电力网信号源控制系统使用说明书

电力网信号源控制系统使用说明书Chang Sha Tong Qing Electrical and Information Co.ltd电力网信号源控制系统使用说明书长沙同庆电气信息有限公司36目 录第1章 系统简介11.1 系统主要功能11.2 系统主要部分简介11.3系统所需运行环境2第2章 软件基本操作32.1 系统的安装32.2 系统的启动32.3 系统的退出32.4 软件界面说明32.5 菜单操作42.6 图元工具栏操作82.7 项目管理区操作92.8 工作区操作9第3章 电气主接线图的绘制103.1 系统电网主接线图103.2 绘制电网主接线图103.3 主接线图中电气元件属性设置123.4 主接线图的电气连接19第4章 潮流分析214.1计算参数设置214.2 潮流分析214.3 潮流分析中的操作22第5章 短路故障分析255.1 故障参数设置255.2 故障分析时的操作265.3 故障分析时的结果观察26第6章 设备相关286.1 设备相关的设置286.2 设备的初始化控制32第7章 模拟运行347.1 系统连线347.2 运行操作357.3 操作注意事项36 电力网信号源控制系统使用说明书第1章 系统简介1.1 系统主要功能(1) 灵活的图形组态功能用户可以自行编辑图形界面以适应电网主接线（输电网、配电网、变电站）的变化，可以添加/删除设备，修改各个设备的参数，界面友好，简单易用。(2) 强大的计算分析功能能根据图形组态形成的电网系统，自行形成电力网络拓扑图，利用牛顿-拉夫逊方法分析系统的各点各线的正常潮流，能够分析网络任意点发生各种类型的短路故障时，系统网络各节点的电压和各线路的短路电流。因此，本软件也是一款可视化的电力系统潮流、短路分析软件。(3) 超强的模拟仿真功能通过接口程序，可将网络中各节点电压、各线路电流信号下载到TQWX微机型继电保护试验测试仪（以下简称：测试仪）中，实时模拟电网的潮流或故障信号。1.2 系统主要部分简介(1) 组态界面组态界面为本软件系统提供给用户的图形编辑工具，它有两种状态，分别对应不同的功能。a. 编辑状态：* 使用工具栏上的图元按钮，用鼠标可方便快捷地完成系统图的绘制和连接；* 使用鼠标和快捷键可以很方便地对图元的大小、颜色及其他属性进行修改；* 数据录入：每个元件设有窗体让用户输入其相关资料，还可在已有系统图中添加新的变电所和元器件；* 资料修改：在元器件上单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中，可以修改此元件属性参数。b. 运行状态：* 可以很方便的查询各元件的信息。使用鼠标点击相应元件，即可弹出该元件的资料。* 可在弹出的资料框上修改设备状态。* 可设置各种故障状态。(2) 计算分析可分析计算电力系统的正常潮流状态和故障状态。(3) 接口下载接口程序为本软件和测试仪的数据通道，通过接口程序，可以向测试仪发出控制命令，模拟电力网络各种运行情况，使测试仪输出相应的电流电压值。1.3 系统所需运行环境(1) 操作系统本软件应在Windows操作系统环境下应用，包括Windows98sec、Windows Me、Windows2000、WindowsXP等。(2) 硬件设备奔腾200或更高，最少150兆的硬盘空间。第2章 软件基本操作2.1 系统的安装在光盘中执行电力网信号源控制系统V2.2.exe，按提示的步骤执行，程序会自动安装。2.2 系统的启动在桌面中按开始程序电力网信号源控制系统即可启动系统。2.3 系统的退出选择软件中文件菜单中的退出选项或系统菜单的关闭按钮即可退出系统。2.4 软件界面说明软件操作界面如图2-1所示，分为五部分。图2-1 软件操作界面(1) 菜单项* 菜单项由“文件”、“视图”、“选项”、“状态”、“运行”、“设备管理”、“帮助”等组成。* 文件项：主要完成建立项目，打开项目文件等功能。* 视图项：控制主窗体的视图的大小。* 选项项：选择图纸方式和图纸模式。* 状态项：选择当前运行方式（组态或非组态）。* 运行项：软件将当前设置的结果下载到测试仪中运行。* 设备管理项：管理测试仪的工作。(2) 图元工具栏组态功能使用的各种元件包括变电站、发电机、变压器、线路、断路器、电容器、负载、母线、无关连线、设备、文字等，每个元件具有属性窗体可灵活设置各种参数。(3) 项目管理区对当前项目的文件和电气元件进行管理，包括文件管理和元件管理。(4) 工作区组态图形区，可形成电气主接线图。2.5 菜单操作菜单项由“文件”、“视图”、“选项”、“状态”、“运行”、“设备管理”、“帮助”等组成。(1) 文件项：主要完成建立项目，打开项目文件等功能。* 新建项目：建立新的项目文件。* 打开项目：将已有的项目文件装入软件。* 新建文件：本软件是多文件系统，因此，一个项目内可建多个文件。* 删除文件：删除当前选中的文件。* 保存：将当前工作区内的文件保存至项目内。* 关闭文件：关闭当前工作区内的文件。* 关闭项目：关闭当前项目。(2) 视图项：显示或隐藏一些工具栏，隐藏工具栏时可扩大工作区视区。* 元件栏: 显示或隐藏图元工具栏。