發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波監(jiān)測裝置后臺分析軟件的設(shè)計與開發(fā)

1、發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波監(jiān)測裝置后臺分析軟件的設(shè)計與開發(fā)發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波監(jiān)測裝置后臺分析軟件的設(shè)計與開發(fā)一、引言發(fā)電機(jī)變壓器組是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其可靠平安運(yùn)行關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的平安運(yùn)行。近年來，隨著電力工業(yè)的開展，人們越來越重視對發(fā)電機(jī)變壓器等重要電力設(shè)備的正常監(jiān)測和故障分析，而且隨著電子技術(shù)的開展，人們也越來越多地利用現(xiàn)代電子和計算機(jī)技術(shù)對發(fā)電機(jī)變壓器組進(jìn)展監(jiān)測和故障后的分析處理工作。在這種情況下，微機(jī)型發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波監(jiān)測裝置便應(yīng)運(yùn)而生了。微機(jī)型發(fā)電機(jī)變壓器組故障錄波監(jiān)測裝置應(yīng)能做為繼電保護(hù)及平安自動裝置動作行為的分析工具，為發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)故障的分析提供根據(jù)，并記錄與監(jiān)測發(fā)

2、電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。電力故障錄波裝置開展到今天，在硬件上正朝著通道路數(shù)更多、采樣速度更快、采樣點(diǎn)數(shù)更多、精度更高、存儲容量更大的方向開展；在分析軟件上那么朝著界面更友好、操作更方便、功能更強(qiáng)大、通用性更好、組網(wǎng)遠(yuǎn)傳更靈敏的方向開展。一個好的分析軟件，應(yīng)該成為運(yùn)行人員正常監(jiān)測和故障分析的有力工具。由于功能上的重大差異，新型發(fā)電機(jī)變壓器組錄波監(jiān)測裝置無法照搬原來的線路故障錄波裝置的分析軟件，需要進(jìn)展重新設(shè)計和開發(fā)。作者根據(jù)多年從事錄波器后臺分析軟件開發(fā)的經(jīng)歷，并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場運(yùn)行的需要，設(shè)計并開發(fā)實(shí)現(xiàn)了一套發(fā)變組故障錄波監(jiān)測裝置后臺分析軟件，成功地應(yīng)用于消費(fèi)和運(yùn)行中。二、設(shè)計原那么微機(jī)型發(fā)電機(jī)變

3、壓器組故障錄波監(jiān)測裝置后臺分析處理軟件的設(shè)計原那么是：一符合國家標(biāo)準(zhǔn)中對本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理分析處理軟件的要求12。二界面友好、直觀、操作方便。三除國標(biāo)中規(guī)定的功能外，適當(dāng)補(bǔ)充其他功能，以滿足用戶越來越高的要求，形成一套獨(dú)具特色、功能強(qiáng)大的分析處理軟件。四適應(yīng)各種通訊方式，實(shí)現(xiàn)靈敏的組網(wǎng)遠(yuǎn)傳方式。五提供國際標(biāo)準(zhǔn)格式ANSI/IEEE37的轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出功能。六充分利用現(xiàn)代先進(jìn)的軟件編程技術(shù)和開發(fā)環(huán)境，力求軟件的高質(zhì)量、高可靠性、可重用性和可移植性。三、功能設(shè)計功能是分析處理軟件的靈魂，是分析處理故障的保證。為了滿足現(xiàn)場運(yùn)行人員正常監(jiān)測及事故后分析處理故障的實(shí)際需要，分析處理軟件應(yīng)具有強(qiáng)大的

4、功能。一實(shí)時監(jiān)測功能實(shí)時監(jiān)測功能是在正常運(yùn)行情況下，實(shí)時監(jiān)視各個電氣量波形及各種數(shù)值的變化情況，主要有：1、模擬量實(shí)時監(jiān)測1實(shí)時顯示發(fā)電機(jī)功角、系統(tǒng)頻率。2實(shí)時顯示各個通道模擬量的波形。3各通道有效值顯示。4有功功率、無功功率顯示。5序分量顯示。6各次諧波量顯示。2、開關(guān)量實(shí)時監(jiān)測：實(shí)時顯示各開關(guān)量通道波形及開關(guān)量狀態(tài)。3、差動電流實(shí)時顯示：顯示差動量通道的實(shí)時波形、數(shù)值，計算后的差動電流波形、數(shù)值。4、主電氣接線圖實(shí)時監(jiān)測5、主電氣接線圖修改工具二故障分析功能故障分析功能提供對故障發(fā)生后形成的錄波數(shù)據(jù)的分析處理功能，可以重現(xiàn)故障發(fā)生過程中各電氣量的變化過程和各開關(guān)量的動作情況，是分析處理軟件

