基于带量方向的分布式母线保护研究

摘要

智能化变电站的建设对母线保护提出了更高的要求，目前主流的微机母线保护由于诸多原因已经不能适应于智能化变电站。本文针对分布式母线保护的特点从以下几方面给出了有效可行的解决方案。
　　 论文首先对国内外分布式母线保护发展过程进行分析，对其主流分布式母线设计方案及原理进行了分析研究。在此基础上提出了一种新型分布式母线保护原理-带量方向保护原理，利用母线各连接单元的电流采样值进行积分计算，形成有正负号及数值的带量方向。故障情况下通过对正负号的方向进行定性判别，同时对有数值的方向进行进一步定量判别，该原理能够更好的适应于分布式母线保护。
　　 论文分别对变化量带量方向及稳态量带量方向原理进行了研究。在此基础上选取双母线接线方式为研究对象，对母线不同故障情况下该原理的性能进行了分析。于此同时搭建RTDS仿真环境，对以该原理构成的分布式母线保护装置进行数字仿真实验，理论分析及实验结果表明该原理能够适应分布式母线保护。
　　 由于母线保护连接单元众多，接线方式复杂多样，存在数字采样，传统采样，传统开关量与G00SE不同配置，软硬件实现难度较大，本文提出了一种多级级联的分布式母线保护方案，能够满足不同配置对母线保护的需求。部分智能化变电站采用了电子式互感器，智能单元等一系列新技术，回路的改变会带来一些新问题，如互感器混用，数据异常定位问题等特殊问题，本文也进行了这方面的探索研究。
　　 文中所述方案的分布式母线保护已经设计研发成功，不同配置的分布式母线保护已经广泛应用于各地不同电压等级的智能化变电站。目前运行情况良好，对不同配置的智能化变电站的要求均能很好满足。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文选题背景及研究意义

1．2 母线保护国内外研究发展情况

1．2．1 集中式母线保护发展概况

1．2．2 分布式母线保护发展概况

1．3 本论文的主要任务及目标

第二章 带量方向分布式母线保护原理研究

2．1 常用的分布式母线保护原理

2．1．1 母线保护差动原理

2．1．2 母线保护方向原理

2．2 带量方向保护的基本原理

2．2．1 变化量带量方向研究

2．2．2 稳态量带量方向研究

2．3 带量方向保护判据在母线不同故障情况下的性能分析

2．3．1 不考虑流出电流的区内故障

2．3．2 母线区外故障

2．3．3 死区故障

2．3．4 CT饱和的影响

2．3．5 转换性故障

2．3．6 流出电流对带量方向保护的影响

2．4 CT断线新型判据

2．5 小结

第三章 采用多级级联的分布式母线保护整体方案

3．1 保护方案的整体架构

3．2 典型配置方案

3．2．1 工程背景

3．2．2 工程实施方案

3．3 其他配置解决方案

3．3．1 传统采样数字跳闸

3．3．2 数字采样传统跳闸

3．3．3 传统采样传统跳闸

3．3．4 部分间隔数字化

3．4 小结

第四章 分布式带量方向母线保护原理的RTDS数字仿真实验

4．1 分布式母线保护装置的研制

4．2 仿真环境的搭建

4．2．1 实验环境搭建

4．2．2 系统模型介绍

4．3 动模模拟实验验证

4．3．1 区内外金属性故障

4．3．2 区内经过渡电阻故障

4．3．3 区外CT饱和

4．3．3 区外CT饱和转区内

4．3．4 变频

4．3．5 振荡过程中区内故障

4．4 数字模拟实验结果分析

4．5 小结

第五章 带量方向分布式母线保护智能站应用特殊问题研究

5．1 互感器混用

5．1．1 滤波器特性差异的影响

5．1．2 传输延时的影响

5．1．3 常规互感器及电子式互感器特性的影响

5．2 数据异常自动定位研究

5．2．1 采样数据异常自动定位

5．2．2 开关量数据异常定位

5．3 小结

第六章 结论与展望

6．1 本文工作总结

6．2 未来工作展望

致谢

参考文献

发表文章及专利情况