题目:110kV输电线路成套微机保护装置的研究
日期:2018年01月15日
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作者:无忧论文网
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论文编号:lw200612121340283246
论文字数:35283
所属栏目:电子信息类论文
论文地区:
论文语种:中文
论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis
110kV输电线路成套微机保护装置的研究
Study on Whole-set Microcomputer Protection of 110kV Power Transmission Lines
摘 要
现代电力系统总的趋向是高电压、大输送容量和远距离,电网中广泛使用高压长距离输电线路作为变电站及系统间的联络线路。高压长距离输电线路担负着传送巨大功率的任务,在电力系统中占有举足轻重的地位,对整个电力系统的安全稳定运行有很大的影响,因此对高压线路的保护的选择性、速动性、灵敏性、可靠性都提出了更高的要求。完善高压输电线路的保护具有重大的社会意义。
本文通过综述国内外高压输电线路继电保护和故障测距方面的研究,认为以距离保护为主保护,零序方向保护为后备保护,故障行波分析为测距方法的保护配置方案对于110kV输电线路是实用、可靠和适合的。文中分析了距离保护在动作特性、接线方式、启动逻辑、振荡闭锁逻辑、选相逻辑、极化方式等方面的原理和性能,进行了大量的软件仿真试验,给出了详细的理论分析和试验结果。在此基础上,选择了用于实现距离保护的各个逻辑模块的算法,给出整体优化的保护算法方案。文中讨论了故障产生的行波及其在输电线路上的传播过程,以及影响行波波头识别的主要因素。在分析早期行波测距方法的基础上,给出了以具有良好时频局部化性能的小波分析为主要分析手段的现代行波测距算法,和适合于行波信号分析的基小波选取原则。
此外本文基于输电线路分布参数模型,提出了行波传播过程的AR模型,给出了基于AR模型的LPC(线性预测系数)分析算法及其软件仿真试验结果,说明了行波信号的LPC可以有效地用于行波信号检测和含噪行波信号的消噪。在此基础上提出LPC分析及其与小波分析的联合分析是值得深入探讨的。
在大量软件仿真试验的基础上,设计了基于TMSF206平台的距离保护和行波测距硬件和软件系统,对系统硬件的整体结构、软件的流程和特点作了简要介绍。该装置的研究开发将促进我们新型高压线路保护装置的研制过程,完善我们的变电站综合自动化系统,推动我们向110kV和220kV变电站综合自动化的发展,将产生可观的经济效益和社会效益。
关键词:距离保护、行波测距、小波分析、AR模型、LPC分析
Abstract
The general tendency of power system evolution is to develop a modern system with high voltage, large transmission power and long transmission distance, in which high voltage and long distance transmission lines are of great importance to the stability of the system. This sets a more rigorous require for the relay protections for these transmission lines. Thus a further study on the high voltage transmission lines protection is meaningful.
After giving a general introduction to the research in the relay protection and fault location of high voltage transmission lines, a protection scheme with distance protection as the main, zero-sequence current protection as the backup and travelling wave analysis as the fault location algorithm is proposed as an optimum one. Based on the analysis of the principles and performance of distance protection, software simulations are made according to which algorithms for the logical parts of distance protection are optimally selected. Travelling wave theory, its propagation on transmission lines and main factors impacting the correct recognition of the arrival of travelling wave is also discussed. A modern analysis method of travelling wave by the wavelet transform is presented with the principle of selecting base wavelet function. In this paper is brought forward a new model of travelling wave named AR model. LPC analysis based on this model is narrated and simulated, resulting in an effective way of detecting and denoising travelling wave. The further study of joint analysis of wavelet transform and LPC is expected to be profitable.
Grounded on the theory analysis and software simulations, both the hardware and software on the TMSF206 platform is designed. In general, the successful study of this protection module will accelerate the progress of protection product. It will contribute to both social and economic benefits in the future.
Keywords:
Distance protection, Travelling wave, Wavelet transform, AR model, LPC
第一章 引言 1
1.1 电力系统继电保护概述 1
1.2 高压输电线路的继电保护 3
1.3 国内外高压输电线路继电保护和故障定位研究现状 5
1.4 本论文内容简介 10
1.5 论文工作的完成情况 10
第二章 高压输电线路距离保护原理 12
2.1 110kV输电线路继电保护配置 12
2.2距离保护 12
2.3零序电流保护 29
第三章 高压输电线路距离保护软件仿真 32
3.1实验网络拓扑 32
3.2三相短路故障仿真结果及其分析 33
3.3两相短路故障仿真结果及其分析 35
3.4单相短路故障仿真结果及其分析 37
3.5电压极化仿真结果及其分析 39
3.6系统振荡仿真结果及其分析 40
第四章 高压输电线路行波测距原理 42
4.1 输电线路故障时的行波 42
4.2 故障行波在输电线路上的传播 45
4.3 行波测距 47
4.4 结论 53
第五章 高压输电线路行波测距软件仿真 55
5.1实验网络拓扑 55
5.2单端网络故障行波仿真结果及其分析 56
5.3双端网络振荡中故障行波仿真结果及其分析 57
5.4输电线路故障行波的AR模型 58
第六章 保护软件硬件的设计 63
6.1软件系统设计 63
6.2硬件系统设计 65
结论 68
致谢 70
参考文献 71
个人简历 73