小电流接地保护装置论文

小电流接地保护装置论文（共7篇）

小电流接地保护装置论文 篇1

摘要：针对电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中线路接地保护现状, 提出交流电网绝缘监视装置难以实现迅速知道哪一条线路发生接地故障, 而采用零序电流、零序功率等原理构成的零序保护, 指出采用零序电流“幅值”和“谐波”电流方向原理, 应用单片微电脑技术及结构模块化设计方法制造的MLX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置的技术先进性, 并提出小电流接地选线装置应采取的措施以避开不平衡电流的影响。

关键词：接地,零序,选择判定

1 常规小电流接地保护装置的现状

为保证电力系统的安全运行, 必须适当选取系统中性点 (通常指变压器的中性点) 与大地的连接方式。这种方式只适用于比较简单并且允许短时停电的电网。

由于故障相对地电容电流为零, 非故障相对地电容电流增大31/2倍, 这种不平衡情况使电网中出现零序电流。

中性点不接地接地电网发生单相接地时, 对于不同电压等级的电网, 当故障点的总电容电流为下列数值时, 电源中性点应采用经消弧线圈接地的方式。

消弧线圈的补偿作用全补偿、欠补偿及过补偿三种方式。过补偿是在实际中广泛应用的, 这种补偿方式不会产生串联谐振过电压问题。在中性点经消弧线圈接地的电网中, 要实现有选择性的单相接地保护, 困难很多, 目前这类电网的接地保护方式, 大多仍采用绝缘监视装置, 少数采用反应稳态高次谐波分量或暂态零序电流的原理构成。

利用故障线路首端的故暂态电流比非故障线路首端的故暂态电流大的多, 而且方向相反, 可以构成反应暂态电流的幅值或相位的零序保护, 但很少被采用。

2 LX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置的先进性

MLX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置其核心部分为单片微电脑技术和结构模块 (CPU为lntel80C198) , 用零序电流“幅值”或“谐波”电流方向决策故障线路, 技术先进, 选线准却。消谐采用数字技术提取谐振时零序电压幅值, 频率特征控制可控硅导通, 整机程序固化在一片27C512内。

MLX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置采用数字技术检测和消除铁磁谐振, 在电压互感器开口三角并接大功率双向可控硅吸收谐振能量。装置自动区分及消除系统的1/3基频 (17Hz) 、1/2基频 (25Hz) 、基频 (50Hz) 、2倍频 (100Hz) 、3倍频 (150Hz) 、4倍频 (200Hz) 、5倍频 (250Hz) , 七种频率的铁磁谐振, 可打印出谐振信息, 且具有8次谐振信息追忆功能。

MLX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置采用每个工频周期20点采样, 电压, 电流及选线的算法如下:

2.1 零序电压基波分量

只取偶数采样点, 用傅里叶计算法, 其正弦分量及余弦分量分别为:

零序电压基波分量有效值为:U=2-1/2

2.2 线路零序电流五次谐波分量

采用傅里叶计算法, 其正弦分量及余弦分量分别为:

IS=I1-I3+I5-I7+I9-I11+I13-I15+I17-I19IC=I0-I2+I4-I6+I8-I10+I12-I14+I16-I18

五次谐波零序电流 (相对值) 为:

MLX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置采用先按五次谐波电流值每一母线选出三条电流最大的线路, 当最大电流值大于次大电流线的4倍以上时即确定其为故障线, 否则再比较此三路电流的方向。

2.3 五次谐波零序电流的相位比较

设第n路五次谐波电流的正弦和余弦分量分别为Isn和Icn, 第 (n+1) 路的分别为Is (n+1) 和Ic (n+1) , 则第n路同第 (n+1) 路五次谐波电流方向相反的条件为:

Isn I (sn+1) +Icn I (cn+1) <0

按电流值选出的三路中, 如电流方向一致, 则定为母线故障。如方向不一致, 则电流值明显大于其他二路的一路为故障线, 否则电流单一方向的一路为故障线。

本装置采用了采样跟踪的方法, 就是随着系统频率的变化自动改变采样周期以保持每个工频周期正好20个采样点, 跟踪的基本方法是改变采样周期使电压某一过零点后的采样点至其过零点的时间与其前半周期相应采样点相应的时间保持相等。

装置采用插板结构设计, 适合零序CT及三相CT接成零序电流过滤器的系统。根据系统情况, 按照调试规程要求调试通过, 并进行参数设定后基本不需要维护。

装置易于整定, 变电所总电容电流的大小与变电所线路结构有关。发生单相接地故障时, 接地线路电容电流大小、相位与之有密切关系, 但本装置只需将电容电流估算即可。估算公式如下:

架空线路:Ijd= (L*U) /350

电缆线路:Ijd= (L*U) /10

式中:Ijd……接地电容电流 (A) ;

U……电网线电压 (KV) ;

L……线路长度 (km) 。

3 MLX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置应注意的问题

零序电压与零序电流对应原则:即第一段母线零序电压与接入该段的零序电流回路对应, 第二段母线零序电压与第二段的零序电流回路对应;出线上有接地变压器或消弧线圈的线路零序电流不引入本装置, 该线路接地时, 装置显示母线接地;零序电压输入无同名端一致的要求;若需跳闸则跳闸回路端子的编号与零序电流输入端子编号对应, 以免误接线, 引起拒动、误动;装置内跳闸继电器为JZX-39F-2H2D型, 接点容量为DC5A/220V。必要时应外接中间继电器增容。

为了尽可能减少误选线情况, 小电流接地选线装置应采取下列的措施以避开不平衡电流的影响。

4 结束语

MLX198S微机型消谐小电流接地选线综合装置采用零序电流“幅值”和“谐波”电流方向原理, 不仅能够确切地通知运行人员知道那条线路接地故障发生, 还能根据用户的设定记忆或打印故障信息, 具有通信接口并且该装置具有较强的人机对话功能, 线路号, 控制字, CT变比, 实时时钟等参数均可现场写入, 极大方便用户, 目前应是一种较理想的选择。

参考文献

[1]毛锦庆等, 电力系统继电保护实用技术问答, 中国电力出版社, 1997.5第一版

[2]王祖光, MLX198S微机型消谐小电流接地选择装置技术说明书, 1996.5

小电流接地保护装置论文 篇2

随着配电网规模的发展,小电流接地系统运行的可靠性越来越受到重视。对用于小电流接地系统的各种微机保护装置的要求也在不断提高,电力系统运行中要求发生单相接地故障时要求能够迅速、准确地判断出故障线路,以往当一条线路发生了接地故障,需要通过“顺序拉闸法”寻找故障线路,倒闸操作复杂,耗费大量的人力、物力。而目前广泛应用的小电流接地系统接地选线装置普遍存在速度慢、准确性差等缺陷,使得小电流接地系统的单相接地选线仍是困扰电力系统安全生产的一个问题。

