面向农网智能化备用电源自投保护装置设计

摘要

随着我国电力系统行业的迅速发展，电能在社会各方面发挥着越来越重要的作用，用户对于电能质量、安全性、可靠性以及连续性的要求越来越高，这就要求电力行业能采取更有效、更合理的方式来实现电能的生产、运输、变配以及用户各环节之间的智能化管理，也为此提出了智能电网的概念。对于一些重要的用电负荷，即使是短暂时间的断电也可能造成巨大的损失，所以在变电站综合自动化系统中装设备用电源自投保护装置是十分必要的，农村电网也正朝着智能化的方向快速建设和发展，而为了适应智能电网的发展，研究智能化备自投保护装置意义重大。
　　论文在查阅大量国内外相关文献资料和了解国内外研究背景和现状的基础上，分析了几种典型备自投保护装置的优缺点，再结合备自投保护装置的原理要求以及面向智能电网的功能需求，设计了一套基于TMS320F2812型号DSP的面向农网智能化的备自投保护装置。在硬件和软件上都采用模块化的设计思路，除了能完成备用电源自投保护装置最基本备用电源自动投入功能之外，还整合了包括自适应过流保护、过负荷联切以及母线充电保护等保护功能，采用以太网通信以及无线通信模块技术，以适应未来智能电网的发展需求。论文详尽阐述了备自投保护装置各硬件和软件模块的设计原理、关键技术以及实现方法。最后，完成了备自投保护装置交流数据采样调试、备用电源自动投入功能、电流保护功能以及故障告警功能等试验。
　　试验结果表明，所设计的智能化备自投保护装置高采样精度高，可以实现备用电源自动投入功能、自适应三段电流保护和告警等保护功能、以太网通信以及无线通信等功能，达到了设计目标。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 农网发展

1．3 备用电源自投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 论文主要内容和章节安排

2 备自投保护装置原理及结构

2．1 备自投保护装置要求及原理

2．1．1 备自投保护装置的基本要求

2．1．2 备自投保护装置的工作原理

2．1．3 备自投保护装置分类

2．2 备自投保护装置功能与结构

2．2．1 典型备自投保护装置运行方式与功能

2．2．2 改进备自投保护装置功能与结构

2．3 本章小结

3 备自投保护装置硬件设计及实现

3．1 备自投保护装置硬件总体方案设计

3．1．1 备自投保护装置设计性能指标

3．1．2 备自投保护装置硬件总体设计

3．2 装置各功能模块的设计与实现

3．2．1 主控制器模块设计

3．2．2 模拟量采集模块设计

3．2．3 开关量输入输出模块设计

3．2．4 通信模块设计

3．2．5 电源模块设计

3．2．6 人机接口模块设计

3．3 硬件抗干扰措施

3．4 本章小结

4 备自投保护装置算法及软件设计

4．1 备自投保护装置算法分析

4．1．1 采样算法分析

4．1．2 保护算法分析

4．2 备自投保护装置功能实现及逻辑框图

4．2．1 备自投保护装置动作逻辑和自投功能实现

4．2．2 TV断线检测功能

4．2．3 过流保护功能

4．2．4 过负荷联切功能

4．2．5 母线充电保护功能

4．3 备自投保护装置软件程序的设计

4．3．1 主程序设计

4．3．2 交流数据采集程序设计

4．3．3 中断程序设计

4．3．4 通信程序设计

4．4 本章小结

5 系统调试与实验分析

5．1 系统调试环境

5．2 采样调试

5．3 备用电源自投功能试验

5．4 保护及告警功能试验

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