大型三繞組自耦變壓器保護監(jiān)控管理單元的研制.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)對超高壓大容量變壓器的需求日益增多，自耦變壓器以其節(jié)省材料、制造成本低、損耗小、運行效率高、空載電流小、勵磁功率低、體積小并且可以改善電網(wǎng)的穩(wěn)定性等優(yōu)點，被廣泛的應用于電力系統(tǒng)中。目前自耦變壓器保護的動作可靠性和人機交互性能不是很高，因此研制動作可靠、功能完善以及智能化程度很高的保護裝置具有迫切的現(xiàn)實意義。 論文首先對自耦變壓器保護裝置的研究和應用現(xiàn)狀以進行了分析與綜述。結(jié)合大型三繞組自耦變壓器典型接線方式，根據(jù)保護

2、的設計原則，提出了保護配置方案，并對保護裝置的總體硬件結(jié)構進行了分析說明。監(jiān)控管理單元是保護裝置實現(xiàn)人機交互的橋梁，論文對監(jiān)控管理單元的硬件需求和軟件功能需求進行了分析，并在此基礎上提出了管理單元的硬件設計方案和軟件功能設計方案。 上層監(jiān)控管理單元以ARM處理器為硬件平臺、以嵌入式Linux為開發(fā)環(huán)境、以Qt/Embedded為開發(fā)工具來開發(fā)客戶端程序。本文在對嵌入式操作系統(tǒng)及其相關技術進行分析論述的基礎上，詳細介紹了文件系統(tǒng)的

3、功能及其制作過程。對各功能菜單的軟件具體實現(xiàn)進行說明并指出其關鍵實現(xiàn)技術。 保護裝置的內(nèi)部通信是監(jiān)控管理單元存在的基礎，本文詳細介紹了內(nèi)部CAN總線通信總線原理，提出了采用消耗資源小，通信方便且?guī)Э煽繑?shù)據(jù)校驗的Modbus協(xié)議作為內(nèi)部通信協(xié)議，并對內(nèi)部通信流程進行分析說明。 隨著變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)字化變電站對監(jiān)控管理單元提出了更高的要求，各種保護數(shù)據(jù)需要通過變電站內(nèi)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。在綜合考慮通信

4、的現(xiàn)場適應性和通信速度等問題的基礎之上，論文提出了采用以太網(wǎng)為通信通道、IEC 60870-5-103為標準通信協(xié)議的通信方式，實現(xiàn)保護裝置與綜合自動化系統(tǒng)的通信。論文以幾種典型的通信過程為例，詳細闡述了保護裝置的標準化通信協(xié)議的實現(xiàn)過程。 容錯處理是監(jiān)控管理單元軟件設計必須考慮的另一個重要方面，論文對自耦變壓器保護裝置運行過程中可能出現(xiàn)的多種異常情況進行了詳細分析，針對不同的異常情況，提出了相應的解決方案，并采用多種辦法論證了