光纤电流纵差保护及其在地铁供电系统中的应用

摘要

该文简要介绍了地铁变电站自动化系统的发展概况及其功能要求,详细分析了电流纵差保护的原理和计算方法,并对比分析了光纤电流纵差保护的各种数据同步方法.对保护装置需要实现的保护和相关功能进行配置,给出了相应的保护整定原则,并按保护与控制等功能要求配置了硬件和软件,包括硬件结构和软件流程图.该文着重分析了采样数据同步方法的实现,并对其中的采样数据调整法进行了改进,以适应弹性光纤复用通道下数据传输的情况.分析了主从CPU的同步串行通信口及装置自身的功能特点,选择采用80386EX同步串口作为线路两侧数据通信口,并对主从CPU的任务进行了合理的分析与配置.根据地铁电力交流联络线的特点,作者提出了一种适合于短距离线路保护的参考电压零点的同步算法,并对该算法的优缺点进行了详细的分析与仿真.该方法对中国自行研制地铁线路或短线路光纤纵差保护有一定的参考意义.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1地铁供电系统概述

1.2地铁变电所自动化系统

1.3地铁变电所自动化系统功能

1.3.1继电保护功能

1.3.2测控与信号功能

1.3.3自动装置功能

1.3.4远程通信功能

1.3.5系统可维护性功能

1.3.6其他功能

1.4地铁变电所自动化系统产品简介

1.5地铁电力环网电流纵联差动保护的概述

1.6作者的工作

第2章光纤电流纵差保护功能和原理

2.1导引线纵联差动保护

2.2光纤电流纵联差动保护基本原理

2.3光纤电流纵差保护数据同步原理

2.3.1采样时刻调整法

2.3.2时钟校正法

2.3.3基于GPS的同步方法

2.3.4参考相量法

2.3.5采样数据调整法

2.4电流纵联差动保护数据同步帧结构

2.4.1数据帧格式考虑因素

2.4.2数据帧格式定义

2.5采样数据调整法误差理论分析

2.6采样数据调整同步法的改进

2.7循环冗余校验原理及其实现

2.7.1循环冗余码校验原理

2.7.2循环冗余校验码实现

2.8新型同步方法的提出

2.8.1参考零点同步方法的原理

2.8.2参考零点同步方法的不足与分析

2.8.3参考零点数据同步方法的Matlab仿真

2.8.4参考零点同步法的应用

第3章光纤电流纵差保护装置其他功能和原理

3.1后备保护

3.1.1过流保护

3.1.2零序过电流

3.1.3反时限元件

3.2三相一次重合闸

3.2.1特点和要求

3.2.2自动重合闸方式

3.2.3双侧电源线路自动重合闸的配置原则

3.2.4重合闸元件

3.3 CT和PT自检

3.3.1电流求和自检

3.3.2CT断线检测

3.3.3PT断线检测

3.4过负荷元件

3.5 CT变比调整

3.6通信通道监视

3.7数据记录

第4章光纤电流纵差保护装置硬件构成

4.1电源插件

4.2交流插件

4.3保护插件

4.3.1微处理器选择

4.3.2 386 EX同步串行口单元

4.3.3相关芯片选择

4.3.4保护插件总体结构

4.3.5数据采集系统

4.3.6开入开出设置

4.4人机接口插件(MMI)

4.5光端机插件

4.5.1光端机原理及编码要求

4.5.2保护装置对光端机的要求

4.5.3光端机接线形式

4.6出口插件

第5章光纤电流纵差保护装置软件实现

5.1保护装置整体流程

5.2保护插件主程序框图

5.3保护插件异步串口中断服务子程序框图

5.4保护插件定时器中断服务子程序框图

5.5低电压和方向判断保护子程序流程图

5.6 CCITT-CRC编码流程图

5.7保护插件同步串口通信子程序流程图

5.8保护插件差动保护判断子程序流程图

5.9零序过流保护子程序流程图

5.10过流保护子程序流程图

5.11 CT和PT自检子程序流程图

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果