* 状态栏：显示或隐藏元件的状态条。* 项目管理器：显示或隐藏软件的项目管理区，隐藏时可扩大工作区视区。(3) 选项：改变工作区的显示方式。* 图纸: 改变工作区的大小和颜色和显示字体（图2-2）。l 图纸选项界面介绍：* 显示栅格：在工作区上显示条纹。* 字体选择：选择工作区显示文字的字体。* 图纸尺寸：设置工作区的大小。图2-2 图纸选项界面设置* 显示元件名称：在工作区内电气元件的旁边显示元件名称。* 显示元件参数：在工作区内电气元件的旁边该元件电气参数，如变压器的容量，线路的阻抗等，显示规则如下：a发电机参数显示：位于发电机旁边。第一行发电机容量，第二、三、四行分别显示发电机的正序、负序、零序阻抗标么值。b母线参数显示：位于母线旁边。显示母线的电压等级。c变压器参数显示：位于变压器旁边。第一行变压器容量，第二行显示变压器的短路功耗和短路压降。d线路参数显示：位于线路旁边。第一行线路型号和长度，第二、三行显示线路每公里长度的正序、零序阻抗值。e电流互感器显示：位于电流互感器旁边，显示电流互感器的变比。f负载显示：位于负载旁边，显示负载大小（MW+jMVAR）。* 显示结果：当系统中没有设置故障时，显示系统的潮流（电流、电压、有功和无功）。当系统中设有故障时，显示系统的故障时的三相电流和母线残压，显示规则如下：a潮流参数显示规则：母线旁显示母线的一次线电压（KV），断路器旁从上至下分别显示流过断路器的一次有功功率（MW）、无功功率（MVar）、和线电流（A）.潮流方向以母线流向线路为正。b. 故障时显示规则：母线旁显示系统故障时母线的一次相电压，从上至下分别是ABC三相的相电压（KV），断路器旁显示流过断路器的一次线电流从上至下分别为ABC三相的线电流（A）。(4) 状态：指示工作区当前的工作状况。有组态和非组态（即运行）两种工作状况。* 组态：当勾选该选项时，指示当前的工作区处在组态状态，可以利用图元工具栏组成电气一次主接线图，设定各电气元件的参数；否则，指示当前的工作区处在运行状态，无法进行组态功能。(5) 运行：由运行、结果浏览和参数设置组成。* 运行：若在无测试仪设备相连时选择运行，则系统无故障时进行潮流计算；系统有故障时进行故障计算。若在有测试仪设备相连时选择运行，则系统无故障时进行计算潮流并将设备安装处的电流电压信息下载至测试仪中；系统有故障时将设备安装处的故障时电流电压信息下载至测试仪中。* 结果浏览：将计算的详细结果用数据表的格式显示出来。* 参数设置：见图2-3。因本软件的潮流计算是以牛顿-拉夫逊法为基础进行计算的，因此必须设置各电气节点的初始参数和迭代次数，以保证潮流计算的收敛性。注意： 改变各电气节点的初始参数，可改变各母线的实际电压。图2-3 参数设置界面l 参数设置界面介绍：* 最大迭代次数：牛顿-拉夫逊法计算的最大迭代次数。* 收敛判据：当各电气节点的每次迭代计算的标么值功率的变化率小于此数时，认为牛顿-拉夫逊法已收敛，结束计算。* 初始电压标么值参数：设置各电气节点的初始电压参数。(6) 设备管理: 由设备扫描、设备初始化、获取系统状态、设备复归、设备录波和设备系数等组成。* 设备扫描：将软件和测试仪连接。具有以下功能a. 从数据库中加载设备的参数给接口程序。 b. 自动搜索串口，发现串口和测试仪的连接。注意：若不执行设备扫描功能，则软件不能下载任何信号至测试仪中。* 设备初始化：将工作区设备安装处相关的断路器的开合状态下载到测试仪中。形成电气网络的初始态。* 获取系统状态：将测试仪反映的断路器上传至软件中，并在工作区显示。* 设备复归：将测试仪复归至上电时的状态。注意：在关断测试仪的电源前，推荐先执行设备复归命令。* 设备录波：将发生故障时的三相电流电压和断路器状态信号上传至软件中并分析存储波形。其界面如图2-4。 图2-4 设备录波界面l 设备录波选项介绍：a. 文件菜单* 新建：从测试仪装置中读取新的录波数据。* 打开：打开已有的录波数据文件。* 保存：将当前的录波数据保存入文件。* 另存：将当前的录波数据保存入文件。* 退出：退出录波器观测程序。b. 波形观测* 波形放大：将红蓝观测线之间的波形曲线放大。* 波形复原：将波形曲线恢复原状。注意：按住鼠标左键移动红色观测线，按住鼠标右键移动蓝色观测线。 l 信号解释区说明： 红ms：红观测线所处时间坐标。黑ms：蓝观测线所处时间坐标。Ua：电压Ua和当前活动观测线交点处的瞬时值。Ub：电压Ub和当前活动观测线交点处的瞬时值。Uc：电压Uc和当前活动观测线交点处的瞬时值。Uo：电压Uo和当前活动观测线交点处的瞬时值。Ia：电流Ia和当前活动观测线交点处的瞬时值。Ib：电流Ib和当前活动观测线交点处的瞬时值。Ic：电流Ic和当前活动观测线交点处的瞬时值。Io：电流Io和当前活动观测线交点处的瞬时值。TX：跳闸信号动作信息。 HX：合闸信号动作信息。KG：其他开关动作信息。* 设备系数：测试仪的通道系数调整界面。其如图2-5。图2-5 设备系数设置界面通过调整系数更改测试仪的电流电压输出精度。其中按钮为增加删减记录使用，从左到右的的功能为转首条记录、转上条记录、转下条记录、转末条记录、添加记录、删除当前记录、编辑记录、确认更改、撤销更改、刷新数据等功能。