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【關鍵詞】繼電保護;整定計算;注意事項
我國作為當前世界上經濟總量和經濟規模最大的國家之一,每年工農業生產和生活所需電量是一個龐大的數字,國家一直對于電網建設都十分重視,繼電保護作為廣泛應用于各級電力系統中的重要保護措施,在國民經濟生產和生活中的地位不容忽視。繼電保護在電力系統中一旦出現故障,輕則會造成大面積的停電現象,重則會引發嚴重安全事故,威脅生產安全和生活安全,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穩定、有序運行的關鍵措施。
一、繼電保護整定計算的理論發展和實踐應用
近百年來,繼電保護理論和實踐兩方面都得到了長足的發展,構成保護裝置的元器件和材料也經歷了革命性的變化,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、網絡化的方向發展,集測量、控制、保護等功能于一身,形成了一體化發展趨勢[1]。整定計算主要是針對電力系統運行具體情況和保護裝置需求對動作值、動作時間等參數進行計算,在獲得合理值時調整保護裝置以滿足運行需求。電力系統的運行并非一成不變,所以保護整定也要隨之發生變化,順應電力系統發展趨勢,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的實時變化,不斷完善知識理論和實踐經驗的過程中加強對技術工作的研究,以負責人的態度徹底解決計算問題。
我國的電力需求在很長時間內都會保持著一種持續增長狀態,因此,繼電保護的整定計算問題不僅意味著電力系統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。繼電保護裝置需要在運行中及時反映系統的異常狀況,還要在發生系統故障時及時有效的切除故障系統,所以,不同的電網整定計算的情況也會隨之變化,一旦其達到或者超出設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定,以滿足新的運行需求。所以,整定計算方案的設計要綜合考慮靈敏性、快捷性、可靠性等,依據具體情況進行充分選擇,最后設計出最佳計算方案,這樣才能夠實現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
電力系統是繼電保護裝置的運行基礎,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,整定計算作為系統工程,要綜合考慮多方因素影響及其相互作用,統籌考慮并予以解決。
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系及編制整定方案。保護配置方案的確定要適應電力系統發展需要,根據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部不同保護功能之間需要高精度的協調配合關系,主要元件和輔助元件的搭配、功能模塊之間的邏輯關系以及根據整定值實現配合關系都是重難點,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。假如遇到電網結構復雜、整定計算不能滿足需求、保護裝置無法充分發揮效能的情況,就需要按照整定規程進行取舍,側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、配合系數的選擇與微型機保護裝置的參數選擇。
定值計算所依據的數據必須準確無誤,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、電抗器的名牌數據和使用說明,電壓與電流互感器的檢驗報告,保護裝置技術說明、理論技術參數與實測參數及現狀保護裝置清單等,這些資料是進行定值計算的基礎,需要提前交給繼電保護機構以便進行計算,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運行方式、變壓器中性點接地方式等相關,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部門溝通為主,以滿足現行電氣設備為基準對方案進行驗證和完善,留有一定的發揮空間,不以單次運行做出限制。接地方式根據整定計算人員建議進行選擇,除了要能夠充分發揮零序作用外還要能夠改善接地,盡可能保持零序等值網絡穩定[3]。配合系數選擇包括零序網絡的分支系數和正序網絡的助增系數,二者的選擇和計算主要受電網類型、線路保護等因素影響,是計算量最大的環節,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中應用頻率和范圍較廣的保護裝置,這種裝置的參數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上進行計算,這樣才能夠正確選擇和設置參數,不過最好的情況還是由廠家技術人員來解決微型機參數的選擇和改動,風險較小[3]。
