短路故障相控开断及其监测的设计与实现

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1、专业学位硕士学位论文短路故障相控开断及其监测的设计与实现TheDesignofControlledFaultInterruptionandtheAccomplishmentofMonitoring学号：31213011完成日期：2014．5．4大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做

2、的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：复监政!聋担控五壁匠础c!殛11缸遗均鐾选一作者签名：邀占骜日期：亟以1年—￡月jL日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要目前，随着电力系统的发展以及容量的增大，短路故障的危害也越来越大。相控开断技术通过预测故障电流过零点，减小断路器分闸时产生的电弧能量来减小短路故障的影响。为了快速预测故障电流的目标过零点，必须在极短时间内准确还原故障电流参数。本文中使用改进的最小二乘法，通过泰勒展开将非线性故障电流近似成线性模型。使用时间常数补偿的方法对泰勒展开取前两项的误差进行修正。通过MATLA

3、B软件检验各个参数对于预测误差的影响。为了模拟实际情况，引入高斯白噪声和谐波分量，发现在采样时间为15ms，信噪比为20dB情况下误差在0．2ms内。最后使用F检测的方法得到判断故障发生的阈值，用MATLAB仿真故障判断误差，并给出了相应的故障判断方法及开断策略。为了应用研究，本文设计了基于FPGA的CFI控制硬件电路。选择EP4CEl5F17C8N作为FPGA主控芯片；选择TC35芯片作为通信芯片；AD9226作为AD采样芯片。完成了硬件电路的PCB设计与制作。最后，基于FPGA中的verilogHDL语言完成选相控制模块的软件设计，其中包括数据处理模块和数据上传模块。使用C++语

4、言中的MFC基础类库完成对上位机的设计。使用继电保护测试仪产生模拟故障电流，利用制作的硬件控制电路进行测试，并将检测到的故障电流波形数据传到上位机中进行显示。利用MATLAB对实验结果进行分析，结果显示制作的控制电路可以准确的判断故障电流的过零点，上位机也能够准确还原故障电流波形。关键词：相控开断；FPGA；改进的最小二乘法；故障电流；目标过零点短路故障相控开断及其监测的设计与实现TheDesignofControlledFaultInterruptionandtheAccomplishmemofMonitoringAbstractWithincreasingloadandvolta

5、geoftheelectricalpowersystem，damageofshort-circuitfaultbecomeslarger．ControlledFaultInterruption(CFI)USeSthemethodofpredictingzeropointofthefaultcurrenttoreducethearcenergyproducingwhenthecircuitbreakerisopeningandthustheinfluenceofshort-circuitfaultisdecreased．Inordertopredictthezeropointofthe

6、faultcurrentquickly，theparametersofthefaultcurrentmustberestoredpreciselyduringultrashorttime．ThisthesisemploysmodifiedLeastSquaresmethodandmodelsthenonlinearfaultcurrentbytaylorexpansion．Thereisanerrorbecauseonlythefirsttwotermsifthetaylorexpansionaretookintoconsideration．Thustimeconstantcompe

7、nsationmethodiSappliedtocorrectthiserror．TheinfluenceofvariableparameterstowardspredictingerroristestedusingMATLAB．Atlast，thethresholdtojudgewhetherthefaulthappensiSobtainedbythemethodofFdetection．MATLABiSusedtosimulatethefaultjud