(7) 帮助: 由关于和密码管理等组成。* 关于：是关于软件版本的信息。* 密码管理：本软件的一些功能，可通过密码功能加以限制，使一般用户无法使用全部功能。禁止的功能有新建文件、保存文件、组态、参数设置、设备参数、显示结果等菜单功能。2.6 图元工具栏操作图元工具栏提供组态用的各种电气元件。 添加变电站图标,创建新的变电所或电厂。 添加发电机图标。 添加变压器图标。 添加电气线路图标。 添加断路器图标。 添加电容器图标。 添加负载图标，在工作区电气主接线中放置负载。 添加母线图标，在工作区电气主接线放置母线。 添加电流互感器图标。在工作区电气主接线图中线路上放置电流互感器，使测试仪输出二次测电流。 添加连接线图标。无电气特性。只是在工作区中，将电气元件连接起来。 添加设备图标，在工作区电气主接线图中放置和断路器相关的设备（测试仪），使测试仪中输出断路器的当前的电流电压信号。 添加文字图标，在工作区内放置说明文字。2.7 项目管理区操作项目管理区可以方便的对项目内的文件和电气元件进行管理，包括两个部分：文件管理和元件管理。（1）文件管理：当前项目中所包含的文件。双击文件名，可在工作区激活该文件。（2）元件管理：当前激活文件内包含的电气元件名称，双击选中的电气元件名称，工作区可自动聚焦至该电气元件，以方便使用者查寻。2.8 工作区操作在工作区内放置电气元件，进行组态和显示操作。第3章 电气主接线图的绘制3.1 系统电网主接线图可以在新建项目或已有项目的文件中，绘制主接线图。为方便说明，以绘制图3-1的主接线图为例说明。图3-1 35kV线路保护实验主接线图电源参数：名称S，容量25MVA，阻抗标么值：正序r1=0，x1=0.192，负序r2=0，x2=0.192， 零序：由于该发电机不接地，因此零序阻抗无穷大r0=99999999，x0=99999999变压器1T：名称1T，容量20MVA，接线Y/d11，标准变比37.5/6.3，可调范围72.5， 短路损耗0KW，短路压降10.5。线路AB： 名称AB，长度16公里，阻抗参数：正序：r1=0欧/公里，x1=0.4欧/公里，零序：r0=0欧/公里，x0=1.4欧/公里。线路BC： 名称BC，长度12公里，阻抗参数：正序：r1=0欧/公里，x1=0.4欧/公里，零序：r0=0欧/公里，x0=1.4欧/公里。变压器2T：名称2T，容量8MVA，接线Y/d11，标准变比35/10.5，可调范围72.5， 短路损耗0KW，短路压降10.5。负载Load：名称Load，大小8j3MVA。电流互感器：1CT-1000/5 2CT-600/5 3CT-500/5 4CT -2000/5.电压互感器：电压互感器是标准的，即变比K为：母线线电压(V)/100(V)。母线：A-电压等级35KV B-电压等级35KV C-电压等级35KV D-电压等级10KV 发电机小母线电压等级6.3KV。3.2 绘制电网主接线图(1) 建立绘图工作区运行软件SimPower，在文件菜单中，选择新建项目条，在所选的路径下，建立新的项目35.ddb。但此时无法建立新文件，这是由于本软件有密码功能，在建立新项目时，同时进行了加密，封锁了一些功能（如新建文件、保存文件、组态、参数设置、设备参数、显示结果等），因此，必须输入密码解锁（默认密码为空格）。在帮助菜单中选择密码管理项，打开密码管理窗体（图3-2）。 图3-2 密码管理项 图3-3 更改密码因为初始密码为空格，所以，直接按确定按钮即可解密。使用者可以更改密码，按更改密码按钮显示更改密码窗体（图 3-3），在更改密码和确认密码中填入新密码，按确定按钮即可更改本项目密码。解密后，所有功能项都显示出来，选择新建文件项，创建新文件35KV后，软件右面显示处组态工作区。选择状态菜单中的组态项，工作区进入绘图状态。(2) 绘图主接线图在工作区放置电气元件，可组成主接线图。注意：为正确的设计主接线图须遵循：任意电气元件都必须和断路器相连后再连接到母线上。如组成图6所示的电网主接线图，可采用如下方法。1) 点击发电机图标 ,点击工作区,放置发电机，放置断路器，放置母线。2) 放置断路器，放置变压器元件，放置断路器。3) 放置母线，放置断路器，放置电流互感器，放置线路元件。放置断路器4) 放置母线，放置断路器，放置电流互感器，放置线路元件。放置断路器。5) 放置母线，放置断路器，放置电流互感器，放置变压器元件，放置断路器，放置电流互感器。6) 放置母线，放置断路器，放置负载。7) 放置说明文字。注意：在放置元器件时，可右击鼠标利用弹出菜单进行电气元件的缩放、移动、旋转、删除等操作。其弹出菜单如图3-4。图3-4 元器件放置及属性设置l 元器件放置说明a. 缩放：鼠标左键按住元件拖动，可无极缩放元件大小。b. 移动：鼠标左键按住元件拖动，可移动元件。c. 旋转：鼠标左键点击元件，元件可进行360度旋转。d. 删除：鼠标左键点击元件，可删除该元件。建立的主接线图如图3-5所示。图3-5 建立的主接线图在图3-5中若两个电气元件相邻较近不好放置，可在两个电气元件中间放置连线，以美化接线图。