新型方向比較式快速母線保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù).pdf

1、母線連接發(fā)電機(jī)、變壓器、整流器和輸電線路，是電力系統(tǒng)中最重要的元件之一，母線保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成巨大危害。電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展對(duì)母線保護(hù)的快速性、選擇性、靈敏性和可靠性提出了更高要求。電力系統(tǒng)廣泛采用的基于電流差動(dòng)的保護(hù)原理易受電流互感器飽和與變比不匹配的影響，研究新型母線保護(hù)原理對(duì)克服現(xiàn)有母線差動(dòng)保護(hù)原理存在的不足，提高母線保護(hù)的快速性和可靠性具有重要意義。目前提出的新型母線保護(hù)原理多數(shù)只是提出了保護(hù)方案，沒有形成實(shí)際保護(hù)裝

2、置，所提原理的性能無法得到實(shí)際驗(yàn)證。開發(fā)基于新型母線保護(hù)原理的繼保裝置對(duì)電力系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義。為此，本論文基于新型方向比較式快速母線保護(hù)原理進(jìn)行硬件開發(fā)和軟件實(shí)現(xiàn)，并對(duì)所開發(fā)保護(hù)樣機(jī)進(jìn)行測試。論文所做工作如下:
　　(1)根據(jù)不同故障位置產(chǎn)生的前、反行波故障特征，提出了一種方向比較式故障方向識(shí)別原理。該原理利用故障發(fā)生后特定時(shí)間段內(nèi)前行波和反行波的幅值大小關(guān)系，判定線路故障方向，綜合母線所連各線路的方向識(shí)別結(jié)果確定是否發(fā)生母線故障

3、。針對(duì)所提方向比較式母線保護(hù)原理，設(shè)計(jì)了一整套母線保護(hù)方案，對(duì)保護(hù)方案主要組成元件進(jìn)行詳細(xì)分析并給出應(yīng)用于工程實(shí)際的算法公式。
　　(2)開發(fā)出基于所提方向比較式母線保護(hù)原理的母線保護(hù)樣機(jī)。給出保護(hù)樣機(jī)硬件設(shè)計(jì)框圖并對(duì)主要組成部分，如高速采樣單元、快速數(shù)據(jù)處理單元、中央處理單元以及開入開出單元等，進(jìn)行功能說明。給出實(shí)際硬件電路接線圖，詳細(xì)說明硬件電路的主要組成模塊及工作流程，分析了AD7606芯片以及uPP通信的工作機(jī)理。設(shè)計(jì)了母

4、線保護(hù)軟件流程并協(xié)調(diào)控制各任務(wù)和中斷程序之間的通信同步使得母線保護(hù)任務(wù)能夠被優(yōu)先完成，根據(jù)軟件流程和所提母線保護(hù)方案，給出母線保護(hù)算法流程圖，編寫母線保護(hù)算法程序。
　　(3)對(duì)母線保護(hù)樣機(jī)進(jìn)行動(dòng)模測試分析。利用動(dòng)模實(shí)驗(yàn)室搭建單母線結(jié)構(gòu)物理模型，將母線所連三條支路的電壓電流量接入保護(hù)樣機(jī)，利用動(dòng)模故障錄波系統(tǒng)監(jiān)測保護(hù)樣機(jī)在不同故障情況下的動(dòng)作情況。為了全面測試保護(hù)樣機(jī)性能，針對(duì)故障位置、故障類型、電流互感器飽和、轉(zhuǎn)換性故障和開關(guān)操

5、作等故障影響因素進(jìn)行了大量動(dòng)模測試。此外，利用matlab對(duì)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。
　　(4)對(duì)母線保護(hù)樣機(jī)進(jìn)行RTDS閉環(huán)測試分析。根據(jù)實(shí)際500kV變電站參數(shù)，在RTDS實(shí)驗(yàn)室搭建3/2接線母線模型，設(shè)計(jì)仿真模型控制邏輯，利用RTDS輸入輸出模塊構(gòu)建RTDS閉環(huán)測試系統(tǒng)。利用RTDS閉環(huán)測試平臺(tái)全面測試所開發(fā)的母線保護(hù)裝置，針對(duì)可能影響測試結(jié)果的故障條件，如故障初始角、故障類型、接地電阻等進(jìn)行大量仿真測試，利用matlab