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新一代数字式母线保护研究

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摘要

第一章 绪论

§1.1 引言

§1.2 目前国内外母线保护发展简介

§1.3 新型保护应用平台介绍

§1.4 研究的关键点

§1.5 母线保护常用核心算法

§1.6 目标和任务

第二章 基于EDP01平台的硬件和软件设计

§2.1 第一代第二代保护的软件和硬件介绍

§2.1.1 第一代第二代保护的硬件介绍

§2.1.2 第一代第二代保护的软件结构简介

§2.1.3 第一代第二代保护的优点和缺点

§2.2 基于EDP01平台的新型母线保护硬件设计

§2.2.1 在常规变电站使用的EDP01硬件结构

§2.2.2 在数字化变电站使用的EDP01硬件结构

§2.2.3 EDP01平台的主要控制模件设计

§2.2.4 开关量输入输出模件

§2.3 基于EDP01的软件结构设计

§2.4 小结

第三章 新型数字式母线保护算法分析与研究

§3.1 常用的算法介绍

§3.1.1 带比率制动特性的差动电流算法

§3.1.2 基于工频变化量的复式差动电流算法

§3.1.3 电流的相位比较算法

§3.2 新型算法的研究

§3.2.1 新型算法中的起动元件

§3.2.2 快速算法-动态追忆法

§3.2.3 慢速算法-轨迹扫描法

§3.2.4 辅助算法-同步比相法

§3.3 小结

第四章 智能识别母线运行方式的研究

§4.1 母线保护的内部运行方式定值

§4.2 运行方式的智能识别算法

§4.3 母线互联运行状态的智能识别

第五章 EDP01母线后备保护的研究

§5.1 充电保护的研究

§5.1.1 充电保护起动判据

§5.1.2 充电动作判据

§5.2 EDP01母线失灵保护的研究

§5.2.1 利用外部接点来直接起动的方式

§5.2.2 电流检测与失灵开入相结合的方式

§5.2.3 失灵保护的电压闭锁判据及主变失灵开放电压闭锁

§5.2.4 保护内部元件起动母联失灵保护

§5.2.5 和外部母联保护装置配合的母联失灵起动方式

§5.3 小结

第六章 EDP01母线保护在数字化方面的应用

§6.1 EDP01数字化保护的特点

§6.1.1 EDP01数字化保护的通讯规约

§6.1.2 基于IEC61850的数字化母线保护特点

§6.2 EDP01的过程层通讯

§6.2.1 名词解释

§6.2.2 基于EDP01的数字化点对点方案

§6.2.3 基于EDP01的数字化组网方案

§6.2.4 EDP01数字化通讯结构介绍

§6.2.5 数字化隔离刀闸位置读入

§6.2.6 数字化失灵起动接点读入

§6.2.7 母线保护的GOOSE跳闸

§6.3 小结

第七章 EDP01母线保护的测试

§7.1 RTDS简介

§7.2 仿真系统模型的设计及保护测试

§7.2.1 仿真系统模型说明

§7.2.2 试验项目

§7.3 动模结论分析

§7.3.1 母线外部故障且发生CT饱和的情况

§7.3.2 母线外部故障CT饱和转母线内部故障

§7.3.3 区外单相故障有感应电流的情况

§7.4 小结

第八章 结论与展望

§8.1 结论

§8.2 展望

致谢

参考文献

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摘要

随着我国电力系统的高速发展,对继电保护装置要求越来越高,尤其是对于母线保护的速度、稳定性、通讯能力都有一个更高的要求,论文提出了基于32位CPU芯片和VXWORKS操作系统的EDPO1数字式母线保护装置软硬件平台设计方案。该平台不仅从硬件上面满足母线保护对快速计算、高稳定性、多通道交流采样等需求,并且在软件上满足对复杂算法、辅助功能冗余度和容错性强的需求。
   目前母线保护有很多种原理,但是区外故障抗CT饱和的算法是各种母差保护研究的核心及难点;而评价一种抗饱和算法优劣的指标主要有两方面,一是发生区外故障时抗CT饱和的能力,二是区内故障时保护的动作速度。针对以上问题研究了新的母线保护算法-“轨迹扫描法”及“动态追忆法”,并且针对系统发生区外故障可能有感应电流导致保护误动的情况,提出了“同步比相法”。
   母线运行方式的自动识别是数字式母线保护必备的辅助功能,因为保护对运行方式判断的正确与否直接关系到母线差动保护动作的选择性,所以把现代容错技术应用到运行方式识别算法中来增加识别的准确性。论文研究了新的智能识别及逻辑方法,提高方式自动识别的准确性。
   随着社会科技发展,越来越多的母线保护在电力系统的数字化工程中采用,又出现了新的难点,其主要的关键问题有多路采样同步、降低网络流量、通讯中的容错等,本文针对数字化变电站的特点做了一一阐述。
   论文最后利用加拿大生产的RTDS实时仿真系统对保护装置进行测试,模拟再现了多种现场故障情况包括区内外CT严重饱和的情况,新平台的装置均能正确动作,从而验证了新的原理和逻辑。

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