在图3-5，只是图形上连接在一起，并没有电气连接。完成图形连接后，下一步必须进行电气连接。3.3 主接线图中电气元件属性设置在电气连接中，首先必须明确电气元件是属于哪一个厂站，最后确定是通过哪一个断路器连接的。因此，第一步必须创建厂站。最后一步用断路器将所有的电气元件连接起来。注意：数据录入一定要遵循以下准则，这样会很轻松的完成工作，不会出现无谓的重复劳动，轻点鼠标就可完成数据输入！（否则输入数据时会出现错误！）一、先输入厂站资料；二、再输入电源、变压器、电容器、母线、线路，这些元件资料无先后要求；三、最后请输入断路器资料。分以下几个具体的步骤说明设置过程和方法。(1) 创建变电所、发电厂变电所、发电厂的特点是有发电机或变压器和母线，其中主要是母线。因此，在图10中可以观察到有三个厂站：发电厂：发电机、升压变压器，两条母线。中间站：只有一条母线，无变压器。负载站：两条母线、降压变压器、负载。点击变电站图标，出现设置窗体，如图3-6。可输入该厂站的厂站名、厂站号、变压器个数、电容器个数，该厂站母线是否分段参数等。图3-6 厂站设置界面其中按钮为增加删减记录使用，从左到右的的功能为转首条记录、转上条记录、转下条记录、转末条记录、添加记录、删除当前记录、编辑记录、确认更改、撤销更改、刷新数据等功能。在该窗体输入三个厂站的资料。下面输入电气元件的连接特点和电气参数。注意：在弹出菜单中选择元件属性，才能输入电气特性。(2) 输入电源的基本资料和运行参数双击发电机元件，出现设置窗体，如图3-7。图3-7 电源基本资料与参数设置l 等效电源设置界面说明a. 基本属性：用来设置该电源的基本信息。* 厂站名称：在厂站名中的下拉选项中选择该电源所在的厂站名（若无所需的厂站名，则必须先创建厂站）。* 电源名称：填写该电源的名称，必填。和图3-1相关，填写S。* 电源功率：电源额定功率25MVA。* 输出有功、输出无功：电源出力（电源接在平衡节点的母线时，可不填）。* 阻抗值（标么值）：电源的阻抗的标么值。输入和图6相关的阻抗值。b. 图形属性：选择该电源在工作区中显示的颜色及大小（可以使用系统已给的默认颜色和大小）。(3) 设置变压器的基本资料与运行参数鼠标左击变压器图元，可弹出窗体，如图3-8。图3-8 变压器基本资料及参数设置l 变压器设置界面说明a. 基本属性：用来设置该变压器的基本信息。* 厂站名：在厂站名中的下拉选项中选择该变压器所在的厂站名。* 变压器名：填写该变压器的名称，必填。* 高压端铭牌电压、低压端铭牌电压：变压器铭牌上显示的高低电压变比值。此两项必须填写。（本项目中应设置：高压端铭牌电压37.5 KV，低压端铭牌电压6.3.KV）* 额定容量：该变压器的额定容量。必须填写。（本项目中填写20MVA）* 高压线圈接法、低压线圈接法、接线时钟：选择变压器的实际接线方式。（本项目中由于变压器接线Yd11，因此，高压线圈接法选择星形，低压线圈接法选择三角形，接线时钟选择11点）* 短路损耗、短路电压：变压器铭牌上的值，软件可根据此数据计算变压器的阻抗，因此这两值和阻抗值可选一填写。（本项目变压器短路损耗为0KW，短路电压 10.5%）* 调压类型：选择变压器的调压方式。本项目中选择有载调压。* 调压分解头信息：设置该变压器调压段数。（本项目中选择 正档位为 7，负档位为 7 ，步长每档的调压范围为2.5）b. 附加属性：见图3-9，设置告警信息，当变压器流过最大功率值时会产生告警信息。c. 图形属性：如图3-10所示，设置变压器图元图形显示信息。同理，变压器2T也可根据上述方法填写属性。图3-9 附加属性界面 图3-10 图形属性界面(4) 设置变电站母线的基本资料和运行参数鼠标左击母线A图元，可弹出窗体，如图3-11。图3-11 母线基本属性设置界面l 母线设置界面说明a. 基本属性本软件的计算功能，是以母线为系统的节点。* 厂站名及母线名称：在厂站名中的下拉选项中选择该母线所在的厂站名（若无所需的厂站名，则必须先创建厂站）、然后在母线名称的下拉选项中选择该母线名（可以根据需要更改，但必须确保整个系统中是唯一的名称），此两项必须填写。（本项目中选择厂站：发电厂 母线名称：A）* 电压等级：母线所处系统的电压等级，必须正确填写。（本项目中选择 35KV）* 告警信息设置：最高电压、最低电压。当母线实际电压在此电压范围之外时，会出现告警信息。b. 节点属性见图3-12。节点类型是潮流计算中所需的项目。在本页面设置各节点的类型。图3-12 母线节点属性设置界面* 平衡节点：整个系统中必须且只能一个平衡节点，一般是调频电厂（能提供任意的有功无功功率）的母线。* PQ节点：该母线注入系统的有功功率、无功功率恒定，电压可变。无选择时的节点，当作PQ节点。* PV节点：该母线注入系统的有功功率恒定、电压恒定，无功功率可变。（本项目中选择 A母线为PQ节点）注意：本项目的平衡节点为发电机的小母线。c. 图形属性在本页面设置母线图元的显示图形特点。用上述同样方法设置所有母线的属性。(5) 设置线路的基本资料和运行参数鼠标左击线路AB图元，可弹出窗体如（图3-13）。l 线路设置界面说明a. 