中、低压电网母线微机保护装置研究
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摘要
针对国内目前中、低压电网大都未装设母线保护装置，发生故障不能及时切除时造成很大损失的状况，本文在广泛研究当前主流的母线保护动作原理并认真分析了中、低压小电流接地系统特点的基础上，提出了一套适合中、低压微机母线保护装置的研制方案，并据此选择、搭建了硬件平台，设计了软件功能程序。
本文首先介绍了微机保护装置的一般硬件配置以及作为装置硬件平台的STD90386工控机各组件模板的功能，然后分析了目前电网系统装设的母线保护的各种类型以及中、低压小电流接地电网的特点，在此基础上分析、介绍了作为本保护动作原理的“比率制动式差动保护”原理。随后在研究母线保护运行时可能会遇到的各种问题中着重讨论了关于CT饱和对母线保护带来的负面影响以及解决对策。算法理论作为微机保护的软件核心也是本文的讨论重点，以保护的动作原理为基础，认真研究了采样瞬时值法与一般的矢量值法的效果比较，突出了采样瞬时值法时间窗短、动作准确的优点；而针对低电压闭锁所采用的三采样值积算法也正是出于时间窗较短，便于配合保护动作的考虑。论文的最后是关于提高装置性能措施的介绍，作为微机保护理论实际应用的重要环节，这是每个微机保护研究人员都必须认真考虑的。
Nowadays ,busbarprotection is commonly uninstalled on MV or LV power system in our country. But when fault was occurred ,sometimes there would be great loss. For the reason, the paper put forward a microcomputer bus protection scheme suit for MV or LV power system with low current grounding based on the great researching about the working theory of current bus protections and the characteristic of MV OR LV system with low current grounding . Based on it, the paper has designed the platform of the hardware and the software programs.
Firstly , the paper introduced the commonly hardware configure of microcomputer relaying and the function of every module of industry controlling computer STD90386 . Secondly ,the paper introduced several types busbarprotection which was commonly installed on electric power system and the characteristic of MV OR LV system with low current grounding .Based on it, the paper put forwards the theory of percentage-restraint differential relay .After that ,in the discussing every problems of the relaying working the paper put the emphasis on the negative effect of the CT saturation and countermeasure. As the kernel of software ,the algorithm is another emphasis of the paper's works. Based on the principle of relaying working, after comparing the effect between the algorithm of instantaneous sampling and the algorithm of vector ,the virtue of
short data windows and precision action was stood out. And the choice of algorithm with three sampling data was for the reason of short data windows. In the end of the paper is the discussing of how to improving the performance of device. As the important part of theory applying, every researcher of microcomputer relaying must think of it carefully.
本文首先介绍了微机保护装置的一般硬件配置以及作为装置硬件平台的STD90386工控机各组件模板的功能，然后分析了目前电网系统装设的母线保护的各种类型以及中、低压小电流接地电网的特点，在此基础上分析、介绍了作为本保护动作原理的“比率制动式差动保护”原理。随后在研究母线保护运行时可能会遇到的各种问题中着重讨论了关于CT饱和对母线保护带来的负面影响以及解决对策。算法理论作为微机保护的软件核心也是本文的讨论重点，以保护的动作原理为基础，认真研究了采样瞬时值法与一般的矢量值法的效果比较，突出了采样瞬时值法时间窗短、动作准确的优点；而针对低电压闭锁所采用的三采样值积算法也正是出于时间窗较短，便于配合保护动作的考虑。论文的最后是关于提高装置性能措施的介绍，作为微机保护理论实际应用的重要环节，这是每个微机保护研究人员都必须认真考虑的。
Nowadays ,busbarprotection is commonly uninstalled on MV or LV power system in our country. But when fault was occurred ,sometimes there would be great loss. For the reason, the paper put forward a microcomputer bus protection scheme suit for MV or LV power system with low current grounding based on the great researching about the working theory of current bus protections and the characteristic of MV OR LV system with low current grounding . Based on it, the paper has designed the platform of the hardware and the software programs.
