基于微机实时仿真的继电保护闭环试验技术研究

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1、摘要目前，基于微机的实时闭环试验装置以其成本低、升级容易、发展潜力大等特点引起了广泛关注。本文主要研究和开发基于微机实时仿真的继电保护闭环试验装置。1.提出数据缓存方法，扩展了实时数字试验的步长选择范围。应用此方法，使基于微机的实时闭环试验装置可采用较小步长进行继电保护装置的闭环试验。2.采用双处理器体系结构，开发了基于DSP的PCI通讯卡。两个处理器分别负责仿真计算和通信处理，显著提高了闭环试验速度。3.设计开发基于微机的实时数字试验装置，利用本装置在东北电力调度通信中心进行了大量继电保护装置的闭环试验，并与RTDS装置的试验结果进行了对比。4提出并设计开发便携式一体化轻型实

2、时数字试验装置，可带往现场进行试验，扩展了装置使用范围。关键词:保护试验，闭环试验，实时仿真，数字仿真ABSTRACTPCbaseddigitalreal-timesimulatorsareattractingmoreandmoreattentionbecausetheyaredigital,cheap,easytoupgradeandhavetremendouspotential.Therefore,wedevelopedaPCrealtimesimulationbasedclosed-looptestingequipmentforprotectionequipments.l

3、.Thisdissertationproposesthedatapre-storagemethodwhichmakesthetimestepselectionmuchmoreflexible.Withthismethod,smallertimestepscanbeappliedtoaccomplishrealtimetesting.2.TwoprocessorsareusedinthissystemandtheYC;tcommunicationcaraeveloped.Theparallelprocessingofthetwoprocessorsprovestheperform

4、anceofboththecalculationandthecommunication.3.Manyclosed-looptestingsforprotectonequipmentsaredoneinthedispatchcenterofnortheastpowergridwiththeequipmentdevelopedbythisdissertation.Atthesametime,wehavedonecontrastivesimulationexperimentsbetweenthissystemandRTDS.Thisdissertationdeveloperthein

5、tergrativeportabletestingequipment,whichcanbecarriedforfieldtestingandexpendstheusingscopeofthisequ甲ment.SunGang(ElectricalEngineering)Directedbyprof.YangQixunKEYWORDS:relaytest,closed-loopreal-timesimulation,digitalsimulation第一章引言第一章引言1.1概述随着电力系统的迅速发展，新型的继电保护装置尤其是微机保护等得以大面积推广使用，从而对继电保护装置试验技

6、术提出了更高的要求【11。要保证电力系统内的继电保护装置既不拒动也不误动，就需要将其放置于电力系统中进行全面的分析和试验。而继电保护装置动作后，电力系统所受的影响也更加复杂，简单系统中采用的保护和控制手段有可能在复杂系统中引起意想不到的问题，装置整定、测试、校验的难度也随之加大。因此迫切需要功能强大、水平更高的研究和试验手段。与之同时，随着计算机、微电子技术、电力系统仿真技术的飞速发展，继电保护装置试验由常规的稳态试验过渡到实时数字仿真试验。实时数字仿真技术用于装置全面、完整、真正闭环的试验己成为一种趋势。真正的实时闭环试验系统正往功能强大、实时仿真、轻巧便携、专业实用的方向不

7、断发展，己成为保护装置动态试验的强有力工具[12)保护装置试验包括静态模拟试验和动态模拟试验。目前微机型继电保护测试仪得以广泛使用，可静态地输出故障电压和电流信号，完全可以胜任静模试验要求，并可通过简化的数学模型计算得到只考虑基波及较低频率分量的电压电流信号，完成一些简单的动模试验[2-31。但要全面、完整、真实地模拟系统的稳态、暂态和动态过程，并返回装置动作信号形成真正意义的闭环试验，就需要基于系统仿真的实时闭环试验系统。由于在真实电网中不允许进行事故试验，电力系统仿真得以发展，并一直发挥