本装置使用了两个高性能的M16C/62P芯片实现小电流接地保护,可靠性能高,有效地提高了保护装置的容错水平,防止了一般性硬件损坏而闭锁整套保护。由于以太网具有传输速率快、远程距离传输能力强、接口通用、通信协议统一、远程连接方便、局域网和广域网均可接入等优点,因此采用以太网通信。采用VFC电压频率转换及数字滤波器计数,提高了抗干扰,很好地解决了选线准确性及可靠性。使用牛顿拉夫逊算法,使求解非线性方程的时间缩短,提高了保护的动作时间。本装置还可实现远程测量、远程控制、远程定值修改等功能。

1 基于M16C/62P小电流接地保护装置的硬件设计

双CPU微机保护装置的系统结构,如图1所示,由两块中央处理模块、数据采集模块、通信模块、开入与开出模块、显示与控制模块和人机接口模块等电路组成[1]。

该保护装置由两个硬件完全相同的CPU保护模块构成,提高保护的准确性和可靠性,另外还配置了一块带CPU的接口模块,完成对保护模块的巡检、人机对话和与监控系统通信联络等功能。

1.1 中央处理器(CPU)

由两块M16C/62P芯片组成保护装置,此芯片:16位时钟定时器,同步UART串行通信接口以及8路10位A/D转换接口,CRC计算电路,最大工作频率24 MHz,内置数据闪存ROM最大达到了64 KB+4 KB,RAM为31 KB,而且它的代码效率高、功耗非常低、处理能力强、价格便宜,是一款非常实用的32/16位的单片机。因此本系统采用了M16C/62P单片机,该单片机具有运算速度快、抗干扰能力强等特点,已被广泛地应用于电力设备保护和汽车等运行环境恶劣的工业及其他领域。

1.2 数据采集系统的设计

数据采集模块是整个微机保护装置设计的关键,它直接影响了后续信号的处理准确性。M16C/62P自带10位A/D转换器,在电力保护装置中转换的精度很低,而且转换速度慢,不能适应当前保护的需要,所以本装置用到了12位的AD7864,四通道模拟输入,转换时间1.65μs,采样保持时间达到了0.35μs,数据采集模块如图2所示。

由于电压频率转换器VFC具有抗干扰能力强,同CPU接口简单而容易实现多CPU共享VFC等优点,因此VFC适用于工频量保护原理的保护装置。

VFC基本转换原理[2]:设有一个计数器,输入计数器的脉冲信号的频率为f,计数时间间隔为Ts,则在Ts时间内,加入计数器的脉冲为N,则有N=fTs,由此可知,在计数式A/D转换系统中,只要用待转换电压U控制时间间隔Ts,使Ts正比于输入电压U,而计数器脉冲频率不变,Ts、VFC和M16C/62P连接电路如图3所示。

输出和输入的关系为:

USR为电压信号的输入;f为频率的输出;RSR为运放输入限流电阻;Rr为反馈电阻。

由单片机的计数器算出频率,即可知道对应的电压幅值,VFC电路不仅与单片机的接口简单,而且有很高的精度、抗干扰能力强,可以很方便地实现多CPU共享一套VFC的变换。

1.3 通信模块的设计

在电力系统通信网络与系统的国际标准IEC 61850推动下,以太网已经成为电力系统内通信网络的标准(IEEE 802.3)[3],因此,将以太网通信作为本装置对外的主要通信方式。

本装置的以太网控制器采用Realtek公司的第三代快速以太网控制芯片RTL8019,RTL8019AS是高度集成的以太网控制器,它能够简单地解答即插即用NE2000兼容适配器,这种适配器具有二重和功率下降特性。根据电平的控制特性,RTL8019AS是网络设备GREEN PC理想的选择,全二重功能能够模拟传播和接收在双绞之间传输的信号。这个特性不仅使带宽从10 Mbit/s增加到20 Mbit/s,而且避免了由于以太网频道争夺特性,导致的读出多路存取协议的问题。RTL8019AS支持JUMPER和JUMPERLESS选项。为了提供完全解决即插即用方案,RTL8019AS在集成10BASET收发器与BNC和AUI接口之间具有自动检测功能。此外,8条IRQ总线和16条基本地址总线为大资源情况下提供了宽松的环境。RTL8019AS支持16、32、64 KB EEPROM和闪存接口。它还提供页面模式功能,这种功能能支持在仅16 KB内存系统空间下的4 MB的EEPROM。此外,EEPROM的无用命令被用来释放EEPROM内存空间。RTL8019AS用16 KB SRAM设计在单片芯片上,它的设计不仅提供了更多友好的功能,而且节省了SRAM存储资源[4]。

1.4 其它辅助设备的设计

本设备一般具有光电隔离的RS485/RS422标准通信接口与外界进行通信联系,同时为了减少噪声,开入开出量都加了光电隔离器件,根据使用的通道数目不同光电隔离器件的选择不一样,本系统使用的是TLP521系列。以太网通信模块原理图如图4所示。它具有驱动电流大,能够减少干扰,增加系统的稳定性,能够驱动大电流器件继电器等正常稳定工作。显示模块可以显示系统的运行状态及测量参数,记录故障的原因及时间,便于工作人员维护。液晶显示屏幕为128×64,微控制器使用的是ST7920。

键盘电路主要由M16C/62P的I/O口、三态八缓冲器74LS244、锁存器74LS273以及上拉电阻组成,人机接口实现初始化整定数值的设定和信息显示、系统维护。

2 微机保护装置软件算法的实现

2.1 对采样值的DFT算法

此系统采用了全周波傅里叶算法在一个周期内连续采样128点的瞬时值[5],来计算出交流电压的有效值及幅值,经过数据采集系统转换为离散数字信号的序列,用xk表示,则采样值计算公式为:

u1为基波分量的实部,u2为基波分量的虚部,由此公式可以计算基波的幅值,实际上傅里叶算法也是一种滤波的方法,全周波傅里叶算法可有效滤除恒定直流分量和整次谐波分量。此外采样时间要符合采样定理fc>2fs,即采样频率比信号频率大二倍,这样可以不失真地恢复原来的信号,当采样频率为600 MHz时,傅里叶算法的计算非常简单。有效值计算公式:

电压幅值为:

