RTDS在继电保护试验上的应用分析

黄 霖

（国网江苏省电力公司检修分公司泰州运维站，225300）

RTDS在继电保护试验上的应用分析

黄 霖

（国网江苏省电力公司检修分公司泰州运维站，225300）

RTDS是一种数据仿真系统，该系统在继电保护试验中得到了较为广泛地应用。在对RTDS研究过程中，本文主要就其在继电保护试验中的具体应用作为出发点，分析了RTDS的功能和作用。

RTDS；继电保护；电力系统

0 前言

RTDS系统在电网快速发展形势下，在继电保护试验中得到了广泛地应用。RTDS系统在具体应用过程中，通过电力仿真工具，能够对系统性能进行较好的分析和把握，从而实现继电保护目标。RTDS在具体应用过程中，融合了DSP技术、计算机技术和并行处理技术，能够对电力仿真分析过程中，存在的成本高问题以及扩展性较差的问题进行较好的解决，保证仿真分析能够更好地获取所需要的数据信息。

1 RTDS概述

RTDS在继电保护试验中应用，主要从电力系统和控制系统元件模型库角度出发，通过利用JAVA的RSCAD进行建模，进行计算仿真分析。在进行具体运算过程中，RTDS硬件利用了DSP处理元件，能够对数据信息进行较好的处理。同时，RSCAD仿真模型在利用过程中，通过WIF卡输到RACK计算，并且在数据连接过程中，利用A/D接口和D/A驱动接口实现数据传输。RTDS仿真系统的频率范围在0-4000Hz，在具体应用过程中，分为三个层次。第一层次为GUI界面，即图形用户界面，用户通过对GUI利用，实现对算例的仿真分析；第二层次为编译器/操作系统；第三层次为电力系统元件模型。GUI界面、操作系统以及元件模型，实现了电力系统仿真分析，从而保证试验能够对相关数据信息进行较好的获取。

2 RTDS在继电保护试验上的应用分析

本文在对RTDS在继电保护试验中的应用分析，主要通过RTDS进行模型构建，并根据继电保护试验的相关要求，对各元件的参数进行设计，通过RTDS提供的数学模型元件，保证继电保护试验能够取得较好的效果。在对RTDS进行应用过程中，要注重对仿真试验操作界面进行把握，这一过程中，利用RTDS实现其与继电保护设备的有效连接。具体仿真试验操作过程中，系统启动按钮需要对故障模拟系统进行控制，并对电力系统运行进行控制。当逻辑控制元件发出信号后，经历“信号输入——逻辑判断——故障选择”的工作方式，从而实现对设备的测试目标。基于RTDS设置的主界面，需要设计相应的子界面，包括了G signal、S signal、system、GT_pt等子界面，保证在进行继电保护试验过程中，能够对数据信息进行较好的把握。同时，为了满足继电保护试验需要，需要对线路长度进行有效选择，包括了L1、L2、L3、L4四种。关于RTDS在继电保护试验上的应用情况，我们可以从下面分析中看出：

2.1 线路继电保护装置仿真试验

在进行数字仿真试验过程中，要注重对试验接线原理进行较好的把握。这一过程中，线路保护装置在Linel线路上，仿真系统Linel线路端口的PT、CVT和母线PT输出值可供继电保护装置进行选择。同时，在进行线路保护装置接入过程中，主要由电流CT输出值提供。线路继电保护装置仿真试验过程中，故障点的选择，可以根据线路具体情况进行设置，以保证继电保护功能在故障发生后，能够对系统予以保护。

2.2 母线继电保护装置仿真试验

在利用RTDS进行母线继电保护装置仿真试验过程中，需要进行二次侧母线电压接入，主要通过1PT、2PT两个接口进行，这一过程中，由CT1-CT5五个端口进行电流接入。母线保护控制过程中，控制开关为BRK1-BRK5，需要对这五个控制开关同时进行开启。同时，在故障点选择过程中，可以在F1-F6中进行选择。关于母线继电保护装置仿真试验具体情况，我们可以从图1中看出：

图1 母线继电保护装置仿真试验

2.3 变压器继电保护装置仿真试验

在进行变压器继电保护装置仿真试验过程中，需要对其原理进行把握，具体内容如图2所示：

图2 变电器继电保护装置试验接线原理图

应用RTDS进行变电器继电保护装置仿真试验过程中，需要对接线问题予以把握。从图2中我们可以看出，二次侧变压器在电压接入过程中，主要通过1PT、2PT、3PT三个接口完成，并且电流接入主要由CT1、CT2、CT3三个接口实现。在进行开关操作过程中，需要对开关BRK5、BRK6和BRK10进行操作。在进行继电保护试验时，故障点位置的选择，可以在F1、F2上，也可以选择在F3和F4上，从而对继电保护功能进行发挥。

