RTDS在繼電保護試驗上的應用分析

黃 霖

（國網江蘇省電力公司檢修分公司泰州運維站，225300）

RTDS在繼電保護試驗上的應用分析

黃 霖

（國網江蘇省電力公司檢修分公司泰州運維站，225300）

RTDS是一種數據仿真系統，該系統在繼電保護試驗中得到了較為廣泛地應用。在對RTDS研究過程中，本文主要就其在繼電保護試驗中的具體應用作為出發點，分析了RTDS的功能和作用。

RTDS；繼電保護；電力系統

0 前言

RTDS系統在電網快速發展形勢下，在繼電保護試驗中得到了廣泛地應用。RTDS系統在具體應用過程中，通過電力仿真工具，能夠對系統性能進行較好的分析和把握，從而實現繼電保護目標。RTDS在具體應用過程中，融合了DSP技術、計算機技術和并行處理技術，能夠對電力仿真分析過程中，存在的成本高問題以及擴展性較差的問題進行較好的解決，保證仿真分析能夠更好地獲取所需要的數據信息。

1 RTDS概述

RTDS在繼電保護試驗中應用，主要從電力系統和控制系統元件模型庫角度出發，通過利用JAVA的RSCAD進行建模，進行計算仿真分析。在進行具體運算過程中，RTDS硬件利用了DSP處理元件，能夠對數據信息進行較好的處理。同時，RSCAD仿真模型在利用過程中，通過WIF卡輸到RACK計算，并且在數據連接過程中，利用A/D接口和D/A驅動接口實現數據傳輸。RTDS仿真系統的頻率范圍在0-4000Hz，在具體應用過程中，分為三個層次。第一層次為GUI界面，即圖形用戶界面，用戶通過對GUI利用，實現對算例的仿真分析；第二層次為編譯器/操作系統；第三層次為電力系統元件模型。GUI界面、操作系統以及元件模型，實現了電力系統仿真分析，從而保證試驗能夠對相關數據信息進行較好的獲取。

2 RTDS在繼電保護試驗上的應用分析

本文在對RTDS在繼電保護試驗中的應用分析，主要通過RTDS進行模型構建，并根據繼電保護試驗的相關要求，對各元件的參數進行設計，通過RTDS提供的數學模型元件，保證繼電保護試驗能夠取得較好的效果。在對RTDS進行應用過程中，要注重對仿真試驗操作界面進行把握，這一過程中，利用RTDS實現其與繼電保護設備的有效連接。具體仿真試驗操作過程中，系統啟動按鈕需要對故障模擬系統進行控制，并對電力系統運行進行控制。當邏輯控制元件發出信號后，經歷“信號輸入——邏輯判斷——故障選擇”的工作方式，從而實現對設備的測試目標。基于RTDS設置的主界面，需要設計相應的子界面，包括了G signal、S signal、system、GT_pt等子界面，保證在進行繼電保護試驗過程中，能夠對數據信息進行較好的把握。同時，為了滿足繼電保護試驗需要，需要對線路長度進行有效選擇，包括了L1、L2、L3、L4四種。關于RTDS在繼電保護試驗上的應用情況，我們可以從下面分析中看出：

2.1 線路繼電保護裝置仿真試驗

在進行數字仿真試驗過程中，要注重對試驗接線原理進行較好的把握。這一過程中，線路保護裝置在Linel線路上，仿真系統Linel線路端口的PT、CVT和母線PT輸出值可供繼電保護裝置進行選擇。同時，在進行線路保護裝置接入過程中，主要由電流CT輸出值提供。線路繼電保護裝置仿真試驗過程中，故障點的選擇，可以根據線路具體情況進行設置，以保證繼電保護功能在故障發生后，能夠對系統予以保護。

2.2 母線繼電保護裝置仿真試驗

在利用RTDS進行母線繼電保護裝置仿真試驗過程中，需要進行二次側母線電壓接入，主要通過1PT、2PT兩個接口進行，這一過程中，由CT1-CT5五個端口進行電流接入。母線保護控制過程中，控制開關為BRK1-BRK5，需要對這五個控制開關同時進行開啟。同時，在故障點選擇過程中，可以在F1-F6中進行選擇。關于母線繼電保護裝置仿真試驗具體情況，我們可以從圖1中看出：

圖1 母線繼電保護裝置仿真試驗

2.3 變壓器繼電保護裝置仿真試驗

在進行變壓器繼電保護裝置仿真試驗過程中，需要對其原理進行把握，具體內容如圖2所示：

圖2 變電器繼電保護裝置試驗接線原理圖

應用RTDS進行變電器繼電保護裝置仿真試驗過程中，需要對接線問題予以把握。從圖2中我們可以看出，二次側變壓器在電壓接入過程中，主要通過1PT、2PT、3PT三個接口完成，并且電流接入主要由CT1、CT2、CT3三個接口實現。在進行開關操作過程中，需要對開關BRK5、BRK6和BRK10進行操作。在進行繼電保護試驗時，故障點位置的選擇，可以在F1、F2上，也可以選擇在F3和F4上，從而對繼電保護功能進行發揮。