三、結語
總之,繼電保護是電力系統運行的重要組成部分,整定計算作為繼電保護的重要環節,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:
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【關鍵詞】 110 kV以上電壓 繼電保護整定 分析研究
近年來,隨著電力行業的快速發展,電壓等級以及設備技術含量呈現出不斷升高的態勢,如何有效保證整個系統的運行安全性和穩定性,成為了亟待解決的問題。繼電保護系統在整個電力系統安全、穩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,查找存在的薄弱環節,進行針對性的改進,以此保證整個系統的有效運行。
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的正常運行影響降到最低值,保證用戶用電,這一系統對于變電站的正常運行意義較大,其配置方案主要包括設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,專業技能與實踐經驗強,還要具有強烈的敬業精神,應當建立人員的長期培養規劃,采取引進和就地培養相結合的方式,培養綜合業務能力較強的較為穩定的工作人員。
(2)設備配置。在110kV以上變電站的繼電保護設備配置中,分為常規保護以及系統保護兩種配置。在常規保護配置方面,主要有主變壓器保護和電容器保護、保護監控設備等,而系統保護配置一般運用雙重機理進行配置,系統保護設備能夠獨立實施對全部設備的繼電保護,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,但其下設多條分線,均設置有配電系統,負荷并不一致,導致這一繼電保護方案出現了薄弱環節。主要表現在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,從而實現主網和分線的穩定運行。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故障狀態下,其余主編出現負荷超載,110kV主變檢修會導致35kV母線容量超載,成為純負荷線路。另外,繼電保護設備性能偏低,雖然數量眾多,但是由于自身存在缺陷,容易出現變壓器故障以及線路短路等方面的問題,穩定性不足。
3 110kV以上繼電保護存在的主要薄弱環節
通過對本地以及諸多地區110kV以上變電站繼電保護方案的分析,可以發現其存在的主要薄弱環節有3個方面:首先,元器件容易出現故障,主要原因和元器件自身質量以及使用期限超標有關,還與具體操作不夠規范因素有關。其次是繼電保護措施存在不足,部分變電站在繼電保護設備方面沒有達到規定的標準,甚至出現設備不足的現象,直接限制了繼電保護方案的科學性以及保護實效性。另外,繼電保護系統中還具有一些隱性故障,例如CT二次回路多點接地引發保護誤動,需要強化對設備的維護,及時排除相關故障隱患。
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備配置。要嚴格按照110kV以上變電站繼電保護設備配置要求落實到位,保證設備數量以及技術指標合乎規范,同時要注重開展維護。如變壓器燒毀經常出現,這樣的事故可能與其無法耐受強電流沖擊以及主變側保護欠缺、繼電保護設備不全等方面因素有關,對此,在設備購置關口就要嚴格把關質量,從選型、技術參數檢查等方面把關,還應強化主變側的保護,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。繼電保護技術與設備的發展日新月異,不斷升級,要強化對專業崗位人員的培養與要求。要通過引進來與就地培養相結合的方式,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發展的需求。
(3)進一步優化繼電保護管理性能。要將技術含量高的智能設備運用于繼電保護系統運行中,尤其是要強化數字化分散式變電站自動化系統的研發與運用,設計出測量、保護和控制、分析于一體,具備在線監測、狀態檢修和遠方監視等功能的技術與設備,從源頭上減少故障出現的概率、頻率,提高繼電保護系統的安全穩定運行成效。如備用電源自動投入裝置和故障錄波器配置等,能夠對故障狀態下變壓器的電流值進行全面的監控,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,要深入分析系統存在的薄弱環節,從技術、設備以及人員等方面予以強化,為電力系統的正常運行發揮更佳的保障作用。
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化[J].中國造紙,2010(07).
