微机型偏移方向继电器算法研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着我国电力工业的飞速发展，对电力供应的安全性和可靠性的要求也越来越高，而继电保护则是实现电力供应安全可靠的不可缺少的措施之一。在继电保护中，应用得最为广泛的保护方式是距离保护，它是一种在电网中能够快速切断故障的保护，相比较于其他的保护方式，其受电力系统的结构和运行方式的影响低，灵敏度高，所以在结构复杂的高压电网中被广泛使用。距离保护系统的核心组成元件是阻抗继电器，其主要作用是测量短路点到保护安装处的距离。随着计算机通讯技术和集成电路设计的飞速发展，微机保护的技术不断得到完善，阻抗继电器在经历了电磁型、电子型的发展阶段后，向微机型发展已成为普遍趋势。

由偏移方向继电器构成的距离保护是电力系统常用的保护。对偏移方向继电器进行算法研究和模拟仿真具有实际意义。本课题依据相间距离保护装置需要，利用相关软件进行微机型偏移方向继电器算法研究与设计。

2. 课题关键问题和重难点

影响偏移方向继电器可靠性和电寿命的一个重要因素是其静、动态特性的优劣,而整机动态特性由电磁和机械系统的结构和参数决定。因此,为了满足电磁继电器大功率、小型化、高可靠和长寿命的发展需求,必须有先进的电磁和机械系统的设计与优化技术作为保障。

关键问题：

（1）偏移方向继电器算法实用；

3. 国内外研究现状（文献综述）

(一）国内研究情况

自二十世纪70年代的初期开始，由于计算机技术上出现巨大变革，使其成本大幅度下降、系统稳定性大大提高，加速了人们对计算机技术的研究，与之相关的领域也随之百花齐放。70年代中后期，随着国外样机在电力系统中试运行，微机保护技术逐渐成熟并开始进入工程领域。我国的的微机继电保护的研究从70年代后期开始，到现在我国电力系统继电保护装置已经发展到功能齐全，工作可靠，性能良好，种类繁多的景象。随着人们对微机保护知识的不断深入研究，在保护算法等领域也取得了很多新的理论成果。一些人工智能技术也逐渐引入到继电保护中来。在发达国家，微机保护已占现有保护的70%以上。实践证明，微机保护无论从动作速度、还是动作性能及可靠性方面都将超越传统保护。

当前，阻抗继电器有以下几种常见的分类方法:根据阻抗继电器的比较原理，阻抗继电器可以分为幅值比较式和相位比较式^[1]。根据阻抗继电器的输入量不同，阻抗继电器可以分为单相式（第1型）和多相补偿式（第Ⅱ型）两种。根据阻抗继电器的动作边界（动作特性）的形状不同，阻抗继电器可以分为圆特性阻抗继电器和多边形特性阻抗继电器（包括直线特性阻抗继电器）两种。

4. 研究方案

所研究的微机型阻抗继电器装置由数据信息采集模块、电压、电流显示模块、相电流差突变量启动元件模块、傅氏算法模块、故障分量选相模块、阻抗计算模块、显示模块等构成。

当前，阻抗继电器有以下几种常见的分类方法:根据阻抗继电器的比较原理，阻抗继电器可以分为幅值比较式和相位比较式。根据阻抗继电器的输入量不同，阻抗继电器可以分为单相式（第1型）和多相补偿式（第Ⅱ型）两种。根据阻抗继电器的动作边界（动作特性）的形状不同，阻抗继电器可以分为圆特性阻抗继电器和多边形特性阻抗继电器（包括直线特性阻抗继电器）两种。对于110kV及以上电压等级的复杂网，线路保护采用性能更加完善的距离保护装置，而距离保护能否正确动作，取决于保护能否正确地测量从短路点到保护安装处的阻抗，并使该阻抗与整定阻抗比较，这个任务由阻抗继电器来完成。因此，距离保护构成与阻抗继电器动作特性被列为必修项目。单相式阻抗继电器，是指仅输入一个电压Uk(相电压或相间电压〉、一个电流Ik（相电流或相电流差）的阻抗继电器，而多相补偿式阻抗继电器是指输入不止一个电压或一个电流的阻抗继电器。

首先，在启动数据信息采集模块，从采集的数据信息中分离出三相的电压和电流其次，对三相电压、电流进行计算和显示。在电压、电流同步显示模块中显示三相电压、电流波形，相电流差突变量启动元件利用三相电流值判断是否发生故障，若发生故障，则傅氏算法模块对三相电压、电流进行计算得到它们的向量值;利用三相电流向量值进行选相，选相结果输入到阻抗计算模块;阻抗计算模块根据不同的选相结果采用不同的阻抗继电器接线方式计算阻抗;最后在显示模块输出计算结果。

5. 工作计划

具体工作计划如下：

第1周：查阅文献，熟悉课题研究背景，明确任务。

第2周：新知识学习，完成开题报告。