微机保护与变电站综合自动化实验系统硬件的研发

微机保护与变电站综合自动化实验系统硬件的研发

黄勇[1]2003年在《微机保护与变电站综合自动化实验系统硬件的研发》文中研究说明从上个世纪九十年代起微机继电保护技术在我国得到了快速的发展和广泛的应用并已成为继电保护技术发展不可逆转的潮流和趋势,但是微机保护实验设备的开发在我国几乎是一片空白,仅有的微机保护实验设备也存在着功能单一、体积大、成本高等诸多缺点,基于这一现状,本文着力研究和开发一种多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统。 论文在研究和分析了国内外微机保护和安全自动装置的原理、结构和实现方法以及分散分布式变电站综合自动化系统构成的基础上,开发了一种硬件和软件模块化,能实现电流保护、距离保护、故障录波等多种继电保护和安全自动装置功能以及变电站综合自动化功能的实验培训系统,详细介绍了整个实验培训系统的结构和功能,分析了硬件部分的原理和作用,还简要阐述了整个软件编制的大体方法,并提出了一种利用计算机的EPP口实现上位机与RS-485总线和CAN总线通信的新型通信方式,提出了一种利用PSD913F2的双FLASH的特点进行软件的远程在线下载的方法。制作的样机实验结果表明继电保护正确动作率百分之百,安全自动装置功能运行正常,通信系统满足数据传输的要求。 多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统具有应用面广,功能齐全,运行可靠,技术先进等特点,填补了国内微机保护实验设备的一个空白,非常值得在全国电力大中专院校和电力系统中推广应用。

邵霞[2]2003年在《微机保护与变电站综合自动化实验系统软件的研发》文中进行了进一步梳理目前微机保护在国内外电力系统中得到了广泛的应用,微机保护装置取代常规保护装置是发展的必然趋势。但是国内各院校和广大电力用户对微机保护实验和培训的实施情况明显滞后于微机保护在现场的推广应用,现有的微机保护实验或培训装置种类很少,功能单一,价格昂贵,体积庞大,实用性不强。 为了改变这一现状,在查阅国内外文献资料和研究了现有的多套微机保护装置和变电站综合自动化系统的基础上,结合微机保护实验和培训的特点,研制了一套经济实用、符合现场实际的多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统。本文介绍了整个系统的结构、原理和功能,深入地研究了本系统所用的典型微机保护原理与算法;研究了保护的配置;确定了变电站综合自动化系统的示范构成方案;提出了基于80C196KC的PSD微机保护远程程序升级方法;设计了装置保护软件,软件模块化设计、流程清晰,并采用了PTS数据传送和LCD图形和多级汉字菜单设计等技术;适应对不同结构的变电站培训的需要,提出了一种组态软件设计方法;设计了教学性好、启迪性强、可灵活组态的教学实验培训软件,有一定的创新性。 多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统将多种微机保护实验和变电站综合自动化实验培训融为一体,具有实验功能齐全、操作简单、界面友好、通信方式多样化、可灵活配置变电站结构的特点,是国内首创的高科技教学实验培训设备。实验结果表明,多功能微机保护实验装置各项性能指标达到了设计要求。本系统在学校和电力系统推广应用,可以大大提高学生和培训人员的技术水平,产生较好的经济效益和社会效益。

邓恒[3]2004年在《变电站微机保护与综合自动化仿真培训系统的研发》文中进行了进一步梳理随着我国电力工业的迅速发展,变电站综合自动化试验培训系统特别是微机保护的推广应用,对变电运行和继电保护测试技术有了更新、更高的要求。涉及计算机自动测试等先进技术的微机型变电站综合自动化仿真培训系统已成为电力系统培训领域必不可少的专用系统。变电站综合自动化仿真培训系统的开发与应用对提高变电运行和继电保护测试水平、防止继电保护及安全自动装置不正确动作、保障电网安全运行有着积极的现实意义。 在查阅了国内外文献资料和研究分析我国变电站综合自动化仿真培训系统技术历史与现状的基础上,结合国内外变电站综合自动化仿真培训系统技术的发展趋势,提出并与湖南大学研制开发了一套经济实用、符合现场实际的基于DSP技术的微机型一次信号、二次信号模拟系统,该系统是变电站综合自动化仿真培训系统的重要组成部分,同时又可作为一个独立的电力系统产品满足现场继电保护装置的测试,利用湖南长沙英科公司的一套YK-2000变电站综合自动化系统(现场实际运行中退出的系统),共同组建一套变电站综合自动化仿真培训系统,具有广阔的应用前景。 论文研究了微机型一次信号、二次信号模拟系统的结构和功能,提出了多套信号装置硬同步的技术方案,设计了系统的硬件和软件,详细分析了各硬件模块的原理和作用,阐述了整个软件的设计思路。论文还建立了仿真系统的数学模型。研究了变电站综合自动化系统的结构功能设计,介绍系统组成单元设计的关键环节。 最后通过仿真、试验结果表明,基于DSP技术的微机型一次信号、二次信号模拟系统,具有体积小、重量轻、精度高、运行可靠、接线简单直观不易出错等特点,既可满足变电站综合自动化仿真培训系统各种仿真功能的要求,又能满足电力系统现场继电保护测试的需要,适应我国电力系统发展。与变电站综合自动化系统共同组建的变电站综合自动化仿真培训系统,可在我国电力系统中推广应用。

