数字化变电站继电保护系统可靠性设计技术研究

论文摘要

数字化变电站是如今电力系统一个前沿的课题,代表了电力系统变电站未来的发展方向。保证用户电能质量的关键是保证供电的稳定可靠。数字化变电站采用了不同于模拟技术的全新数字化技术及设备和校验方法,但如何保证数字化变电站继电保护系统的可靠性仍然是一个关键问题,本论文将针对数字化继电保护系统,以数字化变电站技术在世博站的应用为背景,重点就继电保护系统关键设备--电子式互感器、合并单元、交换机、继电器、光纤通信网络的可靠性设计技术展开研究。1).通过比较常规变电站和数字化变电站,分析了数字化变电站相对于常规变电站的优势。2).通过比较电子式互感器与常规互感器的优缺点,从原理上对其误差和可靠性进行了分析.3).研究了电子式互感器的误差试验,给出了其实验要求。4).经过研究,排除了离散噪音对互感器准确度的影响,验证了电子式互感器的可靠性。5).结合应用实例,研究分析了光纤通信网络对继电保护系统的可靠性作用,从采样回路到直流控制回路均大大提高了整个系统的可靠性。6).研究了数字化设备的校验技术。考虑到常规基于模拟技术的继保系统的校验方法难以应用于数字化设备,为了确保数字化设备的可靠性,提出了全新的校验技术。7).对数字化变电站继电保护系统进行故障树建模,采用模糊有色Petri网的模糊推理计算法对各个故障树组成部分进行置信度计算,发现其中的关键因素和部件,对系统进行了故障分析。世博站投运两年来,继电保护系统均运行良好,保护动作正确率为100%,且未发生保护误动作事故,经过实际运行可见,数字化变电站的继电保护系统是可靠的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字化变电站结构与组成
• 1.2 数字化变电站与常规变电站的比较
• 1.3 数字化变电站继电保护系统设备介绍
• 1.3.1 电子式互感器
• 1.3.2 电子式互感器与常规互感器的优缺点比较
• 1.3.3 合并单元
• 1.3.4 合并单元信号同步原理
• 1.4 数字化变电站国内外技术发展现状
• 1.5 数字化变电站可靠性因素分析
• 1.6 论文研究工作及章节安排
• 第二章 电子式互感器误差试验与可靠性分析
• 2.1 电子式互感器误差的定义
• 2.2 电子式互感器与常规互感器的误差分析
• 2.2.1 电流互感器误差分析
• 2.2.3 电压互感器误差分析
• 2.3 电子式互感器误差试验项目及标准
• 2.3.1 电子式互感器与传统互感器误差试验的区别
• 2.3.2 电子式互感器误差试验要求
• 2.3.3 电子式电流互感器的复合误差试验
• 2.4 散粒噪声对继电保护和电能计量的影响
• 2.4.1 全光纤电流互感器的基本原理
• 2.4.2 全光纤电流互感器散粒噪声特性
• 2.4.3 散粒噪声对保护与电能计量的影响
• 2.4.4 散粒噪声对互感器校验的影响
• 2.5 电子式互感器继电保护系统可靠性分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 数字化变电站光纤通信网络的可靠性技术研究
• 3.1 数字化变电站二次网络的特点
• 3.2 光纤通信网络对可靠性技术的研究
• 3.2.1 光纤通信网络对交流采样回路的影响
• 3.2.2 光纤通信网络对直流保护回路的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 数字化变电站可靠校验方法的研究
• 4.1 电子式互感器校验方法研究
• 4.1.1 电子式互感器极性试验
• 4.2 数字化继电器校验方法研究
• 4.2.1 测试仪选择要求
• 4.2.2 光数字继电保护测试仪
• 4.2.3 校验方法的比较与研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于故障树的数字化变电站继电保护系统故障分析
• 5.1 数字化变电站继电保护系统故障树模型建立
• 5.2 数字化变电站继电保护系统FCPN 模型建立
• 5.3 数字化变电站继电保护系统FCPN 模型推理算法
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读工程硕士学位期间已发表或录用的论文