由以上公式可知无论计算幅值还是有效值和相角时,都需要开方运算,如果调用函数库里的开方函数,运行时间很慢而且还是浮点运算,浮点型数值占用内存空间是四个字节,也浪费了大量的内存单元,还使保护的动作缺乏可靠性和准确性。此系统开方时使用了牛顿拉夫逊算法,Newton-Raphson是一种求解非线性方程组的数值方法,又简称为N-R法[6]。

设xk是f(x)=0的一个近似根,将函数f(x)在xk处做一阶Taylor展开,即:

于是方程f(x)=0可以近似地表示为:

这是一个线性方程,其根记为xk+1,则计算公式为:

在本课题里,需要解方程:X2-a=0。

则牛顿迭代格式为:

可以证明当初值选取满足x0>0时,此迭代格式都是收敛的,a的取值通过查表法得到。该方法是一种由泰勒展开式只取线性项所得到的线性近似。它的好处是收敛性较好,而且计算工作量较小。可以提高计算有效值的速度,提高与保护定值比较的准确性。

2.2 程序设计流程图

本保护装置要完成的主要任务有数据采集、数据处理、数据共享与故障显示。其中数据采集和数据处理任务有两块M16C/62P同时完成。单片机程序包括各种初始化子程序、通信子程序、显示子程序,采用C语言与汇编语言混合编程。程序包括初始化子程序、自检子程序、开中断程序、接地发生检测子程序、A/D子程序、数据处理以及滤波子程序。其中主函数部分采用C语言编写,中断服务和控制程序采用汇编语言编写。

程序流程图如图5所示。外部输入的电流信号经过输入转换电路变为低压小信号,经过电平平移电路和信号调理,成为可以直接被A/D转换的采样信号,输入A/D转换器。当所有的转换都结束时,M16C/62P启动数据处理程序,系统等待下一次接地故障的发生。

3 结语

本文研制了一种基于M16C/62P双CPU的小电流接地系统单相接地保护装置。该装置采用了两个单片机作为小电流接地系统单相接地故障检测的核心,大大提高了检测系统故障的可靠性;首次使用VFC变换电路,提高了系统的抗干扰能力,使测量量传的距离更远;使用了以太网通信,增加了信息的传递量和信息的共享,以及更方便地对现场控制;采用LCD显示模块使得装置具有很好的人机交互能力,便于现场人员查看;使用了牛顿拉夫逊算法,得到了求开方函数的牛顿迭代表达式,提高了开平方的运算速度。仿真以及现场试验结果表明,装置选线效果良好,并且性价比高、体积小、应用前景广泛。

摘要：通过以太网通信技术,可实现远程测量、远程控制、远程定值修改、远程故障录波等功能。应用电压频率转换电路进行信号采集,增强了电路抗干扰性。介绍了系统结构、数据采集和通信模块的设计,使用全周波DFT算法和牛顿拉夫逊算法计算交流有效值,提高了硬件逻辑判断能力及速度。该装置在高压及超高压配电网络系统中能达到非常可靠的选线效果。

关键词：M16C/62P芯片,小电流接地,以太网,VFC电路,全周波DFT,牛顿拉夫逊算法

参考文献

[1]张宏艳,张承学,熊睿,等.国内外几种先进的小电流接地系统单相接地故障选线方法分析与比较[J].电力建设,2005,11(26):41-44.

[2]黄志兴,狄瑞坤,袁树林.小电流接地选线技术的分析[J].华东电力,2006,34(4):31-32.

[3]李洁,徐建源.基于DSP的双CPU变压器运行参数监测装置的研制[C]//第一届电器装备及其智能化学术会议,2007.

[4]任彬.小电流接地选线技术的发展应用[J].煤炭技术,2005,24(10):33-34.

[5]谭文恕.变电站通信网络和系统协议IEC61850介绍[J].电网技术,2001,25(9):8-15.

小电流接地选线装置启动辨识 篇3

1 PT断线故障

按照PT断线的位置, PT断线一般可分为一次侧断线和二次侧断线, 但都会使PT二次回路的电压异常。

PT一次侧断线时, 一种是全部断线, 开口三角形也没有电压;另一种是不对称断线, 开口三角形有电压。PT二次侧断线时, PT开口三角形无电压, 断线相相电压为零。因此, 考虑PT断线的影响, 只需分析PT一次侧不对称断线即可。

PT的一次绕组一般以Y形方式与系统相连, 而二次绕组和负载直接的连接方式有四种, 如图1所示。

当二次绕组和负载之间的接线方式不同时, 一次绕组断线故障所表现的特征也不完全相同, 因此有必要分类进行讨论。

(1) PT一相断线

A.Y-Y和Y-△连接方式

假设PT一次侧A相发生断线故障, 则此时PT二次侧输出的相电压、线电压如式 (1) , 式 (2) 所示。

从上面两式可以看出, 二次侧输出线电压幅值的最大值与原线电压幅值相同, 其线电压幅值的最小值与原相电压相同, 因此, 二者之比应为。

B.△-Y和△-△连接方式

假设PT一次侧A相发生断线故障, 则此时PT二次侧输出线电压如式 (3) 所示。

从上式可以看出, 二次侧输出线电压幅值的最大值与原线电压幅值相同, 其线电压幅值的最小值为零, 因此, 二者之比应无穷大。

假设PT一次侧B相发生断线故障, 则此时PT二次侧输出的线电压如式 (4) 所示。

从上式可以看出, 二次侧输出线电压幅值的最大值与原线电压幅值相同, 其线电压幅值的最小值为原线电压的一半, 因此, 二者之比应为2。

从以上分析可知, PT断线时, 线电压幅值的最大值和最小值之比k≥, 而单相接地故障时线电压对称, 因此, 通过判断k的大小即可区分PT断线故障和单相接地故障。

2 系统断线故障

系统断线故障在小电流接地系统中也是常见的, 并且断线相数不同, 其故障特征差别也比较大。但只有一相断线的故障特征与单相接地故障相似, 因此, 本文只讨论系统一相断线故障。

2.1 中性点不接地断线故障

假设系统A相断线在线路首端, 且断口悬空, 忽略电导及A相对地电容, 则中性点偏移电压为:

当三相对地电容相等时, 则中性点位移电压及三相对地电压为:

从以上分析可以看出, 中性点不接地系统发生一相断线故障时, 非故障相相电压幅值相等且同时变小, 故障相电压升高, 最大值为/2倍的电源电势, 最小值为倍电源电势。而发生单相非金属性接地故障时, 线路有一相电压始终最低, 两相电压幅值不会总相等。

