新型方向比較式快速母線保護原理及實現(xiàn)技術(shù).pdf

1、母線連接發(fā)電機、變壓器、整流器和輸電線路，是電力系統(tǒng)中最重要的元件之一，母線保護拒動或誤動都會對電力系統(tǒng)造成巨大危害。電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展對母線保護的快速性、選擇性、靈敏性和可靠性提出了更高要求。電力系統(tǒng)廣泛采用的基于電流差動的保護原理易受電流互感器飽和與變比不匹配的影響，研究新型母線保護原理對克服現(xiàn)有母線差動保護原理存在的不足，提高母線保護的快速性和可靠性具有重要意義。目前提出的新型母線保護原理多數(shù)只是提出了保護方案，沒有形成實際保護裝

2、置，所提原理的性能無法得到實際驗證。開發(fā)基于新型母線保護原理的繼保裝置對電力系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義。為此，本論文基于新型方向比較式快速母線保護原理進行硬件開發(fā)和軟件實現(xiàn)，并對所開發(fā)保護樣機進行測試。論文所做工作如下:
　　(1)根據(jù)不同故障位置產(chǎn)生的前、反行波故障特征，提出了一種方向比較式故障方向識別原理。該原理利用故障發(fā)生后特定時間段內(nèi)前行波和反行波的幅值大小關(guān)系，判定線路故障方向，綜合母線所連各線路的方向識別結(jié)果確定是否發(fā)生母線故障

3、。針對所提方向比較式母線保護原理，設(shè)計了一整套母線保護方案，對保護方案主要組成元件進行詳細(xì)分析并給出應(yīng)用于工程實際的算法公式。
　　(2)開發(fā)出基于所提方向比較式母線保護原理的母線保護樣機。給出保護樣機硬件設(shè)計框圖并對主要組成部分，如高速采樣單元、快速數(shù)據(jù)處理單元、中央處理單元以及開入開出單元等，進行功能說明。給出實際硬件電路接線圖，詳細(xì)說明硬件電路的主要組成模塊及工作流程，分析了AD7606芯片以及uPP通信的工作機理。設(shè)計了母

4、線保護軟件流程并協(xié)調(diào)控制各任務(wù)和中斷程序之間的通信同步使得母線保護任務(wù)能夠被優(yōu)先完成，根據(jù)軟件流程和所提母線保護方案，給出母線保護算法流程圖，編寫母線保護算法程序。
　　(3)對母線保護樣機進行動模測試分析。利用動模實驗室搭建單母線結(jié)構(gòu)物理模型，將母線所連三條支路的電壓電流量接入保護樣機，利用動模故障錄波系統(tǒng)監(jiān)測保護樣機在不同故障情況下的動作情況。為了全面測試保護樣機性能，針對故障位置、故障類型、電流互感器飽和、轉(zhuǎn)換性故障和開關(guān)操

5、作等故障影響因素進行了大量動模測試。此外，利用matlab對動模實驗數(shù)據(jù)進行分析研究。
　　(4)對母線保護樣機進行RTDS閉環(huán)測試分析。根據(jù)實際500kV變電站參數(shù)，在RTDS實驗室搭建3/2接線母線模型，設(shè)計仿真模型控制邏輯，利用RTDS輸入輸出模塊構(gòu)建RTDS閉環(huán)測試系統(tǒng)。利用RTDS閉環(huán)測試平臺全面測試所開發(fā)的母線保護裝置，針對可能影響測試結(jié)果的故障條件，如故障初始角、故障類型、接地電阻等進行大量仿真測試，利用matlab