基本属性：见图13，在本页面填写该线路的基本信息。* 线路名称：该线路的名称，必填（区别其他线路）。* 线路型号、正序、零序、电阻、电抗等可和附件属性中的项目选填其一。（本项目填写：线路名称：AB；线路型号：LGJ-125；线路长度：16KM；正序：电阻0欧/公里，电抗0.4欧/公里；零序：电阻0欧/公里，电抗 1.4欧/公里。）* 附加属性和图形属性页和其他相似，这里不再叙述。同样地，线路BC可按上述方法填写。图3-13 线路基本属性界面 (6) 设置负载的基本资料鼠标左击负载Load图元，可弹出窗体（图3-14）图3-14 线路基本属性设置界面l 负载设置界面说明a. 基本属性：基本属性页见图3-14，在本页面填写该负载的基本信息。* 厂站名称：在厂站名中的下拉选项中选择该负载所属的厂站名（若无所需的厂站名，则必须先创建厂站）。* 负载名称：该负载的名称，必须在网络中是独一无二的。* 有功功率、无功功率：负载的功率。* 自起动系数：当负载为电机类时，重起动时的冲击系数。* 阻抗值(标么值)：负载阻抗的标么值。潮流估计计算时，不需要，故障计算时可能需要。当不填写时，负载的正序、负序阻抗相等且根据有功无功自动计算。若填写，则当负载的有功或无功功率不等于零时，负载正序、负序阻抗恒定等于所填写的值。本项目填写：厂站名称：负载站；负载名称：Load；有功功率：8MW；无功功率：3Mvar；自起动系数：1.0。(7) 设置连线的基本资料连线是形成网络图的连接元件，无电气特性，加强时图形美观性。其设置如图3-15所示。图3-15 连线属性设置(8) 设置文字的基本资料软件可在主窗体上添加文字，每行不超过20字。其无电气特性，只是加强时图形美观性。鼠标左击文字图元，可弹出窗体（图3-16）图3-16 文字设置界面l 文字设置界面说明* 文字内容：工作区内显示的文字。字体选择：选择文字的大小、颜色，字体。（本项目在连线图上部居中填写：文字内容：35KV线路实验主接线图；字体选择：字体：隶书；大小：小一；颜色：绿色。）(9) 电容器的基本资料和运行参数l 电容器设置界面说明a. 基本属性：基本属性页（见图3-17）* 厂站名及电容器名：在厂站名中的下拉选项中选择该电容器所在的厂站名（若无所需的厂站名，则必须先创建厂站）、然后在电容器名的下拉选项中选择电容器名（可以根据需要更改，但必须确保整个系统中是唯一的名称），见图3-1，此两项必须填写。* 容量：电容器组的容量（兆乏）必须填写。图3-17 电容器基本属性设置界面3.4 主接线图的电气连接3.3节中已将所有的电气元件的属性按图3-1的要求输入，但仅仅是在界面上将电气元件画在一起，但实际中各电气元件的相互连接关系并没有确定，因此必须采取措施，使各电气元件形成电气形式上的连接。断路器就是形成电气网络图的连接元件。必须正确填写连接信息，否则会导致计算错误。鼠标左击断路器1QF图元，可弹出窗体，如图3-18。l 断路器设置界面说明a. 基本属性：基本属性页见图3-18。* 厂站名：在厂站名中的下拉选项中选择该断路器所在的厂站名（若无所需的厂站名，则必须先创建厂站）。* 断路器名：填写该断路器的名称，必填。* 断路器类型：断路器所连接电气元件的名称。 图3-18 断路器基本属性设置b. 联接属性：联接属性页见图3-19。* 所联线路与母线名称：当在基本属性页选择了断路器类型后在该页可选择断路器连接的器件和母线。（从图3-1可知1QF位于发电厂。连接线路AB和母线A。因此，本项目应填写：基本属性中，厂站名称：发电厂；断路器名称：1QF；断路器类型：线路开关。连接属性中，所联线路名称：AB；所联母线名称：A）其他断路器也按此方法填写。图3-19 断路器联接属性设置从图3-1和图3-5比较中可看出，在单端电源中，图3-1中线路的功率流出侧是没有断路器的，而图3-5中线路两侧都有断路器，不合要求，因此，必须消除此影响。在本软件中采用把功率流出侧断路器设置为不可控方式来解决这个问题。在相应的断路器基本属性中选中不可控，则表示该断路器没有一般断路器的开合特点，只是表明连接关系。设置所有相关的断路器为不可控，使图3-5和图3-1一致。见图3-20。图3-20 35kV单电源线路实验主接线图通过上述方法，可以将主接线图的电气连接关系确定下来。第4章 潮流分析4.1计算参数设置当电气主接线图绘制完成后，就可进行整个电力网络的潮流分析计算，在分析之前，可先选择参数设置，初始化整个网络，保证计算的网络潮流符合需要，同时保证潮流计算收敛，结果正确。要设置计算参数，需在运行菜单中选择参数设置项，其设置窗体如图4-1所示。图4-1 参数设置界面l 参数设置界面说明* 收敛判据：本软件采用牛顿-拉夫逊迭代法计算系统潮流，迭代计算必须有收敛判断，因此当系统中每个节点功率的标么值在计算时，其变化率小于该设定值，则认为系统收敛，结果正确。* 最大迭代次数：运用牛顿-拉夫逊迭代法计算潮流时，迭代次数超过此设置值而计算未收敛，则认为计算不会收敛，退出计算。注意：当迭代次数较小，而导致迭代计算未收敛时，可增加迭代次数以使计算收敛。但迭代次数增加，会导致计算时间延长。