2.2 中性点经消弧线圈接地断线故障

假设系统A相断线在线路首端, 且断口悬空, 忽略电导及A相对地电容, 当对地电容相等时, 中性点偏移电压为:

消弧线圈运行在欠补偿方式下时, 其断线故障与中性点不接地系统的断线故障相同。

从上面分析可知, 中性点经消弧线圈运行方式下, 消弧线圈过补偿时发生断线故障, 故障相电压最低, 非故障相电压相等。而发生单相非金属性接地故障时, 线路接地相电压始终最低与断线故障特征相同, 而非故障相电压幅值不会总相等, 这与断线故障不同。消弧线圈欠补偿时, 则可以用中性点不接地的断线故障特征判别。

3 铁磁谐振

铁磁谐振是电力系统中经常出现的事故, 发生谐振时, PT开口三角形输出较大的电压, 引起“虚幻接地”和其他过电压, 从而对小电流选线装置的启动造成严重干扰。

PT谐振时, 互感器各相导线对地电压发生变动, 而电源变压器绕组电动势维持恒定不变。在整个电网中, 对地电压的变动就表现为电源变压器中性点发生位移, 因此, 这种过电压又称电网中性点的位移现象。在中性点经消弧线圈接地方式下, 其电感值L远比互感器的励磁电感小, 回路的零序自振频率由3L和C0 (各相导线对地电容) 决定, 因此互感器所引起的共振现象也就成为不可能。

正常运行时, 三相电源中不会存在谐波分量, 但是在过渡过程中, 可能“激发”产生分频或高频谐振, 此时电源中性点位移电压仍属于零序性质, 但具有谐波频率。此时, 以上分析利用的等效电路仍适用, 但系统中性点位移电压不再是工频电压, 而是谐波电压。设谐波谐振时电网零序电压 (谐波电压) 的有效值为U0, 工频电源电势的有效值为E, 则三相对地电压的有效值UX就等于, 所以出现谐波谐振时, 系统三相的对地电压同时升高。但是在分频谐振的情况下, 由于存在频率“滑差”, 三相对地电压是依次轮流升高的, 电压表的指针会出现低频摆动。从上面的分析可以看出, 谐波谐振现象比较特殊, 容易识别。

4 结论

本文通过对PT断线, 系统断线和铁磁谐振等可能产生虚假接地的故障进行讨论分析, 比较这些故障与单相接地故障在零序电压升高时的不同, 以正确区分虚假接地与单相接地故障, 防止因虚假接地引起小电流接地选线装置误动作, 为小电流接地选线装置正确启动提供依据, 提高装置的可靠性, 保证供电安全。

摘要：本文针对小电流接地系统中选线装置启动多以零序电压幅值为启动判据, 而虚假接地也会引起系统零序电压的升高, 引起装置的误启动, 本文对PT断线, 系统断线和铁磁谐振等可能产生虚假接地的故障进行分析, 得到虚假接地与单相接地故障时的不同特征, 以区分虚假接地与单相接地故障, 为小电流接地选线装置正确启动提供依据。

关键词：虚假接地,PT断线,系统断线,铁磁谐振

参考文献

[1]赵青春, 刘沛, 林湘宁, 等.基于综合判据的小电流接地选线装置研制[J].电力自动化设备.2006 (5) :84～87

[2]靖东, 张保会, 尤敏, 等.基于暂态零序电流特征的小电流接地选线装置[J].电力自动化设备.2009 (4) :101～105

小电流接地选线装置故障的排除 篇4

(1) 首先查看各个开关柜内电缆是否全部套有零序电流互感器。如果是双电缆出线, 要确认全部套有零序电流互感器且二次接线开关并联。要用万用表测量零序电流互感器二次绕组是否正常, 其阻值正常情况应小于1Ω。还要查看零序电流互感器二次绕组端子到开关柜端子接线极性是否一致, 接线是否牢固。

(2) 查看各个回路零序电流互感器穿过电缆屏蔽接地软导线接地是否正确, 如不正确, 需进行更改。电缆屏蔽接地软导线接地有2种正确方法: (1) 接地软导线在零序电流互感器上方, 软导线需穿过零序电流互感器在下方接地; (2) 接地软导线在零序电流互感器下方, 可直接接地, 不需要再穿过零序电流互感器。

小电流接地选线装置智能化应用 篇5

1 小电流接地选线系统现状

我国6~66k V配电网多数为小电流接地方式, 其中10k V和35k V电网主要采用中性点经消弧线圈接地方式。针对配电网故障选线问题, 先后开发了基波比幅比相法、五次谐波法、小波分析法、注入信号法等原理的新型选线装置[2,3,4]。但现有的配电网选线装置现场运行效果并不令人满意, 准确率低, 达不到智能配电网快速准确选线的要求。目前配电网多采用拉路法与人工巡线查找接地线路和故障点的方式来排除故障, 不符合目前发展智能配电网自动化的要求。

2 并联中电阻选线原理

并联中电阻选线算法是在消弧线圈旁通过真空接触器并联一个中值电阻, 当发生单相接地时, 由控制器进行判断, 若为瞬时性接地, 消弧线圈对电容电流进行零延时补偿, 将残流控制在安全范围内, 使故障得以自动消除。若为永久性接地, 控制器延时后投入并联中电阻, 根据各条线路零序电流的变化率进行选线, 选线结束后, 控制器控制真空接触器断开中电阻。当电网发生非金属性单相接地故障后, 其等值电路如图1所示。根据戴维南定理, 其接地电流及中性点位移电压为:

R0-消弧线圈有功损耗电阻及并联电阻;C-回路总电容;

L-消弧线圈电感;ω-角频率;

在具有n条馈线的小电流接地系统中, 若第f号线路A相发生金属性接地故障, 对于非故障线路来说, 其零序电流规律与不接地系统一样。因此故障线路的零序电流值为:

在谐振接地系统中, 当消弧线圈装置没有采取并联电阻或其他措施进行故障选线时, 由于电容电流被消弧线圈补偿, 接地点的残流很小, 选线装置容易发生误选、漏选, 而投入并联中电阻后, 向故障点注入了较大的阻性电流, 因故障线路的阻性电流并未补偿, 在并联中电阻投切前后故障线路上零序电流变化较大, 有利于故障选线。

3 智能接地选线实现方式分析

智能变电站中智能小电流接地选线主要实现方式可分为两种:一种是通过配电自动化监控后台利用站控层MMS网络获取数据来实现。另一种是利用消弧智能控制器通过过程层GOOSE网络获取数据来实现。