本文結合繼電保護自動測試的需求,針對測試系統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,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,從而實現自動測試系統對多種繼電保護測試儀的兼容性。
關鍵詞
繼電保護;自動測試;測試儀驅動保護;邏輯測試
1引言
自動測試系統的測試項目以保護的邏輯測試為核心,邏輯測試需要驅動測試儀按照測試需求向保護輸出序列化的電壓電流,并根據保護的相關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計包括兩個方面的內容:標準化的繼電保護測試功能數據,標準化的測試儀控制。目前的自動測試系統開發模式基本上還是以各測試儀生產廠家自行開發為主。各廠家開發自動測試時基本上都是采用自定義的測試參數,并且只針對本廠家的測試儀提供控制接口,在系統設計時沒有從架構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,也給自動測試系統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據接口,并以此為基礎,通過對各測試儀生產廠家測試過程的分析比對,,設計出一套通用的繼電保護測試儀控制接口,從而實現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據接口
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、發變組保護、發電機保護、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據、測試后應記錄的結果數據。以“距離保護”為例,距離保護的工作原理為“三相系統發生短路故障時,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,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的短路故障,所以還必須提供相應的短路計算參數,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果為在規定的時間范圍內跳開斷路器的ABC相接點,所以測試結果數據表現現為A、B、C相跳閘時間。基于以上方法,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,設計了一套標準化的繼電保護測試功能數據接口。每一種測試功能數據接口包括三部分,分別為測試項目標識、測試數據、結果數據,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據接口描述如下圖所示,左側為樹狀結構描述,右側為XML描述,其中clsid部分為測試項目標識,params部分為測試數據,result部分為結果數據。如圖1所示。
3標準化的繼電保護測試儀控制接口
自動測試系統要完成保護的邏輯測試,必須通過與測試儀器的數據交互,控制測試儀實現電壓電流輸出,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,同時結合標準化的繼電保護測試功能數據接口,設計出一套測試儀控制的通用接口,從而實現繼電保護測試儀的控制標準化。
3.1測試儀控制接口設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(網口)與PC機通訊;(2)測試參數下載;(3)測試執行;(4)測試結果獲取;由此可以根據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、開出量發送、開入量狀態讀取等等。其中“測試參數下載”和“測試結果獲取”兩個操作需要提供相關數據,這一部分的數據已經通過前面標準化的繼電保護測試功能數據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方式自動測試的測試儀控制接口實現包括“客戶端”和“服務器端”兩部分。客戶端由自動測試系統通過“自動測試服務進程”的方式實現,包括發送下行消息、接收測試儀的上行反饋信息,包括開入接點的變位、測試結果等事件。服務器端由具體的測試儀生產廠家提供實現,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、上行事件的發送等等。客戶端和服務器端之間采用TCP協議進行數據傳輸,數據格式定義為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據結構定義如表3所示。
3.2.2客戶端和服務器端之間的通訊數據編碼方式定義
4應用舉例
按照本文提出的標準化的測試功能數據接口以及標準化的測試儀接口控制設計,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系列傳統測試儀、F系列光數字化測試儀、B系列數模一體化測試儀,進行了實現和驗證,TCP實現過程如表4所示。
5結論
本文結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據接口,并以此為基礎,設計出一種基于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,從而實現自動測試系統對多種繼電保護測試儀的兼容性。
參考文獻