* 初始电压标么值参数：迭代计算时每个节点的初始值。为保证计算最终结果收敛，不应偏离实际值太远。注意：平衡节点的设置值在计算过程中不会改变。其他节点可能会在计算过程中改变。本项目计算中采用系统的默认值即可。4.2 潮流分析(1) 当参数设置完成后，可进行潮流分析。在状态菜单中取消组态，然后在运行菜单中选择运行（或在弹出菜单中选择运行），软件开始计算网络的潮流。(2) 潮流分析完成后，可以观察潮流分析后的结果。观察分析结果有两种方法：a. 在选项菜单中选择显示结果，直接在母线和断路器旁边显示潮流结果值（显示规则见2.5节）。b. 在运行菜单中选择结果浏览选项，从窗体中观察。如图4-2所示。 该窗体上能够显示整个网络的潮流结果。其中包括各条母线电压、各条线路的潮流、各变压器潮流、各负载和电源潮流。窗体上的方向按钮分别表示显示首次、前一次、后一次、最新的潮流计算结果，删除数据库数据按钮：清空计算结果数据库中的所有数据。图4-2 潮流计算结果观察界面4.3 潮流分析中的操作在潮流分析时，可对整个网络中的一些元件进行操作，以分析系统方式的变化对系统潮流的影响。常用的操作有：调节变压器的调压分接头、调节负载大小、增减发电机出力、投切电容器、合、断线路等操作。(1) 调节变压器的调压分接头 双击系统中的变压器，会出现变压器调节的窗体，如图4-3所示。图4-3 变压器调节界面l 变压器调节界面说明* 档位操作：根据实际要求调节变压器档位。* 接地操作：对于变压器中性点是否接地进行操作，对潮流计算无关，故障计算则必须填写（因其涉及零序网络的构成）。* 确定按钮-使此次操作有效，但不会立即改变变压器的分接头，而是要在运行菜单选择运行选项，软件才开始计算调压后的系统潮流。* 取消按钮-取消此次操作。* 应用按钮使此次操作有效，而且立刻计算调压后的系统潮流。在本项目中选择调节变压器分接头，可以看到潮流的变化。(2) 调节负荷双击系统中的负荷图元，会出现负载调节的窗体如图4-4所示。输入不同的值可更改负载值。 图4-4 负载调节界面(3) 调节发电机的出力双击系统中发电机的图元，会出现发电机出力调节的窗体如图4-5所示。可更改发电机出力值。注意：平衡节点上的发电机无法调节出力。图4-5 发电机出力调节界面(4) 投切电容器、合、断线路投切电容器，合、断线路通过断路器合、断操作实现。双击系统中断路器的图元，会出现断路器控制的窗体如图4-6所示。可操作断路器合断。通过以上操作，可对电力系统各种运行方式下的潮流进行分析。图4-6 断路器设置第5章 短路故障分析5.1 故障参数设置当电气主接线图绘制完成后，就可进行整个电力网络的短路故障分析计算，在分析之前，先设置故障参数。其中和设备无关的故障类型主要包括：输电线路短路故障、变压器短路故障、母线短路故障、电容器故障等。在非组态情况下，在窗体的电气元件上右击鼠标，在弹出菜单上选择设置故障选项后，再在设置故障的元件上单击，便可进行故障设置。注意：每次只能设置一个故障点。(1) 输电线路短路故障设置双击网络中的线路图元，出现输电线路故障设置的窗体如图5-1所示。图5-1输电线路故障设置界面l 故障设置页说明 * 故障类型：短路故障类型包括相间、接地、三相短路。 * 故障地点离：发生故障的地点的距离参考点。 * 线路全长：故障地点离参考点的距离占线路全长的百分比。 * 过渡电阻Rf：线路发生故障时，相间的过渡电阻。 * 过渡电阻Rg: 线路发生故障时，相和地之间的过渡电阻。按确定按钮，则设置了故障，若按应用按钮则立即进行故障分析，并将结果显示在工作区。 按取消按钮，则取消此次故障设置。l 线路属性页说明在线路属性页可查看线路的基本信息。(2) 变压器短路故障设置其设置方法和线路类似，非周期和合闸实验和本版软件无关。(3) 母线、电容器故障设置其设置方法和线路类似。(4) 取消故障设置右击鼠标，在弹出菜单上选择清除故障后，则可将所设的故障清除掉。5.2 故障分析时的操作和潮流分析相似，在进行故障分析时，可对电气主接线图中的一些元件进行操作。常用的操作有：更改变压器的接地方式、调节变压器的调压分接头、调节负载大小、增减发电机出力、投切电容器、合断线路等操作，操作方法见4.3节。5.3 故障分析时的结果观察在故障分析结束后，可观察分析结果。在运行菜单中选择结果浏览选项，从结果窗体中观察。如图5-2所示。图5-2 结果浏览显示界面线路电流表中，首厂站表示电流流出，末厂站表示电流流入。表示相角，如a表示A相的相角。窗体上的方向按钮分别表示显示首次，前一次、后一次，最新的短路计算结果。删除数据库数据按钮：清空计算结果数据库中的所有数据。第6章 设备相关以上几章说明的是纯软件的电力系统潮流分析和故障分析，本系统最大的特点是可以将软件计算的结果通过接口程序下载到测试仪中，由测试仪实时输出电流电压信号，提供给各种保护测控装置使用。本章主要说明将控制系统软件与测试仪设备结合的相关操作。6.1设备相关的设置控制系统软件和测试仪是通过设备管理进行接口交流的。通过设备管理接口，一台测试仪可模拟发电厂或变电站的一个简单的间隔（包括断路器、TV、TA）所有的信号，即：一台测试仪和一个简单的间隔相关（模拟断路器的各种开关信号和TV、TA输出信号等）。