3.1 监控后台实现智能选线方式

通过配电自动化监控后台来实现智能接地选线的方式主要方案是:当后台接到故障接地告警后, 首先后台程序先判断故障类型, 然后通过站控层MMS网络发送投切中电阻命令, 获取配电网中各支路其他厂家设备发送的零序电流有效值3I0信号, 最后由后台利用所收取的3I0信号判断接地故障线路。该方案实现方式的主要特点是:第一, 可以不配置过程层网络, 但必须配置站控层MMS网络, 可充分体现智能变电站网络化和信息共享的特点, 如图2所示。第二, 零序电流是以MMS报文传送至站控层网络。第三, 通过站控层网络的MMS方式实现智能选线, 实时性差。第四, 需与消弧控制器配合控制。

3.2 智能控制器实现智能选线方式

在IEC61850标准中, GOOSE报文不仅可以传送开关量, 还可以传输模拟量。智能消弧控制器利用这一特点, 通过智能变电站过程层GOOSE网络获取零序电流有效值3I0信号。具体实现方案是:当消弧智能控制器接到故障接地告警后, 消弧智能控制器先判断故障类型, 然后发送投切中电阻命令, 消弧智能控制器利用过程层GOOSE网络获取零序电流有效值3I0信号, 10/35 k V线路零序电流互感器输出模拟信号接入就地智能单元中, 就地智能单元接入过程层GOOSE交换机, 如图3所示。该方案实现方式的主要特点是:第一, 节约了大量零序电流信号控制电缆。第二, 零序电流就地数字化后, 经光缆传送零序电流有效值3I0信号至智能控制器, 抗干扰能力大大增强。第三, 利用过程层中已有的GOOSE交换机, 无须新增设备。第四, 线路测控装置必须具有零序电流的GOOSE信号传输功能。

4 工程应用

山东某110k V智能变电站采用智能型小电流接地选线装置, 其智能化实现方案如下:将就地智能单元安装在一次设备组合柜中, 用来采集电压互感器、电流互感器、消弧线圈档位及其他告警信号并就地智能化, 控制室安装有支持IEC61850通信标准的智能消弧线圈控制器。接地选线智能化采用图4所示方案。

4.1 消弧线圈就地智能化

4.1.1 采样信号数字化

就地智能单元采集消弧线圈电流互感器及电压互感器的二次信号, 以IEC61850-9-2标准报文通过光纤传输给位于二次设备室的智能消弧线圈控制器。

4.1.2 档位及控制信号数字化

就地智能单元采集消弧线圈当前档位, 然后按照IEC61850标准中GOOSE报文协议传送给智能消弧控制器。智能消弧线圈控制器在计算完当前系统的电容电流后, 通过GOOSE报文协议向就地智能单元发送调档指令, 使得消弧线圈很好地补偿系统电容电流。

4.2 接地选线的智能化

并联中电阻选线的智能化的实现方式是, 首先每条馈线的测控装置采集自身的零序电流有效值3I0信号, 通过满足IEC61850标准的GOOSE服务传送至过程层网络, 然后由智能消弧线圈控制器从过程层网络实时接收零序电流3I0信号。在系统正常运行的情况下, 3I0信号很小, GOOSE报文保持10s心跳时间, 当线路发生单相接地或者中电阻投入、切除时, 3I0数据发生变化超过5%时, 3I0数据会立即上传, 智能消弧线圈控制器利用从过程层网络实时接收的3I0数据综合判断选出故障线路。

5 结论

本文就智能变电站小电流接地选线的智能化方案进行了探讨, 提出了小电流接地选线智能化实现方案, 实现了一次设备与二次设备之间完全通过光缆连接, 提高了数据传输稳定性;采用完全符合IEC61850标准的数据交换格式, 实现了设备通讯标准化的要求;利用GOOSE报文, 实现了间隔层到站控层的遥信遥测数据交换, 支持站控层到间隔层的控制数据交换;本文提及的智能小电流选线方案在新建智能变电站和传统变电站的改造都具有借鉴意义。在文章的结尾, 结合真实应用实例给出了小电流接地选线智能化方案, 并验证了所提方案的实用性, 对今后智能小电流接地选线系统具有指导意义。

参考文献

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小电流接地选线装置的实用化研究 篇6

目前,中国3～60 kV中压配电网一般采用中性点不接地方式(NUS)或经消弧线圈接地方式(NES),两种方式接地电流小,被称为小电流接地系统(NUGS),它们单相接地故障率高,占配电网故障的80%以上[1,2]。因此,应使用小电流接地选线装置,尽快确定故障线路,并予以选择性切除,以确保不形成短路回路,不影响对负载供电。为了提高小电流接地选线装置的采样率,本文提出的选线装置采用了双CPU(DSP+ARM7)的硬件架构(其中DSP负责数据采样及算法实现,ARM7负责人机交互及通信,两者各取所长),具备高速AD采样率,能够有效采集高频暂态信号,并利用形态学方法提取暂态信号中的突变量进行比相,判断故障线路,从而为利用暂态信号选线提供了硬件条件。

1 硬件平台介绍

受限于电子电路速度、精度及规模,目前投运的嵌入式装置主要存在以下几方面问题:1)单一的利用稳态故障信号进行选线存在死区,在过补偿条件下无法利用基波分量进行选线,而5次谐波分量幅值小,极易淹没在不平衡电流及噪声中。2)受限于AD转换速率,在集中式选线条件下,因采样通道多,无法在同步的前提下有效采集高频暂态信号,而理论及实践证明通过暂态信号能可靠选线。3)单片机代码执行速率低,从而导致AD采样转换代码及故障启动代码的执行时间也成为采样速率提高的瓶颈。虽然目前工控机选线方案可满足上述不足,但其稳定性不如微机装置,而且成本远高于微机装置,不适合市场推广。

1.1 硬件架构

选线装置硬件平台架构如图1所示。本系统以DSP(TMS320F2407)和ARM7(LPC2214)为核心,模拟 TA信号在经过信号调理电路后通过多路开关MAX355接入AD芯片。AD芯片采用MAXIM 公司的MAX1324及MAX1325,其中MAX1324负责采样TA信号,MAX1325负责采样TV信号。系统中使用了1片xilinx公司的CPLD(XC9572),负责所有外围器件的译码工作,同时作为系统同步时钟的倍频电路。DSP与ARM间采用了1片cypress公司大小为4k×16bit的双口ram(CY7C024AV) 进行通信,并且还可通过SPI进行通信。