5、的核心局部，主要包括：1、模擬量波形顯示與分析重現(xiàn)故障過程中，各通道模擬量波形及數(shù)值的變化過程。數(shù)值分析主要包括：瞬時值、有效值、諧波、功率因數(shù)、相位、序分量等。2、開關(guān)量波形顯示與分析重現(xiàn)故障過程中，各繼電保護(hù)、自動裝置、斷路器等開關(guān)量的動作過程。3、有功、無功功率波形顯示與分析重現(xiàn)故障過程中，有功功率和無功功率波形和數(shù)值的變化過程。4、頻率、功角波形顯示與分析重現(xiàn)故障過程中，系統(tǒng)頻率和發(fā)電機(jī)功角波形及數(shù)值的變化過程。5、差動電流波形顯示與分析重現(xiàn)故障過程中，各差動量的波形、差動電流的波形及它們的數(shù)值的變化過程。6、故障結(jié)果分析自動分析本次故障的內(nèi)容，包括：故障發(fā)生時間、啟動量分析、開關(guān)量動

6、作情況及過程分析、故障前后各通道有效值列表等。假如接有輸電線路，還應(yīng)進(jìn)展如下分析：故障線路、故障相別、跳閘相別、保護(hù)動作時間、斷路器跳閘時間、斷路器重合時間、再次故障相別、再次跳閘相別、保護(hù)再次動作時間、再次跳閘時間、故障測距等。7、機(jī)端阻抗計算分析計算任意位置的機(jī)端阻抗，并以向量圖的形式顯示分析。8、相量分析計算任意位置處所選通道的相量，以不同顏色顯示在相量圖上。9、p-曲線分析顯示整個故障過程中，發(fā)電機(jī)輸出功率與發(fā)電機(jī)功角隨時間的變化曲線，有全部顯示和過程顯示兩種方式。三開機(jī)試驗(yàn)功能開機(jī)試驗(yàn)是發(fā)電機(jī)的一項(xiàng)重要試驗(yàn)。由于錄波裝置可以記錄發(fā)電機(jī)的各種電氣參數(shù)，所以利用錄波裝置來記錄開機(jī)試驗(yàn)過程

7、是非常方便的。用錄波器記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以幫助試驗(yàn)人員分析檢查發(fā)電機(jī)目前的狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果可以與以前的結(jié)果對照比擬，以便及時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)可能存在的問題。開機(jī)試驗(yàn)的內(nèi)容主要包括：1、勵磁機(jī)空載特性試驗(yàn)記錄該試驗(yàn)過程中，勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子電流和勵磁機(jī)輸出電壓之間關(guān)系曲線。2、發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)記錄該試驗(yàn)過程中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流與發(fā)電機(jī)輸出電壓之間關(guān)系曲線。3、發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)記錄該試驗(yàn)過程中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流與發(fā)電機(jī)輸出電流之間關(guān)系曲線。4、發(fā)電機(jī)滅磁試驗(yàn)記錄該試驗(yàn)過程中，滅磁前后發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流隨時間變化曲線，并自動計算滅磁時間常數(shù)。5、同期試驗(yàn)記錄該試驗(yàn)過程中，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間在

8、同期前后兩組電壓的波形、幅值差和相位差的變化過程，以檢測同期裝置的性能。四通道整定功能通道整定是保證錄波器測量精度的重要措施，通道整定包括通道變比校正和通道間相位差校正兩種。整定的方法是在各通道上加同相位的電壓電流信號直流通道加直流信號，按一定的間隔改變電壓電流的值，采用最小二乘法計算通道變比和相位誤差。五參數(shù)設(shè)置功能分析軟件應(yīng)具有靈敏方便的參數(shù)設(shè)置功能，包括：1、系統(tǒng)設(shè)置：名稱、標(biāo)識、ABD段的段長設(shè)置等。2、模擬量設(shè)置：通道名稱、通道類型、通道變比參數(shù)、啟動定值、啟動屏蔽等設(shè)置。3、開關(guān)量設(shè)置：通道名稱、啟動屏蔽。4、線路屬性設(shè)置：線路名稱、長度、阻抗參數(shù)等。5、序分量設(shè)置：正序、負(fù)序、零