黎婷婷[4]2007年在《变电站变压器微机保护技术的研究》文中研究说明本论文是关于变电站变压器微机保护技术的研究。首先介绍了变电站综合自动化系统的一些基本概念及其历史发展和现状,然后再分析了变电站硬件的原理,组成、结构特点以及软件实现方法。其中对微机保护实现的相关算法做了介绍。论文着重介绍了变压器微机保护的原理和特点。在变压器的主保护中,主要采用差动保护,由于变压器在空投和切除外部故障后恢复供电时,变压器电源侧绕组中将产生很大的励磁涌流,导致保护误动作。因此,变压器差动保护的中心问题是如何区分励磁涌流和内部故障电流。本文解决这一问题采取的方法是利用二次谐波制动原理。本文简要介绍了微机保护装置的硬件组成、结构特点。基于嵌入式系统的微机保护装置,采取模块化和开放性设计思想。集采集、调节、通信、记录等功能于一体,具有可靠性、精度高、速度快、数据交换能力强和调试方便等优点。

陈铸华[5]2008年在《多功能微机保护实验系统的新型继电保护测试装置研究》文中指出随着我国电力工业的迅速发展,新型继电保护装置特别是微机保护的推广应用,对相应的测试技术有了更新﹑更高的要求。与电子式互感器接口的微机保护装置的深入研究对提供全数字测试信号以及提供模拟测试信号的精度和可靠性方面都提出了更高要求。同时,微机保护的智能化发展,尤其是数据通讯技术以及涉及计算机自动测试等先进技术的广泛采用,推动了继电保护测试技术新的发展,为测试继电保护提供了新的方法、新的手段,为继电保护的闭环全自动测试提供了可能。论文首先研究分析了湖南大学研制的“多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统”和微机保护测试装置的结构、原理及功能,在此基础上提出并设计了一种基于双DSP+CPLD技术的新型微机继电保护测试装置。该装置是“多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训装置”的重要组成部分,同时又可作为一台新型继电保护测试仪满足电力部门和科研院所对继电保护装置的测试与开发任务,具有广阔的应用前景。论文研究分析了装置内高精度信号发生主控模块、人机交互模块中各硬件电路的原理及功能,提出了一套线性功率运放电路及其保护、自检电路的设计。文中详细阐述了主控模块的系统程序设计思路和编制方法并定义了内部通讯协议,采用嵌入式实时操作系统DSP/BIOS设计人机交互模块系统软件确保监控实时性。同时,对稳态和暂态波形产生算法进行了总结分析,介绍了IEC60870-5-103规约对继电保护装置全自动闭环测试系统的应用,提出状态字查询位实现应用流程的控制。电子式互感器接口输出的测试信号分为模拟量和数字量,本文采用高精度串行DA转换器和10M以太网控制器CS8900A与DSP芯片的以太网接口设计方案,使装置具备了输出模拟量微小电压信号和全数字量测试信号的功能。装置的软硬件采用模块化设计,具有强大的存储和运算能力,通过软硬处理提高了抗干扰、自检能力。通过仿真、试验结果表明,基于双DSP+CPLD模块的新型继电保护测试装置具有精度高、体积小、重量轻、运行可靠、人机界面友好等特点,能够与多功能微机保护实验培训系统配合,实现各种常规继电器和微机保护及变电站综合自动化实验。