1.2 高速AD采样

为保证可靠采样暂态信号,实现暂态算法,要求单通道采样频率为6.4 kHz,这样在32路馈线条件下,如果AD芯片为4通道同步采样,在考虑DSP内部采样代码及故障检测代码的执行时间,为保证32通道采样同步性尽量一致及暂态信号对带宽的要求,4通道同步转换速率至少就要达到250 k。目前电力系统普及的AD芯MAX125远不能满足要求,经测试仅能满足16路暂态信号的同步采样。为此本装置采用了MAXIM公司8通道AD芯片MAX1324,其采样误差仅为1LSB,14位垂直分辨率足以保证采样精度。该芯片在同步采样8通道的情况下转换时间仅为3.7 us(250ksps),每次同步采样的32路通道经多路开关MAX355分4次进行转换。经计算,在考虑DSP芯片中的操作AD芯片进行转换、存储及PT信号突变量检测的代码执行期间,其性能满足要求。

1.3 高速数据处理

DSP采用TI公司的TMS320LF2407、TMS320F2000系列的DSP更适合工业应用,长时间连续运行更加稳定,考虑到选线算法中可以不涉及大量的浮点运算,该定点DSP足以满足要求。芯片内部自带乘法器,采用了三级流水线技术,处理速度达到30MIPS(Million Instructions Per Second),指令执行时间短,乘法运算速度快,适合FFT等涉及大量乘法的算法。

1.4 同步倍频电路

当NES系统发生故障时,需要利用5次谐波分量参与故障选择,而5次谐波分量小(只占基波的2%～3%),对采样同步性要求高。在采样过程中,若系统发生频率偏移,则各馈线的五次谐波相位偏移大,易导致稳态选线算法失效。而同步倍频电路可保证在系统频率发生波动时,仍在每个周波的时间内采样128点,保证采样频率的精确性。

该电路中CPLD作为译码逻辑同时发挥同步时钟倍频电路的功能,从而取代了电力系统中常用的同步锁相环芯片CD4046。CD4046的频率跟踪时间为几个周波甚至几十个周波,其跟踪实时性较差。倍频的原理:XC9572的主频可达几十MHz,使用LM393充当过零比较器,当其输出高电平时,内部的一个计数器对高电平维持的时间计数,计算出高电平的时间,也间接算出了低电平的时间。根据这个高电平的时间计数值,调整输出方波的频率。CPLD用作锁相环电路的优点是硬件容易搭建,算法容易写成,倍频系数准确,跟踪时间较短。

1.5 自适应倍数浮动

为保证电流互感器满足单相负荷电流的量程,现场零序电流互感器变比较大(如200A/5A),而实际配电网发生接地故障时,一次侧零序电流较小,从而折算到二次侧的零序电流更小。这就需要使用可变电阻构成比例运算放大电路,调整输入零序电流变换成电压后的幅值。

在前端TA信号调理电路中,采用了2片4通道可编程数字电位器(ISL22346),这样可以根据现场的情况自动调节输入AD信号的放大倍数,以适应现场情况,这样可以做到防止因信号过大导致DSP数据运算过程中发生溢出,在故障信号微弱的情况下提高放大倍数,可适当提高故障信号的幅值。

2 选线算法实现

2.1 形态学算法

在配网发生接地故障时,存在一个暂态过程,理论和实践证明暂态选线算法不受配电网接地方式及三相不平衡的影响,在暂态信号明显的情况下,利用暂态信号能可靠选线[3]。

为了在微机装置中实现暂态算法,除硬件满足基本要求外,算法也要可靠、高效。配网故障选线装置工作的电磁环境恶劣,由于配电网中性点的位移电压及TA不平衡的原因,导致配网正常运行时TA中存在零序电流,可能在受到外界干扰的情况下采集到零序电流尖峰。为此,本装置应用数学形态学对原始信号进行形态学滤波,然后提取暂态信号中的突变量。该算法属时域分析方法,具有代码量小、运算时间短及处理效果好的优点,易于在嵌入式微机装置中运行。

数学形态学是一种用于数字图像处理和识别的新理论,在形态学中,腐蚀和膨胀是两种最基本的运算。其它基本运算均是通过以上两种基本运算衍生出来的。配电网故障信号属一维信号,故本装置中仅涉及一维信号的形态运算,即灰度形态变换。

设待处理的一维信号序列为f(n),一维结构元素序列为g(n),其定义域分别Df={0,1,…,N-1}和Dg={0,1,…,M-1},且N>M。结构元素g(n)对数据f(n)的灰度膨胀和腐蚀的定义分别为

由灰度膨胀、腐蚀运算可以得到灰度开运算和闭运算,定义为

由开运算和闭运算并联可得到谷峰检测器,其作用是同时检测原始信号的峰之点和谷值点。通过谷峰检测器可对故障后的暂态信息进行突变量检测,确定突变明显点的突变方向及突变强度。定义式为

De(n)=2f(n)-(f。g)(n)-(f·g)(n) (5)

为判别暂态算法是否可用,本装置使用了暂态强度(Transient Intensity,Ti)的概念。其含义为故障发生后第一周波内前半周波的电流绝对平均值与后半周波的电流绝对平均值[4]。电流绝对平均值的表达式为

undefined

式中N为计算点数,为全周波采样点数的1/2,此处为128。

2.2 信息融合

配电网接地故障状况复杂,受干扰因素多,经过消弧线圈补偿后,稳态基波分量法失效,而5次谐波分量较小,极易淹没在噪声中,从而导致稳态算法失效。虽然暂态信号不受电网运行方式的影响,但是在相电压过零点发生接地故障时,暂态过程短暂,暂态信号微弱。可见,暂态算法及稳态算法均存在各自的死区,为弥补暂态及稳态算法各自的不足,本装置利用模糊理论综合暂态与稳态算法,在故障信息层面实现数据的融合,并在终端显示参与选线算法的3条最可能的故障线路编号、相应的故障概率及故障电气量。该算法可保证在故障信息模糊的情况下给出仍具有参考价值的最佳结果。

设配网有N(i=0,1,2…N; i=0表示母线)条线路,使用M(m=1,2…M)种选线判据。将所需的选线原理转化为具体的选线判据,对故障信息,先用每种判据分别计算出对应的故障测度隶属函数值序列μ(i),再计算出每种判据自身的判据权系数隶属函数值A。这样每条备选线路i都可以得到1个M种方法的总的决策可信度,其表达式为

undefined

下面就暂态算法及稳态算法中的信息融合部分做简要介绍。

2.2.1 暂态算法信息融合

暂态算法的基本思想是比较各馈线电流突变量的符号及大小,为此突变量隶属函数μ1(i)的构造基于对个突变点时刻符号的统计,定义sum1(i)为第i条线路的突变点与其它线路异号的次数,其i=0表示母线,造过程如下:

