电力网信号源控制系统使用说明书.docx

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电力网信号源控制系统使用说明书

ChangShaTongQingElectricalandInformationCo.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

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、WindowsMe、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）。

●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

●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

●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。

●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3-135kV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±7×2.5％，

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±7×2.5％，

短路损耗0KW，短路压降10.5％。

负载Load：

名称Load，大小8＋j3MVA。

电流互感器：

1CT--1000/52CT--600/53CT--500/54CT--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35KVB--电压等级35KVC--电压等级35KVD--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

●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

●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

●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37.5KV，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

●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）。

●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

●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

●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

●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（