9、序限值及屏蔽。6、差動設(shè)置：差動量選擇。7、遠(yuǎn)傳及GPS串口設(shè)置。六管理及組網(wǎng)遠(yuǎn)傳功能分析軟件除具有分析功能外，還應(yīng)具有一定的管理功能，這主要包括對故障文件的分類管理、刪除過時文件、故障檔案管理等。另外，還應(yīng)提供多種故障查詢方法以方便操作人員的故障檢索，如按故障檔案查詢、按日期查詢和按斷路器動作查詢等。對后臺軟件而言，組網(wǎng)遠(yuǎn)傳功能就是可以適應(yīng)各種通訊方式，提供統(tǒng)一的接口，保證組網(wǎng)遠(yuǎn)傳功能的實(shí)現(xiàn)。四、開發(fā)與實(shí)現(xiàn)一運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行環(huán)境應(yīng)本著選擇可靠性高、易于操作、統(tǒng)一的基于圖形的用戶界面、支持多線程多任務(wù)的操作系統(tǒng)為原那么，所以選擇inds98、indsNT或inds2000作為分析軟件的運(yùn)行平臺。二

10、開發(fā)工具選擇Visual+作為分析軟件的開發(fā)工具。Visual+是irsft公司推出的針對inds操作系統(tǒng)的編程語言，如今已經(jīng)開展到6.0版本。作為開發(fā)inds應(yīng)用程序的工具，它具有明顯的特點(diǎn)：1、開發(fā)出的inds應(yīng)用程序具有統(tǒng)一的用戶操作界面。2、與操作系統(tǒng)嚴(yán)密配合，不存在兼容性的問題，與硬件無關(guān)。對于同一類型硬件，不管型號、廠家，只要inds操作系統(tǒng)支持，開發(fā)出的inds應(yīng)用程序就一定可以支持。3、功能強(qiáng)大，實(shí)用面廣。4、操作簡單，效率高。5、代碼可靠性高，便于維護(hù)?；赩isual+的上述特點(diǎn)以及其對面向?qū)ο蟮闹С趾吞峁┑腇根本類庫的支持，選擇Visual+作為開發(fā)工具，無疑會大大減輕開

11、發(fā)工作量，進(jìn)而開發(fā)出功能強(qiáng)大、構(gòu)造合理、容易擴(kuò)大的分析軟件來。三軟件實(shí)現(xiàn)針對不同的功能模塊，按面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)展分類設(shè)計，充分利用inds操作系統(tǒng)支持多線程多任務(wù)的特點(diǎn)，利用不同的窗口線程或工作線程來描繪不同的模塊。以故障分析功能模塊為例說明軟件實(shí)現(xiàn)的方法，如圖1所示為故障分析模塊按面向?qū)ο蠛妥皂敹路椒ㄔO(shè)計的類的層次圖。其中，類FaultAnalysisThread定義了一個單獨(dú)的窗口線程，專門分析處理故障；類FaultAnalysisFrae為FaultAnalysisThread的主框架窗口，負(fù)責(zé)主要的管理任務(wù)；類FaultAnalysisVie為FaultAnalysisFrae下唯一的視窗口，負(fù)責(zé)波形顯示、數(shù)值分析結(jié)果顯示等任務(wù)，其下按顯示內(nèi)容分為四個子窗口：類hildndT負(fù)責(zé)顯示故障時間標(biāo)尺，類hildnd負(fù)責(zé)顯示通道名稱，類hildndG負(fù)責(zé)顯示各種波形，類hildndV那么負(fù)責(zé)顯示各種數(shù)值量。在軟件開發(fā)中，正是由于采用了面向?qū)ο蠛妥皂敹路謱釉O(shè)計的思想和方法，使得軟件構(gòu)造更加合理，功能擴(kuò)大更加容易。