1) 计算各线路故障起始后第1周波电流绝对平均值undefined(i),并记录其最大值对应的线路号L。

2) 利用突变量检测方法找线路L前3大突变量绝对值所在的时刻t1、t2、t3;比较各线路在以上3个时刻所对应的符号,若第i条线路异号,则sum1(i)=sum1(i)+1,否则sum1(0)=sum1(0)+1。

3) 计算各条线路(包括母线)的突变量隶属函数,表达式为

undefined

通过MATLAB仿真指出:Ti>2时,表明暂态零序电流中含有明显的暂态分量,适于选用基于数学形态学的暂态选线算法;1.2

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式中Timax表示所有线路中Ti的最大值。

2.2.2 稳态故障信息融合

在本装置中,利用基于基波或5次谐波分量的零序无功率法参与群体比幅比相:在对稳态故障信号进行FFT变换后,根据系统的类型选取参与选线的谐波次数;对于NUS系统,选取基波分量参与选线算法;对于NES系统,选取5次谐波分量参与选线算法。

电网的三相对地电容不平衡及三相TA不平衡,稳态故障特征可能不明显,但是故障线路的幅值仍然处于前三大[5]。因此,在群体比幅比相的基础上进行故障信息的模糊化综合是必要的。此处定义sum(i)为第i条线路的基波(或5次谐波)零序电流滞后零序电压的次数,其i=0表示母线。本文按下列步奏构造零序电流比相法的故障测度隶属函数:

1) 对参与选线的故障线路稳态故障信号第k(初始化为2)个周波进行FFT。

2) 计算各线路基波(或5次谐波)电流的幅值,找出处于其幅值前三大的3条线路L1、L2、L3。

3) 利用无功功率法比较各线路基波(或5次谐波)的相位,若第i(i=L1、L2、L3)条线路滞后零序电压,则sum2(i)=sum2(i)+1,否则sum2(0)=sum2(0)+1。k=k+1,重复1)—3),直到k为4。

4) 构造隶属函数为

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由于稳态信号的有效性直接关系到稳态信号的强度,考虑到算法的实用性及运算复杂度,本装置仅采用了故障后参与选线的基波(或5次谐波)分量有效值的最大值构造群体比幅比相的判据权系数为

undefined

式中,I00表示故障后零序基波(或5次谐波)电流幅值最大值;Iset表示设定的阈值,当I00小于此值时,该算法判据权系数才减少。

3 选线流程

DSP侧主要负责高速AD采样、电压突变量检测及故障后的选线算法。正常运行时仅进行AD采样及在每次采样TV时进行电压突变量检测,为了保证采样时间代码的执行时间,尽可能缩短中断现场保存和恢复时间,使在AD采样中断中的运算量少。基于以上的考虑,DSP侧的任务相对简单,故软件架构采用前后台系统,在同步采样中断中进行采样及零序电压突变量检测。其主体选线流程图如图2所示。

4 实验验证

为验证该装置的可靠性及算法的有效性,本装置通过动态模试验,电网模型配备1条母线、4条馈线。对于架空线路,通常可不考虑串联及并联电阻分量,仅考虑电感分量,故线路使用π型等值电路模型,每个π型模型的零序电感L0=7.8 mH,C0=0.01 uF,折合约1.5 km架空线路。取每条馈线的长度,L1=3 km,L2=9 km,L3=12 km,L4=6 km。下面就其中1次实验进行说明。

设置该系统为NES系统,接地类型为线路4,经过小电阻(20 Ω)接地。下面分别给出故障零序电流信号录波图(图3)及零序电压信号录波图(图4)。很明显,该装置是能够准确采集故障信号的。

在图3中,上半部分波形为非故障线路(线路3)的信号,下半部分的波形为故障线路(线路4)的信号。对比图3和图4中 线路3与线路4零序电流波形,可以看出故障信号中存在明显的暂态部分,故障线路暂态信号与非故障线路相位相反,幅值明显大于非故障线路;故障线路的稳态信号同非故障线路同相位,均超前零序电流相位,此时只能通过5次谐波选线进行稳态故障选线。

下面给出各线路故障后第一个周波中的突变量信息、第二个周波经过DSP中的FFT后的基波及5次谐波幅值和相位角。其中L1—L4表示馈线1—馈线4的零序电流,BUS表示母线的零序电压。

从表1可知,故障线路的突变量明显大于非故障线路的突变量,而且符号相反。从表2可知,因过补偿各线路基波相位相同,尽管5次谐波在理论上可行,5次谐波信号非常弱,而且相角误差较大,在信号噪声较大线路或线路不对称的条件下易发生误选线。最终经过信息融合后的故障信息融合表如表3所示。从表3可知,线路4的可信度远高于其它线路的可信度。经多次实验表明,该装置能可靠选线,算法合理。

5 结论

1) 基于双CPU的小电流选择装置充分利用了DSP的高速性能,有效实现了利用暂态信号选线方法。

2) 利用ARM负责人际交互及通信,构造了友好的人机交互,为小电流接地选线构造了坚实的硬件平台。

3) 通过故障信息融合技术,充分利用了暂态及稳态选线各自的优势,提高了选线的可信度。

参考文献

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小电流接地系统继电保护 篇7

随着计算机技术在电力系统的广泛应用, 继电保护和故障检测方法研究越来越引起人们的重视。数字化变电站、无人值班变电站的研究和应用、特高压电网的建设运行等, 对继电保护和故障检测技术性能提出了更高的要求, 需要研究并提出新的解决方案。现代继电保护和故障检测方法是随着计算机技术的进步、数学新理论的发现和电网结构变化而不断发展的。源于以上现状, 本文针对电力系统继电保护与故障检测方法进行相关研究。

1 小电流接地系统故障检测方法

1.1 概述

小电流接地系统普遍存在于我国低压配电网, 其接地方式主要有不接地、经消弧线圈接地和高阻接地等3种方式。系统单相接地故障发生比较频繁, 为避免长时间运行导致两点或多点按地短路, 必须尽快找到故障支路和故障点。一般采取以下几种方法;小电流接地选线;故障测距;户外故障点探测以及基于小波分解的接地选线方法。

1.2 小电流接地系统故障点探测方法

小电流接地系统发生单相接地故障时, 接地点前向支路、非故障支路和接地点后向支路的零序电压、零序电流呈现不同的特点, 使相应线路周围电场和磁场的分布发生变化, 由此提出了利用五次谐波零序电场和磁场探测接地点的新方法。具有两条支路的中性点经电抗器L接地系统如图1所示。

