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水电站继电保护整定计算的科学性和准确性是保证水电站安全稳定运行的基础。由于水电站具有接线型式多样、运行方式繁多、保护配合关系复杂、与实际关联紧密等特点,加之目前缺乏分析水电站运行方式和保护配合关系的资料,使得在整定过程中,进行相应分析时困难重重。然而不同运行方式下的故障计算结果将直接影响整定参数及灵敏度校验的科学性;保护之间正确的配合关系又是保证其具有正确“选择性”的关键因素之一,所以在水电站继电保护整定计算中需要正确解决故障计算、运行方式分析和保护配合顺序三大关键问题。 水电站继电保护的整定计算除了上述内容之外,还具有多样的整定规则及大量的参数信息。长期以来,水电站整定计算工作多是人工整定的,这种粗放型的工作方式不仅准确性低,也难以对继电保护信息进行统一及科学的管理。所以对水电站继电保护整定计算软件进行一体化的设计和开发,能极大地提升继电保护整定工作的水平,实现水电站继电保护信息管理的规范化、标准化。 基于上述的背景,本文以水电站继电保护整定计算关键的技术问题及自动整定计算软件开发为内容,重点研究了水电站的故障计算、运行方式分析(包括主接线系统和厂用电系统)以及继电保护的整定配合顺序三个方面的关键问题,并开发了集设备管理、定值管理、运行方式分析、故障计算、保护配置及其整定计算、整定报告书的自动生成等功能的一体化水电站继电保护自动整定计算软件。 在关键性问题的研究方面,故障计算时,应用了对称分量法,通过拓扑分析形成网络节点导纳矩阵(包括正序、负序和零序网络),并采用叠加原理进行故障计算;而分析运行方式时,提出了主接线系统以电气设备自身状态的改变来进行分析,而对于厂用电系统则提出了以“母线”为单元,通过查找供电路径来确定运行方式;对于保护配合顺序,提出了主接线系统以“电气设备”为单元,厂用电系统以“线路”为单元的原则,通过主/后备保护配合关系来确定最终整定计算的顺序。 整定计算软件的开发,是在Windows平台下,是以Delphi2007为可视化软件开发工具,结合ACCESS数据库开发的,并在Visual Graph集成环境下对电力元件库进行开发。软件系统在整体的开发设计中,采用面向对象技术、模块化和一体化的设计思想,开发了集设备管理、定值管理、运行方式分析、故障计算、保护配置及其整定计算、整定报告书的自动生成等功能的一体化的水电站继电保护自动整定计算软件,该软件具有友好的人机交互功能、通用性及可扩充性,并成功应用到一系列水电站的继电保护整定计算工程项目中。