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数字化变电站采样系统及其变压器保护方案研究

作　者: 华煌圣
导　师: 游大海
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 数字化变电站变压器保护合并单元采样同步 Rogowski线圈变压器等效电路
分类号: TM76;TM63
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 170次
引　用: 1次
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内容摘要

数字化变电站采样系统为变压器保护提供了优良的采样值平台,为变压器保护新原理的实现提供了良好的基础。本文从构建用于变压器保护的采样系统入手,对其中影响保护性能的部分关键技术进行了研究,提出相应的解决方案,并在此基础上对变压器保护的新原理进行了一定的研究与探讨,提出较完整的基于数字化变电站采样系统的变压器主保护方案。合并单元是实现数字化变电站采样系统电压、电流以及开关量的采集控制、信息汇合和提供标准接口的设备。本文给出了一种实现IEC61850-9-1中合并单元功能定义的硬件映射方案,通过采样控制卡、数据处理卡、通信控制卡构成了数字化变电站的采样控制系统。针对数字化变电站采样系统结构改变导致的过程层设备的采样同步控制、间隔层和变电站层设备的数据同步对对时方法的新要求,提出了一种分层对时方法,以秒脉冲作为合并单元的对时信号,合并单元采用均摊误差的逻辑产生稳定的采样控制信号;间隔层、变电站层设备通过SNTP协议实现对时。另外,根据变电站时钟源的要求,提出了一种基于误差分析的高精度时钟产生方法,在对各类时钟进行误差分析的基础上对时钟信号进行处理,产生稳定性好、精度高的时钟信号。本文根据Rogowski线圈以及电阻分压器的原理分别对其测量精度进行了分析,分析表明在参数设计合理的条件下可以获得优良的电流、电压暂态测量性能。针对数字化变电站采样系统上保护计算与合并单元采样率不一致的问题,给出了滤波插值抽取的数据处理方法;并对数据传输网络故障/二次断线判据进行了探讨。在上述基础上,本文对基于变压器等效电路的保护原理进行了理论分析与仿真验证。研究表明,该原理在识别励磁涌流、匝间故障上具有很好的鉴别能力,理论上具有明显的优势。针对保护算法计算的复杂性增大,各测量量的误差对保护计算精度产生影响较大的特点,本文在保护原理中加入了制动判据,防止因计算误差造成的保护误动。论文从数字化变电站实用化的角度上对某些技术问题上进行了研究,最后在总结的基础上提出了数字化变电站采样系统及其在继电保护上的应用的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 引言  9-10
  1.2 问题的提出  10-11
  1.3 本文的工作  11-13
2 数字化变电站采样系统的结构与实现  13-23
  2.1 数字化变电站采样系统简介  13-16
  2.2 数字化变电站采样系统的映射实现  16-20
  2.3 变压器保护的采样系统配置  20-22
  2.4 小结  22-23
3 数字化变电站采样同步控制  23-39
  3.1 采样时间同步误差对交流采样的影响  23-27
  3.2 符合IEC61850 的对时系统的构建  27-29
  3.3 采样的同步控制逻辑  29-34
  3.4 用作站级时钟的高精度时钟产生方法  34-38
  3.5 小结  38-39
4 数字化继电保护装置常用数据处理方法与判据逻辑  39-49
  4.1 保护装置以太网数据接口的结构与控制  39-41
  4.2 过程层数据处理方法  41-46
  4.3 网络故障或断线判据  46-48
  4.4 小结  48-49
5 基于电子式互感器的变压器保护方案  49-70
  5.1 电子式互感器的传感性能分析  49-55
  5.2 电子式互感器对变压器保护的影响  55-58
  5.3 基于变压器等效电路模型的保护原理  58-67
  5.4 基于变压器等效电路模型的保护仿真分析  67-69
  5.5 小结  69-70
6 总结与展望  70-74
  6.1 本文工作的总结  70-71
  6.2 进一步工作的展望  71-74
致谢  74-75
参考文献  75-80
附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文  80-81
附录2 基于变压器等效电路模型的保护原理仿真结果  81-90

数字化变电站采样系统及其变压器保护方案研究

内容摘要

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