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基于IEC61850牵引变电所数字录波装置研究

作　者: 杨小磊
导　师: 熊列彬
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 牵引变电所 IEC61850建模 硬件设计 WinPcap 软件设计
分类号: TM774
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着电力系统数字化变电站蓬勃发展,铁道牵引数字化变电站的研究也在进行中,数字录波装置是数字化牵引变电站必须的设备。因此研究开发符合IEC61850的牵引变电站数字录波装置具有一定的工程应用价值,在国内铁路领域还没有这方面研究。本文首先介绍IEC61850标准的体系结构、主要特点、通信结构、信息交互方法和建模方法。分析录波装置建模需求,在此基础上,对牵引变电所数字录波装置进行建模。通过模型建立,了解录波装置内部逻辑节点之间的逻辑和时序关系,为下一步装置硬件设计奠定基础。其次,在分析牵引变电所录波数据实例的基础上,给出录波装置硬件总体设计方案,重点给出通信接口。根据牵引变电所录波装置硬件结构,设计出软件总体设计方案,主要包括故障通信记录单元和故障数据分析单元软件设计。对主要模块进行详细设计,主要包括：报文处理模块、数据同步模块、故障启动录波模块、数据通信模块、数据存储模块、故障再现模块。最后,对软件设计进行实验验证。在PC机上,基于WinPcap平台进行软件仿真。软件从从继电保护测试仪获取采样值,通过解码获取采样值信息,通过启动判别算法启动录波,把录波文件存储为COMTRADE格式文件,并对录波文件进行故障再现。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 课题研究背景和意义  10-11
  1.2 传统录波装置与数字化录波装置区别  11-12
  1.3 数字化录波装置国内外研究现状与分析  12-15
    1.3.1 国外数字化故障录波装置发展现状  12-13
    1.3.2 国内数字化故障录波装置发展现状  13-15
  1.4 牵引变电所数字化录波装置研究可行性分析  15-16
  1.5 本论文的主要工作  16-17
第2章 IEC61850标准及录波装置建模方法  17-27
  2.1 IEC61850标准概述  17-18
    2.1.1 IEC61850标准体系结构  17
    2.1.2 IEC61850标准主要特点  17-18
  2.2 IEC61850标准通信方式  18-19
    2.2.1 IEC61850标准通信结构  18
    2.2.2 信息交互方法  18
    2.2.3 IEC61850标准建模方法  18-19
  2.3 基于IEC61850牵引变电所数字录波装置建模  19-26
    2.3.1 数据模型分析  19-20
    2.3.2 牵引变电所录波装置的功能分析  20-21
    2.3.3 牵引变电所数字录波装置建模的实现  21-25
    2.3.4 模型的验证方法  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 牵引变电所数字录波装置硬件设计  27-36
  3.1 牵引变电所介绍  27-29
  3.2 牵引变电所数字录波装置硬件整体结构  29-33
    3.2.1 录波装置模块结构  30-31
    3.2.2 CPU的选择  31-33
  3.3 9-2采样值数据提取  33-34
    3.3.1 合并单元  33
    3.3.2 录波装置采样值获取方法  33-34
  3.4 GOOSE开关量提取  34
  3.5 牵引变电所录波数据采集实例分析  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章 牵引变电所数字录波装置软件设计  36-55
  4.1 软件总体结构  36-38
  4.2 故障通信记录单元软件设计  38-51
    4.2.1 报文处理模块  38-43
    4.2.2 数据同步模块  43-44
    4.2.3 故障录波启动判别记录模块  44-47
    4.2.4 录波数据存储方法  47-51
    4.2.5 数据通信服务模块  51
  4.3 故障数据分析单元软件设计  51-54
    4.3.1 配置及定值管理模块  52
    4.3.2 故障数据分析模块  52-53
    4.3.3 故障文件的读取  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章 软件实现  55-66
  5.1 继保测试仪模拟发送报文方式  55-58
  5.2 录波装置分析软件介绍  58
  5.3 通道参数配置  58-60
  5.4 报文采集实现  60-61
  5.5 故障启动判别实现  61-63
  5.6 录波文件存储实现  63
  5.7 录波文件再现  63-65
  5.8 本章小结  65-66
结论  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
攻读学位期间发表的论文  72-73
附录  73-80

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统继电保护 > 继电保护装置
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