企业自备电厂联络线光纤差动保护装置的研制

摘要

随着国家节能减排的深入开展，大型企业自备电厂数量不断增多，出现了越来越多连接系统内外的联络线。这些联络线传输功率是双向的，且多数是中压短线路，其供电高可靠性对继电保护提出了更高的要求。差动保护反映被保护线路首末两端的电流大小和相位，可瞬时切除全线故障。同时，随着光纤价格的下降，使用光纤作为传输介质的光纤保护应用越来越广泛。因此，研究面向企业自备电厂联络线的光纤差动保护装置具有积极的应用意义。
　　论文在介绍课题研究背景及其国内外研究现状的基础上，针对企业自备电厂联络线对光纤差动保护的要求，论述了光纤差动保护装置设计原则与目标，分析了电流纵联差动保护的原理和结构，并对折线式差动保护和数字采样同步方式进行了研究，设计了一种可靠实用的光纤差动保护配置方案。采用模块化的思想进行保护装置的硬件与软件设计，详尽阐述了各硬件与软件模块的设计原理。最后，对光纤差动保护装置的各个功能进行了测试。
　　试验结果表明，所设计的面向企业自备电厂联络线的光纤差动保护装置采样精度高，能实现应折线式差动保护、过电流保护、零序过电流保护和故障告警等功能，达到了设计目标。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 光纤差动保护的特点

1．3 光纤差动保护装置国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 光纤差动装置的发展趋势

1．5 论文的章节安排

2 光纤差动保护装置的原理及总体方案设计

2．1 光纤差动保护装置的设计原则和目标

2．2 电流差动保护

2．2．1 电流差动保护的结构

2．2．2 传统电流差动保护

2．2．3 新型自适应电流差动保护

2．3 通信时钟的同步方式

2．4 数据的同步方式

2．4．1 采样时刻调整法

2．4．2 采样数据修正法

2．4．3 基于GPS的同步方法

2．4．4 改进的采样时间调整法方法

2．5 光纤差动保护装置的总体方案设计

2．5．1 硬件总体设计方案

2．5．2 软件总体设计方案

2．5．3 保护功能配置

2．6 本章小结

3 光纤差动保护装置的硬件设计

3．1 光纤差动保护装置的硬件设计与实现

3．2 主控模块设计

3．3 交流采样模块设计

3．4 开关量输入输出模块设计

3．5 通信模块设计

3．5．1 光纤通信模块设计

3．5．2 以太网模块设计

3．6 电源模块设计

3．7 人机接口模块

3．8 硬件抗干扰措施

3．8．1 防雷击浪涌电路设计

3．8．2 防跳跃电路设计

3．8．3 其他抗干扰措施

3．9 本章小结

4 光纤差动保护装置的软件设计

4．1 主程序设计

4．2 采样中断服务程序

4．2．1 采样算法分析

4．2．2 采样中断服务程序

4．3 保护程序设计

4．3．1 保护中断服务程序实现

4．3．2 自适应电流差动保护实现

4．3．3 过电流保护实现

4．3．4 零序电流保护实现

4．3．5 重合闸实现

4．4 通信模块

4．4．1 光纤通信模块设计

4．4．2 以太网通信模块设计

4．5 人机接口模块

4．6 本章小结

5 系统测试与结果分析

5．1 系统试验环境

5．2 交流采样测试

5．3 电流差动保护测试

5．4 过电流保护试验

5．5 零序过电流保护试验

5．6 TV、TA断线告警功能测试

5．7 本章小结

6 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果目录

致谢