如要模拟图6中线路AB间的断路器1QF所在间隔的开关信号和TA、TV输出信号，则需设置设备相关，使流过断路器1QF的电流电压信号和测试仪的输出信号相关联，使断路器的控制信号和状态信号也分别与测试仪的开关量输入信号和开关量输出信号相关联。这样，当软件完成潮流分析后，可将1QF流过的电流电压信号的二次信号通过测试仪实时输出。(1) 添加设备（设备相关）若要测试仪输出1QF的二次电流电压信号，则在组态状态中，点击图元工具栏的设备图标，然后点击工作区，将设备放置移到相关的断路器旁边（图6-1）。图6-1 35kV线路实验主接线图(2) 设备属性设置（设备相关）点住设备右击鼠标，在弹出菜单中选择属性，再双击设备图元，则显示出设备设置窗体如图6-2所示。图6-2 设备属性设置界面l 断路器设置项该项主要设置间隔中的断路器特性，用测试仪来模拟断路器的特点。* 所属厂站：在下拉选项中选择断路器所在的厂站。* 断路器名称：在下拉选项中选择所要模拟的断路器名称。* 动作时间设置：真实的断路器在接收到跳闸或合闸信号后，都会经一定的延时才出口切断或恢复电流，动作时间设置就是模拟这段延时时间，以求真实。* 跳闸时间：从测试仪接受保护的跳闸信号，到电流输出为零，跳位辅助触点闭合的时延（即模拟断路器跳闸时间）。* 合闸时间：从测试仪接受保护的合闸信号，到有电流输出，合位辅助触点闭合的时延（即模拟断路器合闸时间）。* 跳闸开入：以测试仪的开入量模拟断路器的跳闸线圈输入。八个复选框代表八个开入量，选中复选框表示用此开入量来模拟断路器的跳闸线圈输入，“或”表示当有多个开入量控制跳闸时任一开入量都可控制跳闸，“与”表示当有多个开入量控制跳闸时必须全部开入量动作才可控制跳闸。* 合闸开入：以测试仪的开入量模拟断路器的合闸线圈输入。八个复选框代表八个开入量，选中复选框表示用此开入量来模拟断路器的合闸线圈输入，“或”表示当有多个开入量控制合闸时任一开入量都可控制合闸，“与”表示当有多个开入量控制合闸时必须全部开入量动作才可控制合闸。* 跳位开出指示：以测试仪的开出量模拟断路器的跳闸辅助触点输出。选择的数字表示以数字代表的开出为断路器辅助触点输出，选中复选框表示辅助触点是常闭式的。* 合位开出指示：以测试仪的开出量模拟断路器的合闸辅助触点输出。选择的数字表示以数字代表的开出为断路器辅助触点输出，选中复选框表示辅助触点是常闭式的。通过此项设置，测试仪已可基本和断路器信号相连。（本例项目中填写内容如下：所属厂站：发电厂；断路器名称：1QF；跳闸时间：50ms；合闸时间:100ms；跳闸开入：与 1；合闸开入： 与 2；跳位开出指示：1；跳位开出指示：2；即：测试仪模拟断路器1QF的功能，此断路器的跳闸闸时间50ms，合闸时间100ms，断路器的跳闸线圈输入端从测试仪的开入1接入，断路器的合闸线圈输入端从测试仪的开入2接入。断路器跳位继电器的辅助触点输出由测试仪的开出1模拟，断路器合位继电器的辅助触点输出由测试仪的开出2模拟。）l 开关设置项该项主要利用测试仪其余的开出量接口模拟断路器其他的开出量，或间隔内的其他开关量特性（图6-3）。（本例项目中填写内容如下：选中开出4，断路器低气压。）即当测试仪的开出4输出时，表示模拟的断路器气压过低。保护应禁止跳合闸。图6-3 开关设置界面l 录波器设置项该项主要对故障信号和继电保护的动作情况的记录进行设置，如图6-4。图6-4 录波器设置界面本录波器在故障发生前的20ms起动，在V2.1版的继电保护测试仪中最长1000ms。(3) 电流互感器(TA)设置在3、4章中分析流过断路器的电流及显示的电压指的均为一次侧的电流和电压，而流入继电保护装置或测控装置的电流电压都是通过TA、TV后的二次信号。因此必须合理设置TA和TV的变比，使测试仪输出合适大小的电流和电压信号噢。将光标放于要设置的TA设备上，右击鼠标，在弹出菜单中选择属性，再双击设备图元，则显示出设备设置窗体，如图6-5所示。图6-5 电流互感器设置界面* 厂站名：在下拉选项中选择TA所在的厂站。* 所属断路器：在下拉选项中选择正确的断路器名称，从而使电流互感器和该断路器相连接。* 互感器名称：填写该TA的名称，必填。* 一次标准电流/二次标准电流：电流互感器变比。 * 同名端设置：TA二次电流的方向。选中该项表示电流方向是从线路到母线。见下图6-6呵6-7。 6-6不选同名端设置时TA和线路的同名端关系 6-7选中同名端设置时TA和线路的同名端关系* 电流由特殊相输出：测试仪有四个电流输出端，Ia、Ib、Ic、Ix，当选中该选项时，表示该断路器的A相电流通过Ix端输出。注意：该选项主要应用在变压器试验中。由于测试仪在只有四个电流输出端无法模拟两圈模拟变压器的全部电流信号，因此，在实验时只能用分相方法实现。即变压器一端信号用ABC三相电流输出，另一端A相电流信号则用测试仪的X相电流模拟。（本例项目中填写内容如下：厂站名：发电厂；所属断路器：1QF；电流互感器名称：1CT；一次标准电流：1000；二次标准电流：5；即变比为200；不选同名端设置 无特殊相输出）(4) 电压互感器(TV)设置电压互感器不用设置，软件自动根据设备所在的母线的电压等级自动计算电压互感器变比。