繼電保護系統(tǒng)正確工作的概率。
2 繼電保護系統(tǒng)可靠性的提高策略
為了提升繼電保護裝置的可靠性,應該從裝置的各方面尋找影響可靠性的原因,為后續(xù)制的周期性維護制定準確有效的參考維護方案。傳統(tǒng)繼電保護裝置都沒有監(jiān)視功能和定期自檢功能,只能依靠工人參照王琦的檢查記錄進行周期性排查,以確??煽啃?,還可以定期對保護裝置進行檢修和維修。目前,微機繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中廣泛使用,已被普遍應用于電力系統(tǒng)的線路保護、主變差動保護、勵磁控制等多個方面。微機繼電保護裝置可以根據(jù)實際運行情況的需要配置進行相應保護,滿足電力系統(tǒng)的各種需求,實現(xiàn)對其“量身定制”還可以自定義保護功能,在標準保護之外提供特殊保護,最大程度滿足其要求。
現(xiàn)在,狀態(tài)監(jiān)視和定期自我檢測功能被廣泛運用在繼電保護系統(tǒng)當中,依靠定期自檢功能能夠不間斷的定期排查潛在故障隱患,二自檢沒有發(fā)現(xiàn)的故障亦可以依靠認為定期檢測排查、清理,最大程度的保障了繼電系統(tǒng)的可靠性。計算機系統(tǒng)的應用是繼電保護系統(tǒng)裝置的重點,計算機軟件很大程度的影響著影響繼電保護裝置可的可靠性,因此,計算機程序在編寫過程中的一點點誤差和缺陷以及在運行過程中受到了外界的干擾,這都可能影響到軟件的正常運行,造成軟件判斷錯誤,從而不利于繼電保護裝置的有效運行,影響保護裝置的拒絕運行或者錯誤運行。
3 在110kV電網(wǎng)中繼電保護的一般配置
繼電保護系統(tǒng)在電網(wǎng)中應用的關(guān)鍵在于電力系統(tǒng)的電壓越來越高,容量越來越大,為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和可靠的運行造成了較大難題,而繼電保護系統(tǒng)配置的保護在一定程度上解決了這一難題。則以下兩大配置應需重點分析。
3.1 電力變壓器的保護配置
電力變壓器是是電力系統(tǒng)中十分重要的設(shè)備,通常電力變壓器采用過電壓保護、瓦斯、零序電流與間隙零序過電流以及過負荷保護來保護整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運行。至于更高的220KV及以上則采用雙重化原則,主保護及后備保護均為兩套。
3.2 母線繼電保護的配置
首先要明確是的,我國針對110KV的母線保護要求為能夠快速有選擇性地去除故障,并應安裝的母線保護套數(shù)為兩套。對于中低壓電網(wǎng)比較重要的母線,也需要要求設(shè)置專用的母線線路保護。對于新建的雙套斷路器失靈和母差保護是十分必要以及必須的,對已經(jīng)卑職的保護系統(tǒng)也應該逐步的加強與完善。
線路繼電保護完成不同的任務,其就配置不同的保護系統(tǒng),可分為接地、相間故障保護,被保護元件處于不同條件電力網(wǎng),可分為主輸電網(wǎng)、次輸電網(wǎng)以及配電線路保護。電壓等級的劃分也會影響到整個繼電系統(tǒng)的保護及配置方式,因此我們要因地制宜,按實際情況具體分析,如光纖電流差動保護可以為主保護,而帶時限的過電流保護應為后備保護
4 結(jié)論
文中針對我國現(xiàn)有條件下,繼電保護系統(tǒng)中影響可靠性的主要因素做出了簡要分析,以及對需要重點保護的設(shè)施配置著重點出,繼而分析可供參考的策略,最大程度保障繼電系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性,為電力系統(tǒng)的運行排除艱險、保駕護航保證電力系統(tǒng)正常運行,防止事故的發(fā)生,完善繼電保護系統(tǒng)的評估方法對電力系統(tǒng)的未來發(fā)展具有重要意義,繼電系統(tǒng)能否正常有序的工作與設(shè)備的有效保護將直接影響電力系統(tǒng)的正常運行,所以,我們要努力研究、探索、學習,最終掌握最先進的繼電系統(tǒng)及在電網(wǎng)中保護設(shè)備配置的技術(shù)。
參考文獻
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