陈吉[6]2015年在《电力综合自动化系统与变电站继电保护研究》文中研究说明变电站的综自系统(综合自动化系统)是利用自动化系统、计算机技术、信息处理技术和通信技术等高科技对变电站的继电保护、测量、控制、故障滤波、信号处理、运动装置和自动装置等二次设备功能进行优化组合,实现对变电站的所有设备运行情况的测量和控制。继电保护是指当电力系统发生故障或异常工况时,继电器在可能实现实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。继电保护是变电站综合自动化系统的重要组成部分,研究继电保护对变电站综合自动化系统的安全稳定运行具有重要意义。本文首先分析了传统变电站的缺点及目前变电站综自系统在可靠性、安全性、自动化管理的优势,对变电站综自系统和继电保护技术在国内外的发展过程进行简单的论述。然后在研究相关变电站综自系统的技术资料的基础上,分析了变电站的综自系统主要结构形式,同时详细解剖了微机保护的软件和硬件的结构形式,并对主要的软件程序和硬件电路进行分析介绍,对微机保护进行常用保护算法分析,综合评估每种算法的特征。分析了变电站综自系统的几种主要的继电保护形式,从过激保护、母线差动保护、主变压器差动保护和非电量保护方面分析了每种继电保护的原理。最后结合杭州市萧山区220kV瓜沥变电站综合自动化改造案例,提出了变电站综合自动化系统继电保护的方案设计,包括变压器保护和线路保护功能的实现,并研究了该保护方案的硬件系统设计和软件程序框图。变电站改造实施和验收结果表明基于该设计方案的变电站改造对于变电站继电保护的改善具有明显效果。

王建勇[7]2010年在《35KV变电站综合自动化系统的应用研究》文中指出山东铝业公司是我国的第一个氧化铝工业基地,从1952年建厂到现在,通过五十多年的努力,已经发展成为一个年产氧化铝160多万吨,电解铝7.5万吨的大型企业。近几年,随着生产规模及生产设备智能化程度不断提高,对企业供电能力和供电质量提出了更新、更高的要求。对于供电网络中的重要环节—变电站而言,异常情况下的自我调节能力,故障情况下的自我恢复能力,事故情况下的快速反应能力以及事故后的自诊断功能显得尤为重要。针对这种实际情况,引进变电站综合自动化技术,提升变电站的自动化、智能化水平具有重要意义。通过实地考察与对比分析,对现有综合自动化技术的基本功能、常规设计模式、通信网络模式等方面进行深入分析研究,结合第二氧化铝厂新建35KV/6KV的枢纽变电站的现状,为该变电站设计了一套综合自动化系统。并对综合自动化系统在调试运行中的问题,提出了具体的解决方案,在实际工作中具有重要指导意义。

赖朝森[8]2007年在《企业110kV变电站综合自动化系统的研制》文中提出本文针对韶关冶炼厂30万吨铅锌挖潜改扩建工程110kV变电站供配电系统,结合国内外变电站综合自动化技术目前的发展情况,根据该变电站的实际需求,设计开发了企业110kV变电站综合自动化系统。并主要完成了以下工作:首先根据系统供电配电实际情况及韶关冶炼厂110kV综合自动化系统的要求,提出了该系统的设计原则;通过对硬件的选型配置,软件、网络拓扑结构的设计,形成了变电站综合自动化系统的基本框架;通过对各逻辑层次的划分,明确了系统的逻辑结构和各结构的功能。其次对变电站综合自动化中的一些软件关键技术进行深入的研究和开发,这些关键技术包括:基于多线程的数据采集技术,高性能多层数据库体系,智能化电气模拟图绘制软件,系统守护软件,通过结合目前这些技术的发展趋势和本系统的实际需求,研制出了更符合系统要求的软件平台,在建立综合自动化系统起到了关键作用。最后建立了以RS-485和以太网为两大主体的变电站综合自动化网络,实现实时数据和各种信息的可靠传输;同时通过软硬件的结合,建立了后台监控系统,实现人机对话及系统运行监控平台,为韶关冶炼厂110kV供配电系统打造了一个安全、稳定、经济的变电站综合自动化平台。该系统目前已投入运行,运行结果表明,该综合自动化系统不仅响应速度快,数据传输可靠,控制精度高,而且操作简单,可扩展性强,易维护,很好的满足了变电站综合自动化的要求。

岳增辉[9]2007年在《基于以太网的变电站自动化在钢铁行业的应用》文中研究表明为了满足当今钢铁行业对电力技术越来越高的要求,研究基于以太网的变电站综合自动化技术在钢铁行业变电站中的推广使用具有重要的实践价值。本文在对现有综合自动化技术的概念、发展历程、基本功能、设计原则及结构形式以及通信组网等方面进行深入分析研究的基础上,针对钢铁行业供电系统的特点,通过对钢铁供电系统的实地考察,总结了钢铁系统对电能质量的特殊要求、并结合电力系统供电网络多年的设计经验,提出了基于以太网的综合自动化技术应用于钢铁行业变电站的总体解决方案。设计了一套钢铁行业变电站基于以太网技术的综合自动化系统,经过大量的理论分析和相关技术的研究对比,在总体原则、控制模式、系统结构、系统功能、通讯模式等方面制定了科学可靠、安全方便的技术方案,并在抗干扰等应用过程中的关键技术上进行了详细的方案设计。论文作者在近两年的课题研究中,完成了13个钢铁行业的变电站自动化改造工作,遇到了一些与电力系统不同的关键技术问题,通过认真研究制订了相应的处理方案,经过运行实践,证实了其有效性。

