一种基于双工控机的微机型继电保护测试系统研发

摘要

随着我国电力工业的迅速发展,新型继电保护装置特别是微机保护的推广应用,对相应保护设备的测试技术有了更新、更高的要求;而计算机技术以及微电子技术的迅速发展,给微机保护测试装置新要求的实现提供了可能性。微机保护测试装置根据国际、国家标准对电力保护系统中的继电保护部分进行仿真、测试,其品质和性能会直接影响仿真、测试的效果,因此,微机保护测试装置的开发与应用对提高继电保护测试水平、防止继电保护及安全自动装置的不正确动作、保障电网安全稳定运行有着积极的现实意义。
　　作者所在的开发小组在查阅了国内外文献资料和研究分析我国继电保护测试技术的历史和现状的基础上,结合当前继电保护测试技术的发展趋势和本实验室的科研开发技术,设计开发了一套微机继电保护测试系统,该系统具有简单灵活的测试操作方法和高精度的波形输出,可以完成多种继电器及保护装置的测试。
　　论文首先回顾了继电保护技术的发展历史,综述了国内外微机型继电保护测试系统的现状和发展趋势;接着在综合研究了当前主要型号保护测试装置设计思路及产品性能特点的基础上,提出了本项目开发小组的微机型继电保护装置整体设计方案,并详细描述了实际搭建的保护测试系统的框架,介绍了搭建的上位工控机+串口通讯+下位工控机+下位功能面板的硬件结构和上、下位机软件的主要功能及其相互通信的实现方案;再介绍了该保护测试系统所使用的,基于对电力系统的简化而建立的无限大功率电源供电的单端、双端电力系统的短路故障仿真模型;紧接着,通过以作者编写的一个保护测试模块为例,具体讲解了代码实现过程中的一些重要技术,包括试验参数的设计、保护测试数据的生成、上位机和下位机之间的串口通信以及中断离散点的产生和发送等。论文的最后,作者对该保护测试装置现阶段存在的不足做了说明,并给出了进一步设计开发的发展方向。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 继电保护测试技术概述

1.3 国外通用型继电保护测试装置的特点

1.4 我国继电保护装置的发展历程

1.5 项目的来源及本文的主要工作

1.6本章小结

2 微机型保护测试系统的原理及其硬件结构

2.1 测试系统的工作原理

2.2 测试系统的整体结构

2.3 上位机平台硬件结构

2.4 下位机平台硬件结构

2.5 核心通讯面板结构

2.6本章小结

3 继电保护短路故障的模型建立

3.1 无限大功率电源供电的单端电力系统仿真模型

3.2 仿真各阶段模型的建立

3.3 无限大功率电源供电的双端电力系统仿真模型

3.4本章小结

4 继电保护测试系统的软件结构

4.1 软件整体体系结构

4.2 上位机软件设计

4.3 下位机软件设计

4.4本章小结

5 保护测试系统测试模块的代码实现

5.1上位机功能的代码实现

5.2 下位机功能的代码实现

5.3本章小结

6 总结

致谢

参考文献