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關鍵詞: 繼電保護設備; 評價管理系統; J2EE技術架構; jQuery; 工作流技術; 模板引擎技術
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
隨著電網規模不斷擴大以及微機保護技術的日趨成熟,繼電保護設備數量急劇增長,保護設備制造廠家呈現多元化的趨勢,不同廠家保護設備型號多,產品運行質量也參差不齊,這給繼電保護入網管理、設備選型等工作帶來了很大的挑戰,迫切需要開展各廠家保護設備運行質量評價工作[1]。此外,繼電保護狀態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計,形成相應的指標為繼電保護設備檢修的輔助決策提供依據。繼電保護設備評價管理系統針對各個廠家的設備運行數據,進行客觀的評價考核,形成對各廠家各設備的評價體系,為繼電保護設備的管理和選型工作建立標準。
繼電保護設備評價管理系統必須達到下列目標:符合現代信息技術發展的趨勢,保證系統在一定時期內的技術領先性;模塊化結構,支持跨平臺互聯;系統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“面向數據的設計方法及面向對象的開發方法”將各種不同的原始數據和文檔加工成數字化信息,實現信息的統一管理;采用WWW技術,實現各種維護、查詢界面的統一性;在確保應用系統本身穩定運行的基礎上,科學地劃分業務人員的權限,根據權限確定其可以使用的功能,防止企業核心信息及機密信息的外泄,以確保系統的安全性和保密性;適應電力行業的需要,符合電力行業標準;系統遵循ISO9000的有關軟件開發的國際標準。
1 系統設計
1.1 系統物理結構
系統的物理結構如圖1所示,其中,數據庫服務器為整個系統提供數據庫服務,采用Oracle 10g數據庫作為系統數據庫。采用Tomcat(或JBOSS)作為WEB應用容器。客戶端:系統采用B/S結構,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。數據同步服務器用于為系統提供數據同步服務,用于與生產管理系統和項目檢修輔助決策系統進行數據交互,可與應用程序服務器合并。
圖1 應用系統物理結構圖
1.2 總體技術框架
J2EE[2]是一種利用Java 2平臺來簡化諸多與多級企業解決方案的開發、部署和管理相關的復雜問題的體系結構。本系統采用最新的J2EE技術,基于Struts + Spring + Hibernate經典MVC架構,使用AJAX技術提高前臺展現效果,使用jQuery作為AJAX應用框架。利用以上多種主流開源技術能夠構建成一個完整的、可擴展性強的整體技術框架。系統技術框架結構如圖2所示。
圖2 總體技術框架圖
系統從職責上分為四層:WEB層、業務邏輯層、數據持久層和實體層。其中使用Struts作為系統的整體基礎架構,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,業務層用Spring支持。具體做法是:用面向對象的分析方法,根據需求提出一些模型,將這些模型實現為基本的Java對象,然后編寫基本的DAO接口,并給出Hibernate的DAO實現,采用DAO類來實現Java類與數據庫之間的轉換和訪問,最后由Spring完成業務邏輯的處理。
系統的基本處理流程是[3]:在WEB表示層中,首先通過JSP頁面實現交互界面,負責傳送請求(Request)和接收響應(Response),然后Struts2根據Annotation(約定大于配置)將Struts2Filter接收到的Request委派給相應的Action處理。在業務層中,管理服務組件的Spring IOC容器負責向Action提供業務模型(Model)組件和該組件的協作對象數據處理(DAO)組件完成業務邏輯,并提供事務處理、緩沖池等容器組件以提升系統性能和保證數據的完整性。而在持久層中,則利用Hibernate的對象化映射和數據庫交互,處理DAO組件請求的數據,并返回處理結果。
采用上述開發模型,不僅實現了視圖、控制器與模型的徹底分離,而且還實現了業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,并且數據庫的變化也不會對前端有所影響,可以提高系統的可復用性。而且由于不同層之間耦合度小,有利于團隊成員并行工作,提高開發效率[4]。
浙江電網繼電保護設備評價管理系統利用大型數據庫Oracle提供高性能、可靠性高的海量數據存儲能力儲存浙江電網繼電保護運行質量評價考核系統業務數據。目前浙江電網繼電保護運行質量評價考核系統支持Oracle 10g及以上數據庫。
1.3 功能模塊
系統共分為7個功能模塊:用戶登錄模塊、地區繼電保護專業考核、設備臺賬管理、設備缺陷分析、繼電保護運行質量評價、用戶權限管理、系統公共模塊。應用系統功能模塊劃分如圖3所示。
圖3 應用系統功能模塊圖
⑴ 用戶登錄模塊
用戶登錄模塊提供了用戶登錄到系統、用戶安全退出系統的功能。用戶登錄后,系統根據不同的權限設置顯示不同的菜單結構。用戶登錄之后顯示的默認首頁中,除系統頭部和菜單區域之外,有最新動態、當前正在進行的地區專業考核信息、當前正在進行的運行質量考核信息、設備臺帳查詢入口、缺陷分析查詢入口、幾個關鍵的報表(設備概況、市場占有率、缺陷分類、制造廠家分類)。
⑵ 地區繼電保護專業考核
