畢業(yè)答辯-李明善

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1、指導(dǎo)教師：申惠學(xué)生：李明善專(zhuān)業(yè)：鐵道電氣化畢設(shè)題目：變電所自動(dòng)化系統(tǒng)中IEC61850應(yīng)用研究華東交通大學(xué)2011屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯PPT論文介紹一、緒論二、基于IEC61850的體系介紹三、保護(hù)算法簡(jiǎn)析四、保護(hù)設(shè)備建模五、結(jié)論本論文共有5章，簡(jiǎn)單的介紹了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系，并在此基礎(chǔ)上探討了基于通信網(wǎng)絡(luò)和IEC61850的變壓器保護(hù)和饋線保護(hù)模型。隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，傳統(tǒng)的鐵路電力供配電變電所和保護(hù)模式已經(jīng)很難滿(mǎn)足迅速發(fā)展的鐵路行業(yè)的要求。為了適應(yīng)變電站自動(dòng)化的迅速發(fā)展，有必要制定一個(gè)全面的、通用的、能夠覆蓋整個(gè)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，于是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)T

2、C57工作組制定了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。本論文分析的變壓器保護(hù)和饋線保護(hù)模型的建立就是基于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。下面是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖。SCUGTWOSUDOIUIED1IED2IED2DOIUIED11#主變1#饋線2#饋線電容器2#主變主保護(hù)后備保護(hù)主變測(cè)控主保護(hù)后備保護(hù)主變測(cè)控保護(hù)測(cè)控保護(hù)測(cè)控保護(hù)測(cè)控……………………………站控總線站控層過(guò)程總線過(guò)程層間隔層變電站自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖SCU—站級(jí)控制;OSU—站級(jí)運(yùn)行與維護(hù);GTW—通信控制;DOIU—數(shù)字光電量測(cè)系統(tǒng);IED1—斷路器智能數(shù)字控制;IED2—隔離接地開(kāi)關(guān)智能控制保護(hù)裝置建模思想根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)可知，其建模思想就是將傳統(tǒng)

3、保護(hù)裝置所要實(shí)現(xiàn)的功能通過(guò)代表功能的最小單位邏輯節(jié)點(diǎn)（LN）來(lái)實(shí)現(xiàn)，將與功能相關(guān)的數(shù)據(jù)和操作封裝在邏輯節(jié)點(diǎn)中，邏輯節(jié)點(diǎn)中的操作封裝了與此功能相關(guān)的保護(hù)和控制算法及相關(guān)的通信服務(wù)，在主程序中通過(guò)對(duì)此操作的調(diào)用完成邏輯節(jié)點(diǎn)所要實(shí)現(xiàn)的功能。變壓器保護(hù)模型牽引變電所主變器一次設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)量輸入模擬量輸入光電隔離浪涌吸收電量變換數(shù)字量輸出光電隔離低通濾波采樣多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)A/D轉(zhuǎn)換光電隔離計(jì)算機(jī)本體系統(tǒng)電源輸入.輸出操作電源人機(jī)聯(lián)系電源凈化隔離器計(jì)算機(jī)變壓器保護(hù)基本框圖變壓器保護(hù)IED的邏輯節(jié)點(diǎn)帶箭頭的直線表示了邏輯連接及通信信息片的流向，帶圈的數(shù)字符號(hào)表示通信信息片，數(shù)字的大小表示了通信信息片在邏

4、輯上的發(fā)生順行。變壓器保護(hù)IED的功能IED的具體功能配置如下：(1)保護(hù)功能：包括差動(dòng)速斷保護(hù)、二次諧波閉鎖的比率差動(dòng)保護(hù)；(2)保護(hù)測(cè)量:包括高壓側(cè)相間電壓、高低壓側(cè)各相電流及差動(dòng)電流；(3)控制功能:控制智能斷路器的跳合閘門(mén)、高低壓側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)的分合；(4)遙信功能：保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、保護(hù)投入/退出等；(5)自檢告警功能：包括硬件自檢、軟件自檢、通信自檢等；(6)事故后分析功能：故障錄波；(7)人機(jī)接口功能：定值整定、手動(dòng)操作，顯示變壓器的一些電量參數(shù)（如高壓側(cè)相間電壓、高低壓側(cè)各相電流、差動(dòng)電流等）和非電量參數(shù)等。根據(jù)IEC61850-7-4，如果過(guò)程層設(shè)備為電子式互感器、智能斷路器

5、等智能化執(zhí)行器，則與之相關(guān)的間隔層和過(guò)程層的邏輯節(jié)點(diǎn)可分別駐留在不同的物理裝置內(nèi)，因此本設(shè)計(jì)將XCBR、XSWI、GGIO、TCTR、TVTR邏輯節(jié)點(diǎn)（灰色）下放到過(guò)程層設(shè)備之中，剩余的邏輯節(jié)點(diǎn)都駐留在間隔層的變壓器保護(hù)IED中。饋線保護(hù)模型構(gòu)建饋線保護(hù)裝置所要實(shí)現(xiàn)的功能主要有：（1）主要保護(hù)及相關(guān)功能：三段式相間距離保護(hù)、三段式接地電流保護(hù)、三段式零序方向電流保護(hù)、三相一次重合閘、電壓互感器（TV）斷線檢測(cè)故障錄波等。（2）主要控制功能：饋線斷路器、電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)、重合閘投入/退出等。（3）測(cè)量功能：裝置采集外部電流和電壓等物理量，監(jiān)視外部設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。（4）事件與故障記錄功能：主要完成

6、故障報(bào)告與事件報(bào)告（如保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)、整定值修改、斷路器或隔離開(kāi)關(guān)的控制、饋線或進(jìn)線發(fā)生故障過(guò)程中，保護(hù)元件的動(dòng)作情況、電流電壓的變化情況等）。（5）通信功能：通過(guò)以太網(wǎng)與試驗(yàn)工具軟件通信，查看裝置以及外部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，查看、修改裝置的設(shè)置參數(shù)；通過(guò)以太網(wǎng)與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。饋線保護(hù)構(gòu)成變電站大多數(shù)功能至少由三個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)組成：核心功能、處理接口、供操作人員訪問(wèn)的人機(jī)接口（IHMI）。饋線保護(hù)由變電站層的監(jiān)控主機(jī)（包括人機(jī)接口IHMI、警報(bào)和事件處理CALH、遠(yuǎn)方控制接口ITCI等）、間隔層的饋線保護(hù)IED、過(guò)程層的電子式電流互感器（ECT）、電子式電壓互感器（EVT）配合完成

7、。下面以距離保護(hù)為例進(jìn)行陳述。RXRsetXset0φ1φ2φL距離保護(hù)動(dòng)作特性IHMICALHRFLOPDISRRECPDIRRPSBCSWIXCBRTVTRTCTR變電站層間隔層過(guò)程層與距離保護(hù)相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)及信息交互在IEC61850中,根據(jù)保護(hù)功能的作用范圍可把保護(hù)功能分為本地保護(hù)功能和分布保護(hù)功能2種類(lèi)型。本地保護(hù)功能的特點(diǎn)是功能的實(shí)現(xiàn)不依賴(lài)于其他IED,在一個(gè)IED中可獨(dú)立完成。分布保護(hù)功能的特點(diǎn)是功能由分布在不同IED