在利用RTDS進行繼電保護仿真試驗過程中，需要注重對故障點進行有效設置，從而發揮繼電保護功能。在故障點選擇過程中，要注重考慮到電力系統設置實際情況，對常見故障進行把握，以保證繼電保護裝置的設置，能夠提升電力系統運行的安全性和可靠性。

3 結論

RTDS應用于繼電保護試驗中，對原有系統存在的缺陷進行了有效彌補，可以保證數據仿真實驗能夠獲得較好的效果。RTDS仿真試驗系統隨著電網規模的不斷擴大，在繼電保護試驗中的應用也越來越廣泛，在這一過程中，要注重對故障點進行有效設置，保證仿真試驗能夠提升繼電保護系統功能，以滿足電力系統平穩、可靠運行實際需要。

[1]張旭航,徐瑞林,祝瑞金,陳濤,朱小軍,王永生. RTDS在繼電保護試驗上的應用研究[J]. 華東電力,2012,01:79-82. [2]劉濤,杜明,時燕新,劉東超. 基于RTDS的備自投裝置的數模試驗研究[J]. 電力系統保護與控制,2010,08:123-127. [3]劉濤,杜明,柳震,高曉輝. 簡易母差裝置的RTDS數模試驗方案設計[J]. 電力系統及其自動化學報,2011,03:150-155.

[4]Y.Chen,D.S.Ouellette,曹天植. RTDS在基于IEC 61850標準的保護閉環測試中的應用[J]. 華北電力技術,2015,10:31-39.

圖1 實驗測量電路示意圖

如上圖所示，通過定壓負載模擬蓄電瓶的作用，使a-b兩端的電壓保持在穩定不變的水平。隨著光照強度在不同時間段的變化，也相應變化的發電電流經由發揮散熱作用的負載電路功率管的熱能散發，達到模擬蓄電瓶的效果。同時試驗還為不同類型電池組分別準備一套檢測儀器，各組檢測儀器的構成及設計均相同。為了區分不同光強條件下的發電情況，定電圧根據不同光強進行分段定壓，晴天設置為12.6V的電壓，陰雨天時的電壓則設置較低，為6.3V，以此中原則合理設置電壓，保證在不同光強下太陽能的輸出功率能夠在最大程度。

3 結果與討論

本次試驗分別在15個晴天日與15個陰雨天日進行試驗，共計30個檢測日。本次試驗結果顯示，在晴雨強光條件下，非晶硅電池比功率發電量為4.74W·h/（W·d），單晶硅電池比功率發電量為4.02W·h/（W·d）。陰雨天弱光條件下，非晶硅電池比功率發電量為1.20W·h/(W·d），單晶硅電池比功率發電量0.95W·h/（W·d）。

之所以產生此種結果，筆者認為雖然非晶硅電池的光電轉換率較低，但非晶硅電池的禁帶寬度要高于單晶硅，這樣一來單體非晶硅電池的開路電壓講高于單晶硅電池。因此在相同功率狀態下，非晶硅電池能夠產生更為理想的供電效果。此外在晴天陽光直射的情況下，電池溫度會相對較高，非晶硅電池的溫度系數和單晶硅相比，其負溫度系數要小得多，因此在抵消光衰減方面，非晶硅太陽能電池的效果更為理想。綜合上述因素，使非晶硅電池組在晴天條件下能夠取得更高的比功率發電量。在陰雨天條件下的試驗結果同樣顯示為非晶硅電池的比功率發電量更高，造成此種結果的因素除單晶硅電池對于照射角度、遮蓋的要求標準較高以外，還可能因為弱光條件下，太陽散射光光譜在550-600nm范圍內，此種光譜輻照更利于非晶硅電池。總體來看，無論是晴天強光還是陰雨天弱光的條件下，非晶硅電池的比功率發電量都高于單體晶硅電池。

參考文獻

[1]劉先平,史國華,初寧寧,李強,呂忠明,于福濤. 應用于低成本非晶硅薄膜太陽能電池組件生產的大批量并行生產工藝[J]. 江蘇陶瓷,2013,01:11-13.

[2]周濤,陸曉東,張明,李媛,劉愛民,倫淑嫻. 晶硅太陽能電池發展狀況及趨勢[J]. 激光與光電子學進展,2013,03:15-25.

Analysis on Application of RTDS in relay protection test

Huang Lin
（State Grid Jiangsu electric power company maintenance branch Taizhou operation and maintenance station，225300）

RTDS is a kind of data simulation system, which is widely used in relay protection test.In the process of RTDS research,this paper mainly focuses on the specific application of the relay protection test as a starting point,analyzes the function and role of RTDS.

RTDS;relay protection;power system