青藏铁路配（变）电所馈线保护测控系统的研究

摘要

中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统统称为中性点不直接接地系统,广泛应用于铁路配电系统中.采用这种系统时,供电线路的保护和故障定位问题一直是研究的热点.实践证明,常规的保护能够有效地实现一般铁路配电所馈线的保护.由于正在建设中的青藏铁路地处高原、电源稀缺,在某些变电所退出运行的情况下,不得已采用超长距离供电以保障对沿线负荷的电力供给,因此,超长距离供电线路的保护与故障定位问题值得研究.该文首先应用等效集中电容对分布参数输电线路的模型进行了简化,并提出了根据故障点位置不同而采用不同线路模型的故障定位原理;仿真结果表明,这种原理能够满足对超长距离供电线路单相接地故障进行定位的要求.其次,利用№tlab工具软件对青藏铁路超长距离供电的运行方式进行了建模和仿真,通过对仿真结果的分析,得出了常规的电流保护不能有效地保护超长距离供电线路全长的结论.第三,通过对大量仿真数据的分析,提出了基于负序电流分量和线路阻抗角变化的保护原理,并对整定方法进行了初步探讨.最后,针对铁路配电系统保护测控装置技术的现状,开发了基于先进软硬件技术的馈线保护测控装置.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1铁路配电系统的构成及特点

1.1.1铁路配电所主接线图

1.1.2铁路配电系统的特点

1.2中性点非直接接地运行方式的特点

1.3青藏铁路配电系统概况

1.4铁路配电系统保护测控装置的现状

1.5本文所做的工作

第2章超长距离供电线路故障定位的原理与仿真

2.1故障定位方法的研究

2.1.1模型一——初步判断故障点位置

2.1.2模型二——C段故障的定位

2.1.3模型三——D段故障的定位

2.1.4模型四——A段故障的定位

2.1.5故障定位方案的实现

2.2故障定位原理的仿真

2.2.1超长线路特点与供电系统模型

2.2.2故障定位仿真

2.2.3不同长度供电线路故障定位的仿真

第3章保护测控装置的保护原理与配置

3.1基本保护配置

3.1.1带低压启动的电流保护

3.1.2合闸后加速保护

3.1.3过负荷保护

3.1.4零序过电压保护

3.1.5自闭贯通线路的低电压保护

3.1.6负序电流保护

3.1.7基于线路阻抗角变化的保护

3.2安全自动装置的配置

3.2.1馈线三相一次自动重合闸

3.2.2自闭贯通线路三相一次自动重合闸

3.2.3自闭贯通线路备用电源自动投入

3.2.4简易母线保护

3.2.5故障段判别

3.3超长距离供电运行方式下稳态短路计算

3.4超长距离供电运行方式下保护动作仿真

3.4.1基本故障仿真

3.4.2存在过渡电阻情况下的故障仿真

3.4.3故障分量的仿真

3.4.4不同负荷和功率因数情况下末端故障时故障分量的仿真

3.4.5小结

第4章保护与测控功能的实现

4.1交流和信号插件的设计

4.1.1电源模块

4.1.2模拟量输入模块

4.1.3出口模块

4.2保护测控插件的设计

4.2.1数据采集模块

4.2.2数据处理模块

4.2.3开入量输入/输出模块

4.2.4通信模块

4.3软件开发工具概述

4.4保护算法

4.4.1傅立叶算法

4.4.2改进傅立叶算法

4.5频率测量算法

4.6各保护测控功能实现

4.6.1主程序和中断程序

4.6.2带低压启动的过电流保护

4.6.3低电压保护

4.6.4重合闸元件

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及学术成果