微机保护实现母联备自投摘要.docVIP

目录 第一章 母联备自投保护模型建立与原理 1 1.1 母联备自投保护建立 1 1.2 母联备自投保护原理 2 第二章 采样与滤波电路 3 2.1 采样模块 3 2.2 滤波电路 3 第三章 电压电流算法 4 3.1 两点计算原理 5 3.2 两点计算模型 5 第四章 逻辑判断与控制 6 4.1 一路电源故障时的逻辑判断 6 4.2 一路电源恢复时的逻辑判断 7 4.3 逻辑控制模块 8 第五章 故障设置与仿真结果 10 5.1 故障类型设置 10 5.2 仿真结果 11 第六章 结论与展望 17 参考文献 17 第一章 母联备自投保护模型建立与原理 1.1 母联备自投保护建立 备自投保护分为进线备自投保护和母联备自投保护，已经是微机保护系列中重要的一员，广泛的应用于各升、将压变电站母线切换，对保证供电可靠性和持续性发生着重要的作用。 母联备自投一般用于降压变电站内10kV单母分段主母线切换。三分段及以上母线有专用的快切装置实现，原理和母联备自投类似。在一般的降压变电站、 开闭所内，有单母分段的场合一般都会配置母联备自投。这是由于国网运行要求：正常运行时母联断路器断开，两路进线各自带各自的负荷运行，如果一路失去电源的情况下，由令一路对整个系统供电。本文以一个将压变电站为例，利用PSCAD对110kV降压变电站10kV单母分段母线母联备自投保护进行仿真。 如图1-1所示， 图1-1 10kV母联备自投保护 两路电源模拟由两台主变低压侧引入电源，每个电源为10kV，50Hz，取10kV系统的短路容量为334.8MVA,则基波阻抗如式（1-1）： (1-1) 配电网的基波电阻为如式（1-2）： (1-2) 配电网的基波电抗为如式（1-3）： (1-3) 因此系统的电源设置为串联电阻：R=0.04224Ω，串联电感值：L=0.0059H。并用这两个值估算系统阻抗。 两路进线和母联、10路出现都带断路器。而每路出现的负荷用有功1MW,无功0.75Mvar，有功对电压、无功对电压的变化率都为2来模拟实际的负荷变化情况。每一路的额定负荷电流为721.68A，会比实际单个出现情况稍大些。因为变电站的出线每路都在10路以上，考虑的与实际接近，因此将每路出现设置大一些。 母联备自投需要在两路进线分别按照进线PT和CT，图纸用INV_1、INV_2用来表示进线PT，用INI_I和INI_II用于表示进线CT，母线PT用BUSV_I和BUSV_II表示，母联电流用BUS_I表示。每一路出线配置什么保护根据现场的需要额定，比如馈线三段式、电容器保护、电动机保护、接地变保护等等。出现安装保护不在本文中讨论。 1.2 母联备自投保护原理 正常运行时，两路进线断路器合闸，母联分闸运行。两断母线各自带各自的负荷运行。但其中一路进线PT和CT同时检测到无压与无流时，简称为无压无流判据，可以判断这一路的电源上游侧发生了故障。无压的情况有可能PT断线、PT损坏等情况，无流可能是CT接线到保护安装处接线松动等，为了排除这些情况，必须要同时满足无压与无流的判据才能启动备自投保护。此时备自投保护才能启动。 备自投启动后，先断开故障线路，再投合母联断路器。这样在故障段负荷由非故障段电源供电，保证供电的可靠性。 但故障电源恢复供电时，故障进线PT将会检测到电源电压的恢复情况，此时母联备自投保护启动，先断开母联断路器，再合上故障线路。恢复到各段带各段负荷运行的情况。保护的逻辑如图1-2所示， 图1-2母联备自投保护的逻辑 第二章 采样与滤波电路 由于处于中压配电网，系统在正常运行与故障运行情况下电压和电流存在谐波分量，对检测电压与电流存在干扰，这对备自投保护整定判断会存在干扰和影响，因此我们要对采样得到的电压、电流信号进行滤波，再输送到主保护元件进行判断。 2.1 采样模块 微机保护的电压采样由电压互感器的二次端输入，额定线电压为100V；电流采样由电路互感器输入，额定每相电流为5A,如果保护安装处距离电流互感器采样很远应该考虑每相电流为1A，减少线路的损耗。 备自投装置需要采集两进线电源三相电压与三相电流，每个进线电源6路信号，一共12路信号。而在实际的运行中需要采集到的模拟量信号转换为数字信号，输入处理器进行控制与逻辑判断。 2.2 滤波电路 由于PSCAD处理数组数量的限制，如果采用搭模块的积分滤波器，由于延时模块太多，PSCAD不能运行。最多只能对两路信号进线滤波。这种情况用Fortran语言编写可以避免数组的限制。 由于采用两点计算进线逻辑判断，滤波效果越好对逻辑判断越准确，因此本仿真通过两个差分滤波器级联进行滤波。对单个差分滤波器而言，