1.2.1故障点探测方法

仿真模型为典型的直线:型电杆的l0kV配电线路, 含五条支路, 其中正常支路的参数I、故障支路H的参数、故障参数和系统参数如下:C.=C=1.036;C’I=C”n=0.518;C=l5.54:L=0.379H。脱谐度为8%, RF=44n, 并可推得=45。导线截面均为1201.nn]2, 架空高度8.2m, 相间距离2.35m, 测量点高2m, 故障点在A相;线路下电场强度和磁场强度的相位关系的结论与系统稳态分析下得到的与零序电压和容性零序电流的相位关系十分类似, 证实了三相电压和电流的三相合成的电场和磁场与零序电压和零序电流合成产生的电场和磁场具有可替代性, 解决了本节开始提出的问题。

1.3 接地选线的小波分析方法

小电流接地系统发生单相接地故障时, 存在一个比较明显的暂态过程, 尤其是暂态接地电容电流, 此过程包含丰富的故障特征, 以往的分析往往忽略了这些特征, 小波理论的出现, 为故障选线提供了有利条件。本节建立了小电流接地系统的数学模型, 仿真得到了故障发生前几个周波的暂态信号波形, 通过对接地故障出现时刻信号的小波分解, 得到了一种基于小波能量方法的接地选线选相判据。小电流接地系统模型如图2所示。

通过系列仿真结果可以分析出, 接地故障发生时, 虽然不影响系统的正常运行, 但系统每条支路的负荷电流瞬时产生了波形的瞬时畸变。

对故障发生后第一周波信号进行傅立叶变换, 图3为信号频谱, 频谱在230Hz处有微小峰值, (接地瞬间信号的频谱与系统参数有关, 本例中为230Hz) 。利用小波变换提取该频率成分, 可识别接地故障特征。Daubechies小波具有对非平稳信号的灵敏性, 本方法采用的小波函数为Daubechies小波系的db13。

通过高次谐波零序电流和零序电压的幅值和相位关系可探测小电流接地系统单相接地的故障点, 分析表明, 导线的空间电场和磁场的高次谐波反映了上述幅值和相位的关系, 是一种间接探测故障点的新方法。三整倍次谐波在系统正常运行为同相位, 难以与故障时容性电流区分, 不适合作为检测信号;系统中五次谐波含量较高, 选择五次谐波作为检测信号是合适的。利用该方法研制的手持式户外故障探测器投资少、体积小, 如何提高检测装置的灵敏度和抗干扰能力, 是其推广应用的关键。通过建立小电流接地系统模型, 仿真了故障系统的暂态电流电压信号波形, 据小波多分辨分析原理, 用dbl3小波在6尺度对信号进行小波分解, 以该尺度小波能量为选线判据, 能得到故障支路和健全支路之间的明显区别, 具有很好的稳定性。方法直接从负荷电流提取特征, 不但得到故障支路, 而且能直接判断接地线路和接地相, 实用性强。与以往选线方法不同, 新方法不将当前支路电气量与其他支路比较, 只与故障支路或健全支路本身电流特征有关, 所以日益实现。

2 电力系统继电保护装置研究

数字式变压器保护装置适用于220 kV及以下电压等级的电力变压器的差动保护, 软硬件设计充分吸取了国内大量使用的WXB—l1型保护装置设计与运行的经验, 使装置具有较高的运行可靠性和稳定性。

2.1 差动保护装置硬件整体结构

硬件平台是软件的载体, 可靠的保护依赖于可靠而稳定的硬件平台, 保护装置作为电力系统的最后一道保护, 其拒动或误动带来的后果是众所周知的, 所以平台首要要求是可靠。可靠性要求硬件平台具有较强的抗电磁干扰能力。装置工作在具有较强电磁干扰的电力系统现场, 必须具有对电磁辐射、静电、快速瞬变和耐压等电磁干扰具有3级以上的抵抗能力;一旦装置出现故障, 必须具有可靠的闭锁措施;要具有防止人为误操作的手段;总之, 设备必须符合国家电网公司的反措要求。

CPU工作的快速性和计算的准确性。为了捕获故障发生时刻的突变信号, 采样不能中断, 所谓连续交流采样。对于电力变压器、发电机 (组) 差动、线路距离、线路差动等快速保护, 发生故障时, 运算的频率一般要达到1000Hz左右, 基本上要与采样同步, 才能实现快速判断的要求。

具有先进的通信接口和标准的通信规约。通信网络是实现电力系统“五遥” (遥控、遥测、遥信、遥调、遥视) 功能的关键。

整个硬件平台以Motorola的DSP56807F型DSP构成主板为核心, 抗干扰能力达到四级, CPU指令运行速度可达40MIPS, 可C语言编程。具有以太网、lonworks、485等多种通信接口, 通信网络按标准IEC104规约, 是一种比较先进的硬件平台, 这种平台已作为论文研究的系列自动保护装置和检测设备的标准平台。

2.2 差动保护装的置软件结构

装置软件包括1个主程序和2个中断服务程序。主程序功能, 管理各种软件功能模块, 包括数据处理模块、开入信号处理模块、开出驱动模块、保护功能模块、报文产生模块:实现各个模块之间的逻辑关系和执行顺序;与中断服务程序接口, 处理中断服务程序产生的实时数据。定时采样中断服务程序, 由定时器中断源触发, 中断时间为20/24ms即1 200Hz。功能:模拟量采样, 实现滤波算法;开入采样, 实现对开入信号滤波, 产生开关量的SOE}SOE的分辨率为lms:实现外部GPS信号的绝对对时和装置内部SOE的相对时钟;串口通信中断服务程序, 指与MMI的内部通信。串口中断实际上包括两种中断, 即通信数据的接收中断和通信数据的发送中断, 中断接收程序主要功能是, 解释内部通信规约, 对接收数据进行格式恢复和组合, 解释并执行接收命令, 如开出的遥控、定值的读出和写入, 网络对时;中断发送程序主要功能是, 解释内部通信规约, 组织数据格式, 发送数据。

结语

本文提出了一种小电流接地选线的小波分析方法, 得到了一种基于小波能量方法的接地选线选相判据, 仿真得到了故障发生前期的暂态信号波形, 仿真结果表明, 接地故障发生时, 系统每条支路的负荷电流瞬时产生了波形的瞬时畸变, 通过对接地故障出现时刻电流信号的小波分解, 得到了一种基于小波能量方法的接地选线选相判据。该方法不将故障支路电流与系统其他支路电流进行比较, 所以判据简单, 实用性强。将新方法和算法应用于实际, 是研究的最终目的, 最后将算法应用于电力变压器差动保护装置数字式变压器保护装置的研制。

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