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牵引变电所微机继电保护技术研究及装置实现

作　者: 范磊
导　师: 苗世洪
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电气化铁路牵引馈线保护牵引变压器保护以太网 IEC60870-5-103
分类号: TM774
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 118次
引　用: 2次
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内容摘要

我国经济的持续稳定发展迫切需要运输能力更强、安全可靠性更高的电气化铁道系统。牵引馈线和牵引变压器是牵引供电系统中至关重要的电气设备,它们的安全稳定运行是电气化铁道系统正常稳定工作的前提。但是我国牵引变电站二次系统相对比较落后,因此在前人的基础上继续推进电气化铁路继电保护国产化,研制适合我国铁路的微机继电保护产品,有很积极的意义。本文的主要工作就是开发电气化铁路馈线保护装置和牵引变压器保护装置,并在装置上实现符合IEC60870-5-103标准的通信功能。首先,论文综述了牵引供电系统的结构组成、供电类型,比较了牵引供电系统与电力系统的区别。接着论文研究了距离保护和差动保护的原理,研究了馈线保护和平衡变压器保护的保护配置和实现判据。然后,论文重点论述了基于32位微控制器STM32和嵌入式实时多任务系统RL-RTX的牵引变微机保护装置的硬件和软件平台。其中,重点介绍了微处理器模块和通信模块的硬件结构,说明了实时多任务系统的主要任务和关键的中断服务程序,并阐述了馈线保护和变压器保护的软件流程图,还通过继保测试仪验证了两种保护动作的正确性。最后,论文综述了串口通信和以太网通信的原理,深入研究了MODBUS规约和IEC60870-5-103规约,通过串口和以太网两种方式实现了两种规约的通信功能,并通过实验验证了通信的可靠性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 牵引变电所微机继电保护的目的和意义  8-9
  1.2 牵引馈线和牵引变压器保护的国内外发展现状  9-10
  1.3 论文的主要工作  10-11
2 电气化铁路牵引变电所馈线保护和变压器保护  11-30
  2.1 电气化铁路牵引供电系统概述  11-15
  2.2 电气化铁路馈线保护配置  15-22
  2.3 电气化铁路变压器保护配置  22-29
  2.4 小结  29-30
3 牵引变电所微机继电保护单元的设计与实现  30-46
  3.1 硬件平台的设计  30-34
  3.2 保护单元的软件设计及实现  34-42
  3.3 保护单元的动作特性测试  42-45
  3.4 小结  45-46
4 IEC60870-5-103 规约在保护装置中的应用  46-59
  4.1 引言  46
  4.2 USART 通信中断原理框图  46-48
  4.3 以太网通信原理  48-53
  4.4 IEC60870-5-103 通信规约  53-58
  4.5 小结  58-59
5 总结与展望  59-60
  5.1 全文总结  59
  5.2 需要进一步做的工作  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附录1 IEC60870-5-103 规约的测试报文  65-74

牵引变电所微机继电保护技术研究及装置实现

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