地區繼電保護專業考核以地區為考核對象,從各項設定的考核項目按照規定的檢查標準和評分標準,對考核地區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。考核報告模板維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,修改模板關聯的文件來實現的。在模板內容中,需要動態統計考核結果才能得出的數據可以以占位符的形式存在報告模板中,在考核結束導出word格式評價報告時系統會將占位符替換為相關數值或文字。考核模塊提供整個實際考核流程的相關功能,具體包含:新建考核、當前考核維護與查詢、 考核、考核流程、考核結束、考核結果查看。
考核評分統計報表模塊提供對考核結果的統計功能。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 設備臺賬管理
可以統計各廠家保護設備的數量、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。原始數據導入模塊可通過導入excel文件或數據庫接口同步。繼電保護設備查詢模塊:設置字段的查詢條件,對導入的數據列表進行篩選,顯示符合查詢條件的數據。查詢條件設置,采用了輸入框和下拉列表選擇結合的方式。繼電保護設備分析模塊:根據excel導入的數據,按用戶選擇的報表類型,設置相應的算法,生成報表。自定義報表模塊,可根據用戶自定義的報表模板生成統計報表。
⑷ 設備缺陷分析
為了使運行考核系統從現行的故障運行系統中獲取繼保設備的故障記錄,設備缺陷分析模塊包含三個子模塊:缺陷數據導入模塊、缺陷數據查詢模塊、缺陷報告管理模塊。缺陷數據導入模塊提供兩種數據導入方式:使用excel導入缺陷數據時,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。導入后缺陷數據將寫入系統數據庫。缺陷數據查詢模塊提供對缺陷數據各字段的檢索功能。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。生成報表功能根據用戶選擇的報表模板生成統計報表。
⑸ 繼電保護運行質量評價
繼電保護運行質量評價模塊以制造廠家為評價對象,不再區分保護類別。它從質量控制體系、工程服務、運行質量、售后服務等四個方面考核廠家的運行質量和服務質量。除故障率需要統一計算外,其他項目系統按照地區局上報的廠家運行質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聯。評價模塊提供整個運行質量評價流程的相關功能,評價流程為:根據缺陷分析模塊的數據,計算出相關廠商的設備故障率,并根據算法計算設備故障率欄目下的得分;導入廠家運行質量服務投訴記錄,系統解析該記錄,并對評價中的各項目計算最終得分。
質量投訴記錄模塊提供了對日常服務記錄的增刪查改功能。評分統計報表模塊提供對評價結果的統計功能。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 用戶權限管理
為系統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。系統管理員可在此設置用戶的角色,并可定義用戶權限。
普通用戶不能自行修改用戶名、角色、權限等系統設置,其它信息用戶可在個人設定里進行更改。
角色管理為系統提供各種角色的管理。為方便管理員進行管理,系統默認設置了系統管理員、數據管理員、檢查員、項目負責人、地區用戶、普通用戶六個類型的角色。默認情況下,系統管理員可進行任意操作,數據管理員可進行基礎數據維護及臺帳數據、運行數據的維護。
系統管理員可在此進行權限的管理,包括進行角色權限定義和用戶權限的設置。
⑺ 系統公共模塊
主要提供了修改用戶登錄密碼的功能。該模塊還提供數據字典管理功能。數據字典管理是在新系統數據流程圖的基礎上,進一步定義和描述所有數據的工具,包括對一切動態數據(數據流)和靜態數據(數據存儲)的數據結構和相互關系的說明,是數據分析和數據管理的重要工具,是系統設計階段進行數據庫(文件)設計的參考依據。該模塊主要是是對整個系統的一些數據經行增刪改查操作。除此,該模塊提供遠程數據庫設置功能,
2 系統使用的關鍵技術
2.1 數據同步
根據實際情況,可采用幾種同步方式:
⑴ 數據庫直接同步:利用Oracle數據庫提供的數據同步功能,可以直接讓系統的數據與生產管理系統的數據庫中的臺帳和運行數據同步。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管理系統的數據庫帶來額外的負擔。
⑵ 通過數據接口獲取數據:在生產管理系統提供數據接口的前提下,用戶可配置定時讀取的時間和內容,然后在系統中調用數據接口進行讀取。由于系統采用的技術框架中利用了IOC技術,在后期只要對提供的數據接口進行簡單的再次封裝和配置,系統就能完成該功能。實時性基本可以滿足系統需求。
⑶ 導入導出Excel文件數據:系統利用Apache的POI組件,可提取Excel文件中的數據,并放入數據持久層,然后由數據持久層寫入到數據庫中。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,FF,Safari,Opera9等。jQuery使用戶能更方便地處理HTML documents、events,實現動畫效果,并且方便地為網站提供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內容分離,也就是說,不用再在html里面插入一堆js來調用命令了,只需定義id即可。系統使用jQuery作為AJAX應用框架,有效地簡化了系統開發工作。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
