超高压并联电抗器保护新原理及装置研发

作     者：王建雄 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：尹项根

授予年度：2005年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：超高压输电线路 并联电抗器 保护系统 数字信号处理器 匝间短路 能量法 模块化编程 

摘      要：并联电抗器对超高压输电线路的稳定运行，以致对整个系统的安全稳定运行都起着至关重要的作用。随着我国电网容量的迅速增加和电压等级的不断提高，超高压并联电抗器的应用也越来越多，对并联电抗器保护系统的性能提出了更高的要求。本论文首先回顾了超高压并联电抗器的应用，并依据500kV超高压系统的特点，制定了超高压并联电抗器的一套完整的保护方案，针对并联电抗器保护的重点和难点的匝间短路保护，提出了一个新的能量法保护原理。最后，根据确立的保护方案，介绍了基于新型硬件平台的超高压并联电抗器保护装置的研制。\n 超高压并联电抗器的工作条件恶劣，故障率较高，依据500kV设备保护双重化配置的要求，除了对并联电抗器配置非电气量保护外，还必须配置电气量保护。尽管差动保护能够对电抗器的内部接地故障实施灵敏的保护，但对匝间短路时的贯穿性电流，却无法反映匝间短路，因此，就必须采用新的匝间保护原理。针对常用的零序功率方向匝间保护原理存在误动和灵敏度不高的不足，提出了一种新型的能量法匝间保护原理，大量的仿真结果表明了该保护原理。\n 浮点型的数字信号处理器TMS320VC33具有强大的运算能力，能够在短时间内完成大量的数值和逻辑运算，适合于电抗器保护的应用。而ARM9200则在通讯管理上具有强大的优势，两者的有效结合，为并联电抗器保护装置的研制打下了良好的硬件平台。基于以上确定的超高压并联电抗器保护方案，研制开发了新型的并联电抗器保护装置。新装置采用TMS320VC33的DSP芯片构成底层的保护模块，上层的显示、管理和通讯模块采用ARM9200芯片构成的上层管理模块，管理模块和保护模块之间通过母板进行联系，既增加了可靠性，又减少了相互之间的干扰。新型的并联电抗器保护装置能够对并联电抗器发生的各种类型的故障实施灵敏、可靠的主、后备保护。\n 最后，还对保护装置的软件开发中所采用的模块化的编程思想进行了介绍。