大型多分支水轮发电机组保护管理系统的设计与开发

摘要

随着我国能源需求的快速增长,大型水电站的建设步伐不断加快,大型,乃至巨型多分支水轮发电机组的应用也日趋增多。发电机组保护是保证机组运行安全的重要二次设备,对电力系统的稳定运行有着重大影响。目前国内大型水电站的发电机组保护主要采用国外保护设备,但实际应用情况表明,其总体性能尚不能完全满足现场的应用要求。因此,实现大型发电机组保护的国产化,已成为当前亟待开展的重要研究课题。本文结合大型发电机组保护的研发实践,重点围绕管理系统开展设计与开发工作。
　　论文首先对发电机组保护的研究和应用现状进行了分析和综述。结合大型多分支发电机组的结构和运行特点,针对保护系统的功能配置、基本结构、硬件特点和保护软件的总体框架等方面,对发电机组保护系统的总体设计方案进行了论述。
　　大型发电机组保护包括发电机保护、变压器保护、高厂变保护、励磁变保护以及非电气量保护等,系统构成复杂且各保护采用双重化配置原则,因此对发电机组保护的运行监控管理提出了更高要求。论文根据大型发电机组保护系统的构成特点和应用要求,提出了管理系统的总体设计方案,并从设计原则、功能需求、硬件配置、软件开发平台和模块化设计方案等方面进行了论述。
　　大型发电机组保护管理系统需要对机组运行工况进行在线监测、对底层保护装置的运行进行监控和调试、对各类事件和故障报告的记录与管理等,因此其监控管理功能众多。在软件开发中,采用了模块化的编程设计方法,并使用Visual C++中的对话框来实现管理系统的各项子功能。论文对软件的界面设计、各个功能模块的实现方法进行了系统的说明。
　　管理系统需在线对底层装置进行监控管理,因此通信的及时性和准确性对于管理系统的功能实现尤为重要。论文详细讨论了保护系统的通信结构,确定了管理系统在通信中地位和作用,并依据其在通信中的客户机地位和 Modbus协议中的主机作用对管理系统进行了软件流程图的制定。论文针对不同的数据类型举例说明了通信具体的软件实现。
　　论文最后对管理软件的测试工作做了介绍。为保证测试的全面性和准确性,测试方案为虚拟测试和静态测试相结合。测试结果表明,各项功能均达到设计要求,可满足大型多分支水轮发电机组保护的应用要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 发电机组保护系统研究现状与发展

1.3 论文的主要工作和章节安排

2 大型多分支发电机组保护系统的总体设计方案与基本结构

2.1 大型发电机组保护系统功能配置

2.2 大型发电机组保护系统的基本结构

2.3 保护装置的基本结构和功能特点

2.4 就地管理单元的设计方案

2.5 本章小结

3 大型多分支发电机组保护管理系统的总体方案设计

3.1 管理系统的功能需求

3.2 管理系统的设计方案

4 管理系统的监控功能实现

4.1 管理系统界面

4.2 管理系统的树形目录

4.3 基于对话框的各项功能模块的实现

4.4 管理软件实现中的关键技术

4.5 本章小结

5 管理系统的通信实现

5.1 保护系统通信基本结构

5.2 管理系统的通信实现

5.3 本章小结

6 管理软件的测试与试验

6.1 测试方案

6.2 测试内容和结果

6.3 本章小结

7 全文总结与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间参与的研究项目