$("#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 工作流技術與模板引擎技術
⑴ 工作流技術
jBPM[7],全稱是Java Business Process Management(業務流程管理),它是覆蓋了業務流程管理、工作流、服務協作等領域的一個開源的、靈活的、易擴展的可執行流程語言框架。jBPM最大的特色就是它的業務邏輯定義沒有采用目前的一些規范,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認為一個業務流程可以被看作是一個UML狀態圖,可通過圖型化的流程定義,直觀地描述業務流程。jBPM的另一個特色是它使用Hibernate來管理它的數據庫。Hibernate是目前Java領域最好的一種數據存儲層解決方案,只要是Hibernate 支持的數據庫, jBPM 也就支持。通過Hibernate,jBPM將數據的管理職能分離出去,自己專注于業務邏輯的處理。
系統采用了jBPM工作流技術,搭建以現場服務記錄為基準、以工作流引擎為線索、以預設考核指標為標準的多級電網繼電設備考核評審工作流程,確保從現場環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
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開發時,界面設計人員可以和Java程序開發人員同步開發一個遵循MVC架構的web站點,也就是說,頁面設計人員可以只關注頁面的顯示效果,而由Java程序開發人員關注業務邏輯編碼。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站點開發這個領域,例如,它可以從模板(template)產生SQL和PostScript、XML,它也可以被當作一個獨立工具來產生源代碼和報告,或者作為其他系統的集成組件使用。Velocity也可以為Turbine Web開發架構提供模板服務(template service)。
我們采用Velocity模板引擎技術,構建了基于模板引擎技術的考核指標算法定義系統,利用模板語言進行公式、參數、算法的定義和計算,實現了考核指標的靈活智能化定義,保證了考核評價工作的規范化和客觀化。
2.4 JACOB和POI
為了提供自動生成考核評價報告的功能,系統采用了JACOB(Java-COM-Bridge)組件操作Word模板文檔,用統計運算后的考核數據替換模板中的占位符,從而實現了評價報告的自動生成。在地區繼電保護專業考核等模塊中,系統利用Apache的POI組件,提取Excel文件中的數據,并放入數據持久層,然后由數據持久層寫入到數據庫中,在對數據進行統計分析后,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系統庫。JACOB具有可擴展的特性,利用它可以輕松實現在Java中操作word文檔,目前最新的版本是JACOB-1.省略/下載。系統的地區繼電保護專業考核模塊和繼電保護運行質量評價模塊都使用了JACOB組件,用于導出地區專業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的文件結構完全不同于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Office 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設置單元格樣式、利用HSSFRow生成表格頭、利用HSSFCell設置表頭內容(包括創建單元格、設置列寬、填寫表格實際內容)、最后設置具體的考核項目內容。Office 2007的處理流程與2003是類似的,區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 系統特點及實現
繼電保護設備評價管理系統采用了多種主流開源技術,系統具有很強的可擴展性,系統針對各廠家繼電保護設備運行數據進行客觀評價與考核,為繼電保護設備的管理和選型工作建立標準。系統的運行界面如圖4所示,系統具備如下特點:
⑴ 搭建以現場服務記錄為基準、以工作流引擎為線索、以預設考核指標為標準的多級電網繼電設備考核評審工作流程,確保從現場環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 構建基于模板引擎技術的考核指標算法定義系統,利用模板語言進行公式、參數、算法的定義和計算,實現了考核指標的靈活智能化定義,保證了考核評價工作的規范化和客觀化。
⑶ 構建電網繼電設備臺帳和電網繼電設備缺陷數據庫,并在該數據庫上實現了自定義多維統計報表,可以靈活進行多方位的數據統計工作,并形成豐富多樣的報表。
圖4 系統運行界面
4 結束語
綜上所述,繼電保護設備評價管理系統采用“面向數據的設計方法及面向對象的開發方法”將各種不同的原始數據和文檔加工成數字化信息,實現了信息的統一管理;通過對電網繼電保護設備運行信息的綜合統計,形成相應的指標,為繼電保護狀態檢修的輔助決策提供了重要的參考依據。繼電保護設備評價管理系統針對各個廠家的設備運行數據,進行客觀的評價考核,形成對各廠家各設備的評價體系,適應了電力行業的需要,符合電力行業標準,能夠為繼電保護設備的管理和選型工作提供幫助。
參考文獻:
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[2] 任勇.基于J2EE的管理信息系統的開發與研究[D]. 北京化工大學,2006.
