船用综合保护研究设计与验证

发布时间：2017-09-08 21:52

  本文关键词：船用综合保护研究设计与验证

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【摘要】：随着船舶电网的发展,对安全可靠性要求的提高需要使用综合保护装置。综合保护是利用微处理器和数字信号处理技术检测船舶电网故障,并动作于跳闸出口或信号的装置。本文对综合保护装置的硬件原理和软件原理进行研究分析,给出设计方法与算法仿真。由于船舶电网频率变化较大,本文除了使用常见的软硬件同步法测量频率,还使用加窗插值算法进行频率计算,对含有谐波与频率偏移时的频率测量具有更好的适应性。本文对各种算法的实现方法进行了阐述和仿真,并设计船舶电力系统中各元件的保护判据,组合成可靠的保护,画出程序流程图,按照程序流程图编写程序,实现了过流与差动保护等部分功能。通对SYS/BIOS实时操作系统的研究,将综合保护程序移植到该操作系统,使程序维护更方便。使用C#编写综合保护的后台程序,方便装置设置和调试。针对船舶电力系统短路电流的瞬态特征,使用混合仿真平台建立综合保护装置测试平台,完成主要保护算法的测试与验证。
【关键词】：船用综合保护 加窗插值 SYS/BIOS C# 混合仿真
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U665.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-13
• 1.1 船用综合保护研究的背景10
• 1.2 船用综合保护的发展现状与趋势10-11
• 1.3 课题研究的目的及意义11
• 1.4 本文完成的主要内容11-13
• 第2章 综合保护装置硬件原理研究13-22
• 2.1 采样电路14-20
• 2.1.1 采样电路结构14-15
• 2.1.2 信号调理电路15-19
• 2.1.3 AD信号转换19-20
• 2.2 数字量输入20
• 2.3 输出电路20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 综合保护装置软件原理研究22-53
• 3.1 采样算法及其相关算法22-43
• 3.1.1 继电保护采样算法研究22-30
• 3.1.2 频率跟踪算法30-36
• 3.1.3 滤序算法36
• 3.1.4 功率方向判别36-38
• 3.1.5 继电保护启动元件算法38-39
• 3.1.6 励磁涌流的判别39
• 3.1.7 TA饱和39-41
• 3.1.8 综合保护装置自检功能41-42
• 3.1.9 保护延时的计算42-43
• 3.2 保护判据43-48
• 3.2.1 差动保护43-44
• 3.2.2 过电流保护44-46
• 3.2.3 接地保护46
• 3.2.4 负序电流保护46-47
• 3.2.5 逆功率保护47
• 3.2.6 电压保护47
• 3.2.7 频率保护47-48
• 3.2.8 TV断线判别元件48
• 3.2.9 TA断线判别元件48
• 3.3 保护配置48-52
• 3.3.1 发电机保护48-49
• 3.3.2 母线/母联保护49-51
• 3.3.3 变压器保护51-52
• 3.3.4 电动机保护52
• 3.3.5 馈线保护52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 综合保护程序的设计53-61
• 4.1 无操作系统程序53-56
• 4.1.1 主程序流程图程序流程图53-54
• 4.1.2 采样中断流程54-55
• 4.1.3 故障处理程序流程图55-56
• 4.2 移植程序到实时操作系统56-58
• 4.2.1 SYS/BIOS简介56-57
• 4.2.2 SYS/BIOS配置57-58
• 4.3 后台程序系统58-60
• 4.3.1 通信设置页面58-59
• 4.3.2 故障信号页面59
• 4.3.3 一次系统图页面59-60
• 4.3.4 整定设置页面与数字量IO页面60
• 4.3.5 录波显示页面60
• 4.4 本章小结60-61
• 第5章 混合仿真测试平台61-74
• 5.1 RT-LAB混合仿真简介61-62
• 5.2 RT-LAB中的模型的建立62-67
• 5.2.1 原动机62-63
• 5.2.2 发电机63-64
• 5.2.3 负载64
• 5.2.4 短路故障模块64-65
• 5.2.5 故障计时模块65-67
• 5.3 RT-LAB试验67-73
• 5.3.1 交流实验67-69
• 5.3.2 有限容量三相电源短路实验69-71
• 5.3.3 发电机组短路实验71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第6章 总结与展望74-75
• 参考文献75-78
• 附录1主要算法程序78-82
• 程序 1：消除直流78
• 程序 2：半波傅里叶算法78-79
• 程序 3：全波傅里叶算法79-80
• 程序 4：电流突变量启动算法80
• 程序 5：正负零序电流计算80-81
• 程序 6：正方向判定81-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文82-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘凤新,徐晓明;电力参数非同步采样误差分析[J];电测与仪表;2003年10期

2 苏文辉,李钢;一种能滤去衰减直流分量的改进全波傅氏算法[J];电力系统自动化;2002年23期

3 马磊,王增平,徐岩;微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究[J];继电器;2005年17期

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本文编号：816541