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本文首先强调了母线保护的重要性,同时介绍了母线保护的发展,说明在各个时期母线保护的各种形式及其优缺点。分布式微机母线保护充分体现了微机保护的特点,相比传统母线保护更能满足母线保护的要求。而无主站是分布式微机式母线保护的一个方向,在实际应用中拥有更多优势。
结合无主站母线保护的特点,本文对适用于微机母线保护的原理进行了详细的分析,综合其它公司的母线保护功能,提出了适合于分布式母线保护的各种保护功能,介绍了TA饱和形成的原因和一般抗TA饱和的方法。另外还介绍了适用于无主站分布微机母线保护的几种新的判据与方法。
在以往微机母线保护的基础上,参考国内无主站分布式微机母线保护的结构,提出了两种通信方案。方案取消了分布式微机母线保护的主单元,实现了完全分散布置。保护的间隔单元与母线连接的电气设备一一对应。所有间隔单元具有相同的软、硬件结构,并将母线保护计算与判断分散到各间隔单元中去。在这两种通信网络结构中均采用了新型报文组织方式,从而即能降低对保护硬件的要求,又能充分体现无主站分布式母线保护的优点,使得无主站分布式母线保护能够真正进入实际应用阶段。分析比较了两种通信网络,根据它们的优缺点确定了最终应用的一种网络结构。同时根据分布母线保护的特点,介绍了保护单元的通信方式、通信介质和同步方式。
为了能实现无主站分布式微机母线保护,本文提出了一种新的硬件平台。这种硬件平台采用功能强大的DSP和MCU,计算速度和通信速度都足以满足母线保护的要求并具有一定的裕度,可以适应于不同的母线运行方式。该方案解决了分布式微机母线保护传递大量数据的困难,从而提高整套保护运行的可靠性。
最后,本文对保护的采样保护模块和通信模块分别进行了软件设计,给出了主程序、中断服务程序和故障处理程序的流程图以及通信模块软件的流程图,并介绍了保护模块和通信模块之间的数据交换方式。
本课题所设计的新型无主站分布式微机母线保护适用于目前国内各种电压等级和接线方式的母线,对目前母线保护中存在的急需解决的问题如母线保护的灵敏度、可靠性和快速性等提出的解决方案也切实有效,是一套完整的分布式母线保护方案。