地铁中压环网光纤纵联差动保护装置设计

发布时间：2017-05-09 14:02

  本文关键词：地铁中压环网光纤纵联差动保护装置设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：中压环网是地铁供电系统的核心,为机车与站内各类用电设备的正常运行提供保障。因此中压环网安全稳定运行十分重要。纵联差动保护是中压环网保护配置中的主保护,目前应用于地铁中压环网的光纤纵联差动保护装置主要依赖于国外产品,因此研制具有自主知识产权的光纤纵联差动保护装置具有重大社会意义以及广阔的市场前景。本文首先介绍了地铁中压环网的构成及运行方式,通过分析中压环网的故障类型,讨论了中压环网的保护配置方案。根据该方案本文对光纤纵联差动保护装置进行了功能配置,主要分析了纵联差动保护的原理,并对差动保护判据、光纤通信的连接方式、通信规约、采样数据的同步方法四个实现纵联差动保护的条件进行了分析。线路两侧保护装置的采样数据同步是实现纵联差动保护的基础。通过对传统采样数据同步方法优缺点的讨论,本文采用了插值法实现采样数据同步,分析了该方法在保护装置接入不同类型互感器时的采样数据同步方案,并对插值法的误差作了分析,验证了该方法的准确性。本文分析了后备保护与辅助保护功能的原理与动作条件,并给出了保护逻辑框图。结合光纤纵联差动保护装置所要实现的功能,本文将保护装置的硬件划分为交流插件、开入开出插件、CPU插件、电源插件、出口插件与装置面板,通过分析各个插件的具体功能对各个插件进行了功能原理设计,并对重要元件进行了硬件选型。结合保护装置的硬件设计,本文以CCES为开发平台完成软件设计。基于保护装置所要实现的功能,将软件划分为四个模块,分别是数据采集功能模块、保护功能模块、通信功能模块、显示功能模块,并对每个功能模块进行程序设计。最后,搭建测试平台,对光纤纵联差动保护装置数据采集功能、报文发送功能与保护功能进行了测试验证。
【关键词】：中压环网 光纤纵联差动 采样数据同步 硬件设计 软件设计
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U231.8;TM773
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 本课题研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.2.1 纵联差动保护的研究现状12
• 1.2.2 光纤纵联差动保护装置研究现状12-13
• 1.3 中压环网供电系统介绍13-15
• 1.3.1 中压环网的供电方式13-14
• 1.3.2 中压环网故障分析与保护配置14-15
• 1.4 纵联差动保护的采样同步15
• 1.5 本论文主要工作15-16
• 第2章 光纤纵联差动保护装置的功能分析16-32
• 2.1 纵联差动保护判据16-17
• 2.2 光纤通道的通信方式17-18
• 2.2.1 专用方式17-18
• 2.2.2 复用方式18
• 2.3 通信协议18-19
• 2.4 采样数据的同步方法19-26
• 2.4.1 常用数据同步方法的原理分析19-23
• 2.4.2 本文采用的采样数据同步方法23-26
• 2.5 后备保护26-29
• 2.5.1 过电流保护26-28
• 2.5.2 零序过电流保护28-29
• 2.6 辅助保护功能29-31
• 2.6.1 重合闸29-30
• 2.6.2 PT自检与CT自检30-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第3章 光纤纵联差动保护装置的硬件设计32-46
• 3.1 硬件总体设计方案32-33
• 3.2 交流插件33-34
• 3.3 开入开出插件34-37
• 3.3.1 保护装置的I/O需求34-35
• 3.3.2 开入开出模块隔离电路设计35-36
• 3.3.3 I/O接口电路36-37
• 3.4 CPU插件37-43
• 3.4.1 微处理器的选型37-38
• 3.4.2 A/D转换38-40
• 3.4.3 FPGA接口电路设计40-41
• 3.4.4 以太网通信设计41-42
• 3.4.5 时钟回路42-43
• 3.5 电源插件43
• 3.6 出口插件43-44
• 3.7 装置面板44-45
• 3.8 本章小结45-46
• 第4章 光纤纵联差动保护装置软件设计46-61
• 4.1 软件设计平台简介46
• 4.2 软件的总体设计46-47
• 4.3 数据采集功能模块47-48
• 4.4 光纤通信程序设计48-53
• 4.4.1 IEC61850-9-2通信报文定义48-51
• 4.4.2 9-2报文发送、接收与解析程序设计51-53
• 4.5 Corel程序设计53-58
• 4.5.1 Corel主程序设计53
• 4.5.2 保护功能模块53-58
• 4.6 Core0程序设计58-59
• 4.7 显示功能模块程序设计59-60
• 4.8 本章小结60-61
• 第5章 光纤纵联差动保护装置功能测试61-73
• 5.1 模拟量采集功能测试61-63
• 5.2 报文发送功能测试63-64
• 5.3 保护功能测试64-72
• 5.3.1 测试模型搭建64-66
• 5.3.2 测试流程66-72
• 5.4 本章小结72-73
• 结论与展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 代莹;程秋秋;张庆伟;;改进型光纤纵差保护装置在地铁供电系统中的应用[J];城市轨道交通研究;2014年02期

2 鲍鸣;;一种35kV大分区供电保护方案在地铁中的应用分析[J];现代城市轨道交通;2013年04期

3 ;ADI推出高性能Blackfin处理器[J];单片机与嵌入式系统应用;2012年05期

4 杨炼;范春菊;孙陈勇;;地铁供电系统继电保护方案研究[J];供用电;2012年01期

5 高云霞;王立天;;地铁供电系统电流选跳保护及方案优化[J];现代城市轨道交通;2011年04期

6 曹团结;俞拙非;吴崇昊;;电子式互感器接入的光纤差动保护数据同步方法[J];电力系统自动化;2009年23期

7 万博;苏瑞;;遵循IEC 61850-9-2实现变电站采样值传输[J];电网技术;2009年19期

8 方刚;高仕斌;林国松;杜晟;;一种提高消除衰减非周期分量响应速度的交流采样数据修正法[J];电力系统保护与控制;2009年20期

9 杨绍远;杨雪飞;;REL561保护误动分析及其逻辑改进[J];南方电网技术;2009年03期

10 魏凯鸿;;电力系统继电保护装置开发经验探析[J];科技资讯;2008年29期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 张武军;超（特）高压输电线路电流差动保护的研究[D];浙江大学;2008年

2 廖泽友;高压输电线路电流纵差保护装置的研究[D];华北电力大学;2000年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 谢绍文;企业自备电厂联络线光纤差动保护装置的研制[D];中南大学;2014年

2 韩法玲;基于IEC61850标准的线路保护装置的研究[D];西安科技大学;2011年

3 张海啸;超高压输电线路光纤分相电流差动保护的研究[D];西南交通大学;2011年

4 余龙;城市轨道交通中压环网继电保护方案的优化设计[D];华南理工大学;2010年

5 袁涛;基于嵌入式系统的光纤纵联差动保护的研究与设计[D];西北农林科技大学;2009年

6 常伦凯;超高压线路光纤电流差动保护的研究[D];天津大学;2008年

7 苏明;基于参数精确估计的输电线分相电流差动保护的研究[D];天津大学;2007年

8 史泽兵;新型光纤纵差保护原理及装置的研究[D];华中科技大学;2005年

9 王华;光纤通信在输电线路微机保护装置中的应用[D];湖南大学;2005年

10 林国松;光纤电流纵差保护及其在地铁供电系统中的应用[D];西南交通大学;2003年

  本文关键词：地铁中压环网光纤纵联差动保护装置设计，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：352604