Firstly , the paper introduced the commonly hardware configure of microcomputer relaying and the function of every module of industry controlling computer STD90386 . Secondly ,the paper introduced several types busbarprotection which was commonly installed on electric power system and the characteristic of MV OR LV system with low current grounding .Based on it, the paper put forwards the theory of percentage-restraint differential relay .After that ,in the discussing every problems of the relaying working the paper put the emphasis on the negative effect of the CT saturation and countermeasure. As the kernel of software ,the algorithm is another emphasis of the paper's works. Based on the principle of relaying working, after comparing the effect between the algorithm of instantaneous sampling and the algorithm of vector ,the virtue of
short data windows and precision action was stood out. And the choice of algorithm with three sampling data was for the reason of short data windows. In the end of the paper is the discussing of how to improving the performance of device. As the important part of theory applying, every researcher of microcomputer relaying must think of it carefully.
引文
1)贺家李，宋从矩，电力系统继电保护原理(第三版)，水利电力出版社，1994。
2)赵京立，马晓黎，一种10KV至35KV母线保护方案，电力系统自动化，2000，11，P59-60。
3)陈德树，计算机继电保护原理与技术，中国电力出版社(第三次印刷)，1998。
4)杨奇逊，微型机继电保护基础，水利电力出版社，1987。
5)北京超拓工控公司，STD90386-2使用说明书，2000。
6)北京超拓工控公司，STD9448使用说明书，1997。
7)北京超拓工控公司，STD9372-2使用说明书，1998。
8)北京超拓工控公司，STD9311-2用户手册，1999。
9)北京炜煌公司，炜煌微型打印机使用说明书，1998。
10)北京清华蓬远公司，蓬远液晶显示器使用说明书，1997。
11)程利军，冯东国，李建新，JMH—1型母线保护原理、整定及运行的探讨，继电器，1997，6，P30-37。
12)李力，吕航，沈国容，LFP—915A微机型母线保护装置，电力系统自动化，2000，1，P60-63。
13)宋小舟，于子重，涂东泽等WMH—800新一代微机母线保护装置研究，继电器，2000，11，P39-41。
14)李栋，毛亚胜，陆征军，BP—2A微机母线差动保护，电力系统自动化，1998，6，P58-60。
15)高有权，电流比相式母线保护的改进，中国电力，1998，8，66-67。
16)智全中，袁正华，宋小舟等几种母线保护差动继电器的比较，继电器，2001，5，P59-62。
17)宋小舟，王东，沈辉，零序电流差动应用在母线保护的可行性分析，继电器，2002，4，P12-14。
18)杨斌，王鹏，中阻抗母线保护母联CT接线的理论分析，电力自动化设备，1998，8，P18-20。
19)李营，杨奇逊，方向式微机母线保护的研究，继电器，2000，1，P26-28。
20)程利军，冯东国，李建新等，微机母线保护装置研究，1994，4，P51-54。
21)唐平，陈亚强，马天皓，陈德树，微机型母线保护装置的研制，电力自动化设备，96，11，P37-41。
22)李亢，刘继平，刘志刚，BP型微机母线保护原理分析及实际应用，电力系统自动化，1998，5，P61-63。
23)罗建，李亚军，徐国禹，基于神经网络模型的母线保护，电力系统自动化，2002，6，P41-44。
24)程利军，基于LON网络的微机母线保护系统的开发，继电器，2000，1，P29-32。
25)程利军，基于STD总线的微机母线保护装置的研究，测控技术，1999，8，P25-27。
26)LUO SHANSHAN, HEJIALI, STUDY OF MICRO — PROCESSOR BASED DISTRIBUTED BUS PROTECTION, TRANSACTION OF TAINJIN UNIVERSITY, 1999,11,P 105-110.
27)Phadke.A.G ,Thorp.J.S ,Computer Relaying for Power Systems. Research Studids Press, 1998.
28)Liu Pei,An Adaptive Busbar Protection Using Single Chip Microcomputers,IEEE International Conference on Advance in Power System Control,Operation and Management,Nov 1991.