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[5] 羅小平.小議JavaScript庫―Dojo、jQuery和PrototypeJS的比較[J]. 程序員,2008.8:105~108
[6] 尹婷,趙思佳. 基于jQuery框架的AJAX網站設計模式的研究[J].湖南環境生物職業技術學院學報,2010.16(3):1~4
[7] 顧文軒,王瓊, 徐汀榮.基于JBPM的工作流管理系統的研究與設計[J].計算機應用與軟件,2009.26(5):104~106
[8] 邢昊,張凌,張平,等.基于Velocity的J2EE開發模式及其應用[J].計算機應用,2003.23(1):48~50
【關鍵詞】繼電保護技術 可靠性分析 應用
電力系統的第一道防護線就是繼電保護系統,繼電保護系統可以保證電力系統的正常運行,防止故障和異常對電力系統造成的不良影響。伴隨著科學技術的發展,互聯網在電力系統中被廣泛應用,因此,本文首先對繼電保護系統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施配置著重點出,首先要針對繼電保護系統的可靠性進行簡要闡述。
1 繼電保護系統的可靠性分析
1.1 繼電保護系統的可靠性定義
目前的繼電保護可靠性理論研究大多數都沒有涉及隱性故障和系統運行狀態變化對繼電保護系統可靠性的影響。因此,如何在電力系統在發生故障或出現威脅安全運行狀況時,利用繼電器來保護發電機、變壓器、輸電線路等電力系統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提出了簡要的策略分析及應當重視的設備及配置。
1.2 繼電保護可靠性的影響因素
1.2.1 保護裝置硬件
微機保護裝置實質是電子設備及相關軟件構成的有機整體,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
硬件是實現保護功能的平臺,軟件及其保護算法是保護功能實現的核心。這里的軟件指與保護原理正確與否無關的程序設計、編制等問題,其可靠性難以根據物理要素進行預計,主要取決于保護原理的性能、系統輸入以及軟件設計等。
1.2.3 互感器等相關設備
斷路器、電流互感器TA以及電壓互感器TV之類的設備傳變輸入量和執行輸出動作的差錯,將直接影響保護系統正確反映一次系統狀態和正確動作的能力。
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運行狀況都可能影響繼電保護可靠性。
1.2.6 保護系統的配置
對一次設備的保護是由多套保護相互配合,構成一個完善的保護系統以實現保護功能。保護系統的可靠性不僅與各套保護本身的可靠性有關,也與保護系統的配置方案有關。
經過上述分析,繼電保護系統的可靠性可從兩個方面來分析:一是從二次系統的角度,分析投入運行的繼電保護系統在任何時刻處于可用狀態的概率;二是結合一次被保護設備,分析繼電保護系統正確工作的概率。
2 繼電保護系統可靠性的提高策略
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,為后續制的周期性維護制定準確有效的參考維護方案。傳統繼電保護裝置都沒有監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,以確保可靠性,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中廣泛使用,已被普遍應用于電力系統的線路保護、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實際運行情況的需要配置進行相應保護,滿足電力系統的各種需求,實現對其“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。
現在,狀態監視和定期自我檢測功能被廣泛運用在繼電保護系統當中,依靠定期自檢功能能夠不間斷的定期排查潛在故障隱患,二自檢沒有發現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的可靠性。計算機系統的應用是繼電保護系統裝置的重點,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電網中繼電保護的一般配置
繼電保護系統在電網中應用的關鍵在于電力系統的電壓越來越高,容量越來越大,為電力系統安全、穩定和可靠的運行造成了較大難題,而繼電保護系統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中十分重要的設備,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的安全穩定的運行。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為兩套。對于中低壓電網比較重要的母線,也需要要求設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,對已經卑職的保護系統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,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,可分為主輸電網、次輸電網以及配電線路保護。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 結論
文中針對我國現有條件下,繼電保護系統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的可靠性與穩定性,為電力系統的運行排除艱險、保駕護航保證電力系統正常運行,防止事故的發生,完善繼電保護系統的評估方法對電力系統的未來發展具有重要意義,繼電系統能否正常有序的工作與設備的有效保護將直接影響電力系統的正常運行,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及在電網中保護設備配置的技術。
參考文獻
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[2]洪梅,丁明等.保護系統的概率模型及其對組合系統可靠性的影響[J].電網技術,1997,21(08):44-48.