在利用RTDS进行继电保护仿真试验过程中，需要注重对故障点进行有效设置，从而发挥继电保护功能。在故障点选择过程中，要注重考虑到电力系统设置实际情况，对常见故障进行把握，以保证继电保护装置的设置，能够提升电力系统运行的安全性和可靠性。

3 结论

RTDS应用于继电保护试验中，对原有系统存在的缺陷进行了有效弥补，可以保证数据仿真实验能够获得较好的效果。RTDS仿真试验系统随着电网规模的不断扩大，在继电保护试验中的应用也越来越广泛，在这一过程中，要注重对故障点进行有效设置，保证仿真试验能够提升继电保护系统功能，以满足电力系统平稳、可靠运行实际需要。

[1]张旭航,徐瑞林,祝瑞金,陈涛,朱小军,王永生. RTDS在继电保护试验上的应用研究[J]. 华东电力,2012,01:79-82. [2]刘涛,杜明,时燕新,刘东超. 基于RTDS的备自投装置的数模试验研究[J]. 电力系统保护与控制,2010,08:123-127. [3]刘涛,杜明,柳震,高晓辉. 简易母差装置的RTDS数模试验方案设计[J]. 电力系统及其自动化学报,2011,03:150-155.

[4]Y.Chen,D.S.Ouellette,曹天植. RTDS在基于IEC 61850标准的保护闭环测试中的应用[J]. 华北电力技术,2015,10:31-39.

图1 实验测量电路示意图

如上图所示，通过定压负载模拟蓄电瓶的作用，使a-b两端的电压保持在稳定不变的水平。随着光照强度在不同时间段的变化，也相应变化的发电电流经由发挥散热作用的负载电路功率管的热能散发，达到模拟蓄电瓶的效果。同时试验还为不同类型电池组分别准备一套检测仪器，各组检测仪器的构成及设计均相同。为了区分不同光强条件下的发电情况，定电圧根据不同光强进行分段定压，晴天设置为12.6V的电压，阴雨天时的电压则设置较低，为6.3V，以此中原则合理设置电压，保证在不同光强下太阳能的输出功率能够在最大程度。

3 结果与讨论

本次试验分别在15个晴天日与15个阴雨天日进行试验，共计30个检测日。本次试验结果显示，在晴雨强光条件下，非晶硅电池比功率发电量为4.74W·h/（W·d），单晶硅电池比功率发电量为4.02W·h/（W·d）。阴雨天弱光条件下，非晶硅电池比功率发电量为1.20W·h/(W·d），单晶硅电池比功率发电量0.95W·h/（W·d）。

之所以产生此种结果，笔者认为虽然非晶硅电池的光电转换率较低，但非晶硅电池的禁带宽度要高于单晶硅，这样一来单体非晶硅电池的开路电压讲高于单晶硅电池。因此在相同功率状态下，非晶硅电池能够产生更为理想的供电效果。此外在晴天阳光直射的情况下，电池温度会相对较高，非晶硅电池的温度系数和单晶硅相比，其负温度系数要小得多，因此在抵消光衰减方面，非晶硅太阳能电池的效果更为理想。综合上述因素，使非晶硅电池组在晴天条件下能够取得更高的比功率发电量。在阴雨天条件下的试验结果同样显示为非晶硅电池的比功率发电量更高，造成此种结果的因素除单晶硅电池对于照射角度、遮盖的要求标准较高以外，还可能因为弱光条件下，太阳散射光光谱在550-600nm范围内，此种光谱辐照更利于非晶硅电池。总体来看，无论是晴天强光还是阴雨天弱光的条件下，非晶硅电池的比功率发电量都高于单体晶硅电池。

参考文献

[1]刘先平,史国华,初宁宁,李强,吕忠明,于福涛. 应用于低成本非晶硅薄膜太阳能电池组件生产的大批量并行生产工艺[J]. 江苏陶瓷,2013,01:11-13.

[2]周涛,陆晓东,张明,李媛,刘爱民,伦淑娴. 晶硅太阳能电池发展状况及趋势[J]. 激光与光电子学进展,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