29)李光琦，电力系统暂态分析(第二版)，中国电力出版社，1993。
30)程利军，杨奇逊，基于采样值算法的数字母线保护的研究，继电器，2000，6，P4-6。
31)刘勇，新型分布式母线保护的研制，申请华北电力硕士学位论文，1999。
32)李营，分布式微机母线保护的研究，申请华北电力大学工学博士学位论文，2000。
33)陈问景，微机母线保护若干问题分析，福建电力与电工，2001，9，P50-51。
34)应高亮，10KV母线压变零序PT的应用和运行分析，浙江电力，1998，3，P19-22。
35)杜景远，崔燕，浅议PT断线、系统接地、母线失压的判据，继电器，2002，1，P60-61。
36)秦文萍，6KV～35KV母线微机保护装置的研究，申请太原理工硕士学位论文，2001。
37)张保会，段军政，李兵，郭金盛，新原理的中、低压线路、母线保护装置的研制，山西电力技术，1996，2，P19-21。
38)刘娟，相位比较式母线差动保护误动问题的分析及处理，山东电力技术，1999，5，P52-56。
39)罗姗姗，贺家李，王容琴，母线保护中、电流互感器饱和检测新判据，电力系统及其自动化学报，1996，9，P29-36。
40)何奔腾，马永生，电流互感器饱和对母线保护的影响，继电器，1998，4，P16-20，26。
41)张军，朱声石，微机母线保护对电流互感器暂态过程自适应方法研究，华北电力，1998，10，18-20。
42)程利军，张德红，微机母线保护装置的试验及运行，继电器，1999，1，P49-51。
43)吴竟，BUS1000母线保护动作原理分析，福建电力与电工，2000，3，P43-44，3。
44)李立，利用波形识别的母线差动保护的研究，第七届全国继电保护学术研讨会论文，1998，11。
45)An Algorithm for Compensating Secondary Current Transforms,IEEE Transaction on Power Delivery, 1997.
46)ABB, REB500 Numerical Busbar and Breaker-Failure Protection, 1998.
47)G. Hosmenn VDE H.M.Steigerwald VDE,Modal Saturation Detection for Digital Differential Protection,IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.8,No.3,July 1993.
48)K.Feser Dipl.-Ing. U.Braum,Application of Neural Network in Busbar Protection Systems(NBPS),91TH0374-9/91/0000-011 1991 IEEE.
49)J.Bertsch,K.Feser, New Algorithms for a Numerical Busbar Protection System,IEEE/KTH Stockholm Power Tech. Conference
June 1995.
50)徐金梧，杨德斌，徐科，TURBOC实用大全，机械工业出版社，1996。
51)Horowitz. S. H,Phake.A.G, Thorp.J.S,Adaptive Transmission System Relaying .IEEE Trans on Power Delivery, 1988,3(4): 1436～1455
52)He jiali,Implementation of a distributed digital bus protection system,IEEE Trans. On Power Delivery, vol. 12,NO.4.October 1997
2)赵京立，马晓黎，一种10KV至35KV母线保护方案，电力系统自动化，2000，11，P59-60。
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45)An Algorithm for Compensating Secondary Current Transforms,IEEE Transaction on Power Delivery, 1997.
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47)G. Hosmenn VDE H.M.Steigerwald VDE,Modal Saturation Detection for Digital Differential Protection,IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.8,No.3,July 1993.
48)K.Feser Dipl.-Ing. U.Braum,Application of Neural Network in Busbar Protection Systems(NBPS),91TH0374-9/91/0000-011 1991 IEEE.
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June 1995.
50)徐金梧，杨德斌，徐科，TURBOC实用大全，机械工业出版社，1996。
51)Horowitz. S. H,Phake.A.G, Thorp.J.S,Adaptive Transmission System Relaying .IEEE Trans on Power Delivery, 1988,3(4): 1436～1455
52)He jiali,Implementation of a distributed digital bus protection system,IEEE Trans. On Power Delivery, vol. 12,NO.4.October 1997