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母线自适应差动保护设计

作　者: 单智
导　师: 傅周兴；贠保记
学　校: 西安科技大学
专　业: 电气工程
关键词: 母线差动保护故障分量全差动分差动 TA饱和 RTDS
分类号: TM773
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 33次
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内容摘要

目前传统的母线保护设备在实际运行中还占相当大的份额,其原理落后,适应性不强,并且在运行上存在很多问题,如抗TA饱和能力差、对于转换型故障不能快速切除。本论文结合现场的实际运行要求,配合某保护公司研究开发了一种抗TA饱和能力强并且能快速动作于各种故障的母线保护装置。论文通过研究目前电力公司在招标中对母线保护装置技术要求,在分析国内外现有电流差动保护判据的优缺点基础上,根据故障发生后故障量的特点,提出了一套新的母线差动保护综合判据;该综合保护判据打破了以往传统保护判据单一的局限性,主要由差动启动元件、差动保护元件、故障母线选择元件构成,每个元件都有其详细的判据;另外通过分析TA饱和时的特性,提出了一套独特的TA饱和解决方案。分时段的差动保护综合判据及实用的TA饱和解决方案是本文两个显著的特点。硬件采用双DSP并行处理,并对模拟量输入部分以及开入、开出部分做了简单介绍。结构软件设计上根据保护判据的自适应性将软件模块化,即根据故障发生的不同状态及故障发生后的不同时段投入相应的保护模块。差流数据处理模块和保护功能模块分开,不互相嵌套,各保护模块共享差流数据,使软件更为优化。对母线保护装置进行了RTDS动模试验,实验证明本文所研究的母线差动保护是一种比较理想的保护,它能够根据母线的运行情况和故障状态的变化,实时改变动作判据,以便使其保护性能达到最优;并且抗TA饱和强,在区外故障TA饱和后转区内故障时,保护能正确动作。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-13
  1.1 母线保护的发展、现状及研究意义  7-11
    1.1.1 几种主要类型母线保护的技术特性  7-10
    1.1.2 母线保护的应用及发展趋势  10-11
  1.2 电力公司对母差保护装置的技术要求  11
  1.3 本课题所做的主要工作  11-13
2 母线差动保护原理研究  13-38
  2.1 母线差动保护基本原理  13-14
    2.1.1 电流差动保护原理  13
    2.1.2 母线差动保护原理  13-14
  2.2 现有母线差动保护判据定性分析  14-23
    2.2.1 差动启动元件判据  15
    2.2.2 差动保护元件判据  15-17
    2.2.3 几种差动保护元件的比较分析  17-22
    2.2.4 故障选择元件判据  22-23
  2.3 母线差动保护综合判据  23-31
    2.3.1 差动启动元件判据  23-24
    2.3.2 大差动保护元件判据  24-28
    2.3.3 与大差配合的小差判据  28-30
    2.3.4 差动保护动作逻辑  30-31
  2.4 母联死区保护处理  31-32
  2.5 主要保护算法  32-38
    2.5.1 全量故障电流的算法  32-33
    2.5.2 故障分量电流的提取  33-34
    3.5.3 序电流算法  34-35
    2.5.4 谐波电流的算法  35-38
3 TA 饱和对母线差动保护的影响及对策  38-45
  3.1 TA 饱和原因概述  38-39
    3.1.1 引起TA 饱和的因素  38-39
    3.1.2 铁芯磁化特性  39
  3.2. TA 饱和特性分析  39-41
    3.2.1 TA 稳态饱和特性分析  39-40
    3.2.2 TA 暂态饱和特性分析  40-41
  3.3 TA 饱和解决方案  41-44
  3.4 本章小结  44-45
4 保护装置系统设计方案  45-55
  4.1 装置硬件结构简述  45-49
    4.1.1 硬件整体结构  45-46
    4.1.2 模拟量输入设计  46-47
    4.1.3 信号开入设计  47-49
    4.1.4 保护跳闸出口设计  49
  4.2 软件功能模块及设计  49-50
    4.2.1 模块化程序设计的思路  49-50
    4.2.2 模块化程序设计的意义  50
  4.3 系统软件模块的设计与实现  50-55
    4.3.1 模块化程序设计的实现  50-51
    4.3.2 软件设计总体方案  51-55
5 母线差动保护的动模试验结果及分析  55-61
  5.1 RTDS 试验平台简介  55-56
  5.2 动模试验方案  56
  5.3 试验内容及结果  56-59
  5.4 动模试验结果分析  59-61
6 结论  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
附录  65-68

母线自适应差动保护设计

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