雷宇[10]2007年在《电网调度自动化系统可靠性的应用研究》文中研究表明电力二次设备和系统是电网安全稳定运行的根本保障,可靠性是其基本要求之一。近年来,世界上多个国家和地区相继发生了较大面积的连锁大停电事故,造成了巨大的经济损失和社会影响,调查分析发现:电力系统安全装置和调度自动化系统的故障失效是引起这些灾难事故的重要原因。随着电力系统的发展和全国大电网的互联,对二次系统的可靠性要求将越来越高。因此,对电力二次系统可靠性进行系统、定量的研究分析具有重要的理论意义和应用价值。电网调度自动化系统是由调度主站、远方厂站自动化系统以及连接主站和厂站的数据通信网络所组成的复杂系统。本文主要对组成调度系统的二次设备、变电站自动化系统以及电网调度自动化系统的可靠性进行定量分析和评估。根据调度系统设备的特点,建立电力二次设备的软、硬件可靠性模型和综合模型,定量评估各设备的可靠性指标。利用该方法对微机保护装置的可靠性进行估计,根据保护装置模块化的结构特点,建立保护装置的结构可靠性模型,得到保护装置及相应模块的可靠性指标:误动失效率、拒动失效率和总失效率。利用可靠性理论,定量评估单套保护配置和双套保护配置下模块冗余对保护系统动作可靠性的影响,计算得出各种冗余方式下保护系统的可靠性指标:拒动概率和误动概率。针对变电站自动化各二次设备对系统可靠性影响程度不同的特点,本文引入重要度因子来表征各设备在系统中的重要程度,计算得出各设备的等效可靠性指标。利用故障树分析法(FTA)建立变电站自动化系统的故障树模型,通过系统故障树的定性分析、定量计算和敏感度分析,计算得到变电站自动化系统的可靠性指标,确定出系统可靠性的薄弱环节,提出关键设备冗余配置的改进措施。定量评估表明,关键设备冗余能显着地增强变电站自动化系统的可用度,是提高变电站自动化系统可靠性的有效方法。电网调度自动化系统的可靠性不仅与各单元设备的可靠性密切相关,而且与单元之间的相互联系和配合有关。在评价各设备和子系统对调度的等效可靠性指标基础上,本文重点考虑时间因素(主要是厂站与调度主站之间信息传输延时)对调度系统功能可靠性的影响,提出考虑时间因素的通信网络可靠性模型和参数估计方法,得出通信系统的等效可靠性指标。利用故障树分析法分别定量评估考虑时间因素的调度系统和不考虑时间因素的调度系统的可靠性,对比分析表明,通信系统传输延时对调度自动化系统可靠性具有重要影响,而且信息传输超时严重的通信通道是调度自动化系统可靠性的最薄弱环节,最后提出了相应的解决措施和方法。算例仿真计算表明,本文提出的可靠性定量评估方法是合理的、可行的,对实际应用具有指导意义。

参考文献:

[1]. 微机保护与变电站综合自动化实验系统硬件的研发[D]. 黄勇. 湖南大学. 2003

[2]. 微机保护与变电站综合自动化实验系统软件的研发[D]. 邵霞. 湖南大学. 2003

[3]. 变电站微机保护与综合自动化仿真培训系统的研发[D]. 邓恒. 湖南大学. 2004

[4]. 变电站变压器微机保护技术的研究[D]. 黎婷婷. 合肥工业大学. 2007

[5]. 多功能微机保护实验系统的新型继电保护测试装置研究[D]. 陈铸华. 湖南大学. 2008

[6]. 电力综合自动化系统与变电站继电保护研究[D]. 陈吉. 华北电力大学. 2015

[7]. 35KV变电站综合自动化系统的应用研究[D]. 王建勇. 西安建筑科技大学. 2010

[8]. 企业110kV变电站综合自动化系统的研制[D]. 赖朝森. 湖南大学. 2007

[9]. 基于以太网的变电站自动化在钢铁行业的应用[D]. 岳增辉. 天津大学. 2007

[10]. 电网调度自动化系统可靠性的应用研究[D]. 雷宇. 广东工业大学. 2007

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