基于IEC61850牵引变电所数字录波装置研究

论文摘要

随着电力系统数字化变电站蓬勃发展,铁道牵引数字化变电站的研究也在进行中,数字录波装置是数字化牵引变电站必须的设备。因此研究开发符合IEC61850的牵引变电站数字录波装置具有一定的工程应用价值,在国内铁路领域还没有这方面研究。本文首先介绍IEC61850标准的体系结构、主要特点、通信结构、信息交互方法和建模方法。分析录波装置建模需求,在此基础上,对牵引变电所数字录波装置进行建模。通过模型建立,了解录波装置内部逻辑节点之间的逻辑和时序关系,为下一步装置硬件设计奠定基础。其次,在分析牵引变电所录波数据实例的基础上,给出录波装置硬件总体设计方案,重点给出通信接口。根据牵引变电所录波装置硬件结构,设计出软件总体设计方案,主要包括故障通信记录单元和故障数据分析单元软件设计。对主要模块进行详细设计,主要包括：报文处理模块、数据同步模块、故障启动录波模块、数据通信模块、数据存储模块、故障再现模块。最后,对软件设计进行实验验证。在PC机上,基于WinPcap平台进行软件仿真。软件从从继电保护测试仪获取采样值,通过解码获取采样值信息,通过启动判别算法启动录波,把录波文件存储为COMTRADE格式文件,并对录波文件进行故障再现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 传统录波装置与数字化录波装置区别
• 1.3 数字化录波装置国内外研究现状与分析
• 1.3.1 国外数字化故障录波装置发展现状
• 1.3.2 国内数字化故障录波装置发展现状
• 1.4 牵引变电所数字化录波装置研究可行性分析
• 1.5 本论文的主要工作
• 第2章 IEC61850标准及录波装置建模方法
• 2.1 IEC61850标准概述
• 2.1.1 IEC61850标准体系结构
• 2.1.2 IEC61850标准主要特点
• 2.2 IEC61850标准通信方式
• 2.2.1 IEC61850标准通信结构
• 2.2.2 信息交互方法
• 2.2.3 IEC61850标准建模方法
• 2.3 基于IEC61850牵引变电所数字录波装置建模
• 2.3.1 数据模型分析
• 2.3.2 牵引变电所录波装置的功能分析
• 2.3.3 牵引变电所数字录波装置建模的实现
• 2.3.4 模型的验证方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 牵引变电所数字录波装置硬件设计
• 3.1 牵引变电所介绍
• 3.2 牵引变电所数字录波装置硬件整体结构
• 3.2.1 录波装置模块结构
• 3.2.2 CPU的选择
• 3.3 9-2采样值数据提取
• 3.3.1 合并单元
• 3.3.2 录波装置采样值获取方法
• 3.4 GOOSE开关量提取
• 3.5 牵引变电所录波数据采集实例分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 牵引变电所数字录波装置软件设计
• 4.1 软件总体结构
• 4.2 故障通信记录单元软件设计
• 4.2.1 报文处理模块
• 4.2.2 数据同步模块
• 4.2.3 故障录波启动判别记录模块
• 4.2.4 录波数据存储方法
• 4.2.5 数据通信服务模块
• 4.3 故障数据分析单元软件设计
• 4.3.1 配置及定值管理模块
• 4.3.2 故障数据分析模块
• 4.3.3 故障文件的读取
• 4.4 本章小结
• 第5章 软件实现
• 5.1 继保测试仪模拟发送报文方式
• 5.2 录波装置分析软件介绍
• 5.3 通道参数配置
• 5.4 报文采集实现
• 5.5 故障启动判别实现
• 5.6 录波文件存储实现
• 5.7 录波文件再现
• 5.8 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 附录