(5) 设备信号系数管理由于设备的离散性，每台测试仪的模拟输出的调节系数是不同的，因此，必须对测试仪的模拟系数进行管理，使测试仪的输出精度提高。在设备管理菜单中，选择设备系数，则显示出设备系数输入窗体，如图6-8所示。图6-8 设备系数输入界面将测试仪的系数通过上面的窗体写入数据库中。按钮为增加删减记录使用，从左到右的的功能为转首条记录、转上条记录、转下条记录、转末条记录、添加记录、删除当前记录、编辑记录、确认更改、撤销更改、刷新数据等功能。注意：在组态状态和运行状态下均能修改设备系数，但只有在密码输入正确的情况下才能修改，一般情况下不建议修改设备系数。6.2 设备的初始化控制当设备相关设置完成后，便可进行设备运行操作。可执行以下几种操作：(1) 设备扫描。在设备管理菜单中，选择设备扫描即可。功能：A. 从数据库中加载各设备的参数给接口程序。B. 自动搜索通讯口，和测试仪自动进行联机。注意：当更改设备的属性后，必须重新扫描设备，加载更新的设备参数给接口程序。(2) 设备初始化。在设备管理菜单中，选择设备初始化即可。功能：将工作区相关的断路器的状态下载。形成网络的初始状态。注意：只有扫描设备成功后，设备初始化执行才有效。(3) 获取系统状态。在设备管理菜单中，选择获取系统状态即可。功能：获取所有测试仪模拟断路器的状态，并在主窗体上显示出来。(4) 设备复归。在设备管理菜单中，选择设备复归即可。功能：将测试仪恢复到上电状态。(5) 设备录波。获取测试仪中的录波信息。第7章 模拟运行 7.1 系统连线当测试仪与不同类型的继电保护装置连接时，系统连线有所不同。(1) 测试仪和线路继电保护装置连接根据第6章设备的设置，确定测试仪和继电保护屏的相关端子连接关系，如图7-1。保护装置的三相电压、电流接线端子和测试仪的三相电压、电流端子相连，模拟该点二次电压、电流信号。将保护装置的跳闸合闸输出和测试仪的开入1和开入2相连，将保护装置的合位和跳位端子和测试仪的开出2和开出1相连，测试仪的开入4（低气压闭锁信号）接在保护装置的低气压闭锁端子上。即测试仪的开出1作为断路器合位指示，开出2作为为断路器跳位指示。测试仪的开入1作为断路器的跳闸线圈输入，开入2作为断路器的合闸线圈输入。图7-1 测试仪和线路继电保护装置连接(2) 测试仪和变压器继电保护装置连接当测试仪和两圈变压器保护装置相连时，因测试仪只能输出四相电流，无法模拟变压器的全部模拟量，因此只能进行分相实验，即ABC三相电流模拟变压器一侧线圈（通常是Y形）三相电流，X相电流模拟变压器另一侧线圈（通常三角形侧）的A相电流。除完成图7-1中的所有接线外，还要把Ix接在变压器的低压侧Ia端子上。在本项目中，安装变压器保护装置保护的变压器是2T。在设置电流互感器时，变压器高压侧的电流互感器3TA按常规方法设置如图7-2，由于变压器低压侧的电流互感器4TA的A相电流由测试仪的Ix相模拟，因此在4TA设置中应选中“电流由特殊相流出”，如图7-3。另外，考虑变压器一次侧和二次侧的额定电流，应设置合理的两侧TA变比。图7-2 变压器高压侧的电流互感器3TA设置图7-3 变压器低压侧的电流互感器3TA设置7.2 运行操作当完成以上接线和设置后，即可开始进行系统模拟仿真。第一步：在设备管理中执行设备扫描，使软件和测试仪连接。第二步：在设备管理中执行系统初始化。(1) 正常运行若如图34所示，将测试仪设备与断路器1QF相关，则当系统在非组态状态下，工作区没有设置故障时，在弹出菜单中选择运行时，可将潮流分析中流过1QF的电流信号和A母线的电压信号经TA和TV后由测试仪输出。(2) 故障模拟为了说明问题，现以线路AB故障为例。a. 右击鼠标在弹出菜单中选择设置故障。b. 双击要设置故障的线路元件，出现线路故障设置窗体（图7-4）设置故障。l 线路故障设置页说明* 故障性质：说明线路发生的故障是永久性故障，还是瞬时性故障.* 故障限时：在大的故障电流输出时，当保护装置没有发跳令切除故障时，经过设置的故障限时延时时间后测试仪自动停止电流输出，从而保护测试仪的功放，也可用于测试本保护装置与其他保护装置的配合动作情况。注意：故障限时若设置为零，则当故障发生10s后，自动切除故障电流。* 非手控故障：当此项不选时，测试仪的潮流信号和故障信号输出通过开入量触发输出，即开入1触发潮流信号的输出，开入4触发故障信号的输出。图7-4线路故障设置界面c. 右击鼠标在弹出菜单中选择运行。下载信号等待保护动作及其动作后的返回信号。注意：如果需要在别的元件上设置新的故障，应该先清除已设的故障（右击鼠标在弹出菜单中选择清除故障），再在新的元件上设置故障。若要停止系统运行，可在设备管理菜单中，选择设备复归，使测试仪恢复到上电状态，停止一切信号输出。7.3 操作注意事项(1) 系统设备的上电顺序应为：测试仪、保护装置、计算机。停电顺序反之。(2) 若故障短路电流值很大时，应在故障设置中的故障限时时间短一些，当保护装置无法切除故障时，系统在故障限时到时间后自动使短路电流值归零，从而保护测试仪的功放。(3) 测试仪停电前，应使测试仪的所有信号复归。