微机型零序电流保护算法研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平和生活质量都有了很大程度的提高，各行各业都随着时代的发展在发生着翻天覆地的变化，电力系统是为人们生活提供电能的行业，随着用电量的不断增加，电力行业也迎来了新的发展机遇。继电保护是电力系统中比较关键的环节，它是电力系统运行的保护者对电力系统的安全稳定运行起着非常重要的作用随着时代和科学技术的不断发展，电力系统也在不断的发展，而且继电保护技术也在电力系统中得到了广泛的应用。目前，电力系统的继电保护技术已经实现了自动化，提高了继电保护的整体性能，对电力系统的保护作用也得到了提高。在电力系统中，传统电网已经转化成了智能电网，智能电网的快速发展给继电保护带来了新的挑战，所以，继电保护存在的不足之处很快就暴露了出来，继电保护的发展速度与智能电网的发展速度不匹配，而继电保护是智能电网中最关键的一道防线，却不能给电网的完全和稳定运行提供保障。

2. 课题关键问题和重难点

线路零序电流保护是电线路后备保护。对线路零序电流保护进行算法研究和模拟仿真具有实际意义。依据线路零序电流保护装置需要，利用相关软件进行线路零序电流保护算法研究与设计。确保零序电流保护算法实用以及模拟仿真证明算法正确，实现有效测试数据文件输出，绘制特性曲线测试。新进的监控运行人员由于缺乏变电站现场实际运行经验，没有相关的运维知识，不能将告警信号与现场设备准确进行关联。而这一现象容易造成监控员对现场运行人员汇报的一二次操作或检修工作情况缺乏了解，对其造成的影响以及可能引发的异常事故情况也缺乏预判分析。由此可见现场运行经验的缺乏已日益成为限制监控运行人员业务能力提升的瓶颈，同时由于人员承载力较重，监控员日常工作业务繁重，没有充足的时间去变电站现场熟悉设备。

3. 国内外研究现状（文献综述）

继电保护装置是一种自动控制装置，在电力系统中担负着保护电力系统安全可靠运行的重要任务，它随时监控系统的运行状态，并能迅速发现故障，并有选择的通过断路器切除故障局部。此外，当系统出现异常情况时，继电保护装置向值班人员发出信号，值班员与时采取措施，排除故障，使系统恢复正常运行;并且该装置与其他自动装置配合，消除瞬时性故障。^[1]微机保护的一个基本问题便是寻找适当的算法,使运算结果的精度能满足工程要求并尽量减少计算所耗的机时.在选择算法时要考虑两个重要问题,即计算速度问题和计算精度问题^[2]

如果某一支路发生了人身触电或单相接地故障,三相电网对地的电压之和不再为零,因而在故障点出现了零序电压,在零序电压的作用下,各个分支线路中都产生零序电流。在忽略电网对地绝缘电阻的条件下,流过故障支路零序互感器的零序电流滞后零序电压90;而流过非故障支路零序互感器的零序电流超前零序电压90,两者相位相差180,相位相反。^[3]利用故障支路和非故障支路零序电流方向的不同可以做到有选择性的漏电保护。现场运用时,必须针对微机变压器微机零序电流保护的特性,制定正确的、切实可行的方向保护原理接线、保护配置及方向元件带负荷测试方法。

葛静提出常规的微机型变压器零序电流保护装置设三段零序电流保护,每段均为两个时限,各段电流及时间定值均可独立整定,分别设有整定控制字控制各段保护、各个时限功能的投退。^[4]i、Ⅱ段可带方向闭锁.由控制字选择,Ⅲ段不带方向。

4. 研究方案

作为电力系统中重要的组成部分，继电保护的发展是最有效提升电网运行稳定性的手段，只有加大对继电保护的重视程度，加快对其的发展，才能有效的提升电网的供电质量，减少事故的发生，给人们的用电提供有效的保障。

故障支路零序电流大于非故障支路零序电流的特点,区分出故障和非故障线路,从而构成有选择性的保护。这种原理在电网的电容电流较小,又存在长线路的情况下较难满足选择性的要求。同时,当接地点存在电阻时,易发生拒动现象。

零序功率方向保护原理是利用故障线路零序电流滞后零序电压90,非故障线路零序电流超前零序电压90的特点来实现的。目前采用这一原理实现的装置在实际电网中应用较多,但对中性点经消弧线圈接地的系统此原理无效。

5. 工作计划

学习保护装置说明书，学习相关软件（matlab、Keil MDK等），分析线路零序电流保护装置要求，进行线路零序电流保护算法研究， 线路零序电流保护算法设计，进行编程调试，模拟仿真分析。第一周，查阅文献，熟悉课题研究背景，明确任务。第二周，新知识学习，完成开题报告。第三周，开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至“毕业设 计管理系统”。 完成开题报告审核。第四周，分析微机保护算法要求。第五周，微机保护算法设计。第六周，微机保护算法软件框图设计。“中期检查报告”的填写，指导老师完成中期任务的审核。中期检查，在“毕业设计管理系统”上完成。第七周，MATLAB程序分析。第八周，编程，调试。第九周，测试算法效果。第十周，完成“毕业设计报告（论文）”的撰写