超高压线路自适应分相电流差动保护的研究

摘要

随着我国电力工业的快速发展，电压等级的不断提高，超高压线路保护问题越来越受到关注。作为超高压线路最理想保护方式的电流差动保护，在实际应用中面临许多特殊问题，对此，超高压线路电流差动保护仍然需要深入研究，不断的改进和完善。
　　本文首先对常用的三种电流差动保护判据进行了理论分析和仿真验证，并比较了它们各自的优缺点。由于采用单一判据的电流差动保护无法同时满足超高压线路继电保护对“四性”的要求，因此，本文对常用的保护判据进行了取长补短，提出了一种性能相对较优的自适应分相电流差动保护判据，并设计了具体方案，通过ATP和MATLAB仿真软件对其可行性进行了仿真验证。同时，为了准确分析超高压线路在各种运行和故障工况下的动作特性，本文还探讨了影响电流差动保护灵敏度与可靠性的因素，并给出了相应的补偿方案。
　　光纤电流差动保护是目前超高压线路应用最多的主保护，本文详细分析了其中的通信问题，通过利用专用光纤通道与复用PCM通道相结合的自适应方式，自动识别工作状况并进行通道切换，增强了通信装置的可靠性。
　　本文还对光纤电流差动保护装置的软硬件进行了设计，在保证可靠性的基础上，确定了保护装置的整体方案，结合电流差动保护判据，设计了软件程序的结构流程图，从而形成一套系统的光纤电流差动保护方案。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 超高压线路的特点及对保护的要求

1．3 超高压线路继电保护技术的发展

1．4 电流差动保护的发展历程

1．5 论文的主要内容

2 常用电流差动保护判据的研究

2．1 电流差动保护的基本原理

2．2 全电流差动保护判据的分析

2．2．1 全电流差动保护判据概述

2．2．2 全电流差动保护判据的动作特性

2．2．3 全电流差动保护判据的建模与仿真

2．3 零序电流差动保护判据的分析

2．3．1 零序电流差动保护判据概述

2．3．2 零序电流差动保护判据的动作特性

2．3．3 零序电流差动保护判据的建模与仿真

2．4 基于故障分量的电流差动保护判据的分析

2．4．1 基于故障分量的电流差动保护判据概述

2．4．2 基于故障分量的电流差动保护判据的动作特性

2．4．3 基于故障分量的电流差动保护判据的建模与仿真

2．5 本章小结

3 自适应分相电流差动保护判据的研究

3．1 自适应分相电流差动保护判据的提出

3．1．1 自适应分相电流差动保护的新判据

3．1．2 自适应分相电流差动保护新判据的仿真验证

3．2 影响电流差动保护灵敏度与可靠性的因素

3．2．1 电容电流的影响及补偿方案

3．2．2 电流互感器饱和的影响及补偿方案

3．2．3 电流互感器断线的影响及补偿方案

3．3 本章小结

4 光纤电流差动保护装置的通信方案

4．1 保护装置的通信方式

4．1．1 两种光纤通道连接方式

4．1．2 保护的复用接口装置

4．2 数据通信的帧格式

4．3 通信时钟的同步方式

4．4 数据采样的同步方式

4．4．1 基于数据通道的同步方法

4．4．2 基于参考向量的同步方法

4．4．3 基于同一时钟基准源的同步方法

4．5 本文采用的电流采样同步方案

4．6 本章小结

5 光纤电流差动保护的软硬件设计

5．1 硬件保护装置的设计

5．1．1 保护装置整体方案的确定

5．1．2 电源模块

5．1．3 数据处理模块

5．1．4 交流量输入模块

5．1．5 开入开出模块

5．2 软件保护程序的设计

5．2．1 微机保护软件概述

5．2．2 程序结构流程图

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

硕士学位期间发表的论文

参考文献