电力变压器微机保护系统的研究

论文摘要

电力变压器是电力系统中极其重要的电气设备,它在整个电力系统中起着能量和电压转换的作用。它的运行是否安全,直接关系到电力系统能否连续稳定地运行。鉴于电力变压器在系统中的重要性,电力变压器的保护一直受到世人的重视和关注。现如今,随着电力系统规模的不断扩大和它在国民经济中地位的不断提升,对其保护也提出了更高的要求,尤其在可靠性和快速性方面。本论文针对变压器保护的要求,围绕着变压器微机保护系统的研究展开研究工作。论文首先介绍了对继电保护装置的基本要求和电力变压器保护的发展与现状以及论文所要作的工作。接下来在仿真变压器励磁涌流和内部故障电流的基础上详细分析了励磁涌流的基本特征和励磁涌流的识别方法,并对二次谐波制动法进行了改进。在保护算法的选择上,详细分析、研究了正弦函数模型算法和傅氏变换算法中的各种具体算法。在对比各种算法性能和对全周傅氏变换算法仿真的基础上,认为全周傅氏变换算法以其精度高,反应快而具有实用意义,比较适合应用在电力变压器保护当中。论文从实际运行中变压器的各种故障和不正常状态出发,介绍了变压器保护的基本要求和配置,在此基础上确定了本电力变压器微机保护系统的保护配置,并讲述了所配置的变压器保护的基本原理和具体参数。以前面所确定的变压器保护方案为依据,提出了以TMS320LF2407DSP为核心的微机型变压器保护系统的硬件平台,并对保护系统硬件部分的设计进行了详细地研究。通过研究,使变压器保护系统的硬件性能得到了提高,使复杂的保护原理能够在微机系统上得以实现。论文系统地介绍了电力变压器微机保护系统的各项软件功能和在TMS320LF2407DSP软件开发中的一些规则和经验。最后简要论述了本电力变压器微机保护系统的一部分动模试验和结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电力变压器保护的发展与现状
• 1.3 论文的工作和章节安排
• 2 励磁涌流识别方法与仿真研究
• 2.1 励磁涌流产生的原因
• 2.2 变压器空载合闸和内部故障的仿真与分析
• 2.3 励磁涌流的识别方法
• 2.3.1 二次谐波判别制动原理
• 2.3.2 间断角制动原理
• 2.3.3 电压制动原理
• 2.3.4 波形对称识别原理
• 2.3.5 基于小波理论和模糊理论的方法简介
• 2.4 二次谐波制动的改进
• 2.4.1 制动比的改进
• 2.4.2 二次谐波制动方法原理上的改进
• 2.5 本章小节
• 3 保护算法的分析与选择
• 3.1 正弦函数模型算法
• 3.2 傅氏变换算法
• 3.3 全周傅氏变换算法的仿真
• 3.4 全周傅氏变换算法的改进
• 3.5 本章小节
• 4 电力变压器保护的配置
• 4.1 引言
• 4.2 变压器保护类型
• 4.3 变压器的主保护
• 4.3.1 差动速断保护
• 4.3.2 二次谐波比率制动的差动保护
• 4.3.3 差动CT二次断线保护
• 4.3.4 变压器的本体保护
• 4.4 变压器的后备保护
• 4.4.1 复合电压启动过流保护
• 4.4.2 过负荷保护
• 4.4.3 变压器通风启动保护
• 4.4.4 定时限速断过流保护
• 4.4.5 零序过流保护
• 4.5 本章小节
• 5 变压器保护的硬件系统
• 5.1 数据采集部分
• 5.2 主系统
• 5.2.1 系统存储器的扩展
• 5.2.2 液晶显示电路
• 5.2.3 通信接口电路
• 5.2.4 键盘接口电路和日历时钟接口电路
• 5.3 开关量输入/输出部分
• 5.4 本章小节
• 6 变压器保护的软件系统
• 6.1 系统的程序设计
• 6.1.1 主程序
• 6.1.2 A/D转换中断程序
• 6.1.3 主保护功能判断程序
• 6.1.4 差速和二次谐波制动差动保护程序
• 6.1.5 后备保护功能判断程序
• 6.1.6 采样脉冲程序
• 6.2 TMS320LF2407DSP的软件开发规则和经验
• 6.2.1 TMS320LF2407DSP定点运算的数据定标
• 6.2.2 基于格式的模块化编程
• 6.2.3 宏指令的使用
• 6.3 本章小节
• 7 保护系统的测试
• 7.1 动模试验的接线
• 7.2 差动速断保护试验
• 7.3 二次谐波比率制动的差动保护试验
• 7.4 差动CT二次断线闭锁保护试验
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果