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基于面保护配电网馈线自动化的研究

作　者: 苏国志
导　师: 陈晓英
学　校: 辽宁工业大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 馈线自动化面保护原理故障处理馈线终端单元通信系统
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

馈线自动化是提高电能质量与供电可靠性的重要保障。传统的技术是基于计算机系统与通信网络的控制模式和基于配电自动化开关设备之间相互配合控制模式两类。但前者故障处理过程不仅时间较长，而且过于依赖配网控制主站及通信系统。而后者需经过多次重合闸才能完成故障处理过程，对电网中的电气设备冲击损耗较大。针对以上情况，本文设计了一种面保护控制模式的馈线保护系统。首先，依据面保护控制模式的原理，深入分析基于面保护控制模式的配电网组成结构以及对馈线终端单元的功能要求，根据功能要求选择出适合馈线终端单元的快速算法，制定出故障处理的动作判据，引入控制节点解决配网的拓扑问题以及联络功能馈线终端的失压合闸时间整定问题，并对面保护控制模式的故障处理过程进行分析。其次，对馈线终端单元进行硬件部分与软件系统的设计。其中硬件部分采用TMS320F2812作为核心，并对交流信号处理模块，驱动控制模块，通信接口电路等进行设计。在硬件设计的基础上对与之对应的馈线终端软件系统进行编写，选择使用汇编语言与C语言的混合编程法来进行程序软件编程，为了利于程序代码的优化，便于编写与调试，软件系统采用模块化设计结构，对各功能模块分开独立进行编写，各个模块调试成功后，再进行联调最后衔接构成馈线终端单元的软件系统。最后，对所设计的面保护控制模式进行仿真实验，馈线终端在综合信息后，根据故障处理判据，判断出故障并就地发布操作命令，实现了面保护功能，证明了本方案的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 选题的背景及研究意义  8
  1.2 馈线自动化系统的分类  8-9
    1.2.1 基于重合器的当地处理模式  8-9
    1.2.2 基于 FTU 的远方处理模式  9
  1.3 国内外发展现状及方向  9-11
  1.4 本文的工作  11-12
2 面保护控制模式基本原理  12-22
  2.1 概述  12
  2.2 基于面保护控制模式的配电网结构  12-14
  2.3 面保护控制模式中 FTU 的功能要求  14-15
  2.4 通信方式的选择  15-16
  2.5 算法分析及选择  16-18
    2.5.1 算法分析  16-17
    2.5.2 算法选择  17-18
  2.6 配电网的控制节点  18-20
    2.6.1 控制节点概述  19
    2.6.2 控制节点的编号原则  19-20
  2.7 本章小结  20-22
3 基于面保护控制模式的故障处理过程  22-31
  3.1 设定故障处理的判据  22-23
    3.1.1 馈线故障隔离的判据  22
    3.1.2 供电恢复判据  22-23
  3.2 故障处理过程  23-30
    3.2.1 瞬时性故障处理  23-25
    3.2.2 永久性故障处理  25-28
    3.2.3 具有分支的配电网的故障处理过程分析  28-30
  3.3 本章小结  30-31
4 基于面保护原理馈线终端单元的设计  31-50
  4.1 FTU 的硬件结构  31-32
  4.2 馈线终端单元的 CPU 选型  32-33
  4.3 交流信号处理电路  33-34
    4.3.1 电压信号输入通道  33-34
    4.3.2 电流信号输入通道  34
  4.4 驱动控制单元设计  34-36
    4.4.1 开关量输入通道  34-35
    4.4.2 开关量输出通道  35-36
  4.5 通信接口单元设计  36-38
    4.5.1 CAN 接口电路设计  36-37
    4.5.2 串行通信接口电路设计  37-38
  4.6 本方案馈线终端的软件设计  38-39
    4.6.1 软件设计概述  38
    4.6.2 编程语言的选则  38
    4.6.3 软件系统结构设计  38-39
  4.7 功能模块的设计  39-49
    4.7.1 主程序设计  39-40
    4.7.2 数据采样  40-41
    4.7.3 通信程序设计  41-43
    4.7.4 故障电流判断及跳闸模块  43-47
    4.7.5 重合闸模块  47
    4.7.6 失压合闸模块  47-49
  4.8 本章小结  49-50
5 仿真实验  50-58
6 结论  58-59
参考文献  59-61
致谢  61-62
附录  62-67

基于面保护配电网馈线自动化的研究

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