ARM小电流接地系统单相接地选线装置设计(2)

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4 软件设计 24

4.1 软件开发环境简介 24

4.2 装置内部通信规约设计 24

4.2 中央控制模块软件设计 25

4.4 电流采集模块软件设计 27

4.5 人机交互模块软件设计 32

4.6 本章小结 34

5 结论 35

参考文献 36

致谢 38

III

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

在我国配电网中,110kV 及以上的电力系统,其中性点接地方式为有效接地,66kV 和 35kV 电力系统中绝大多数的接地方式为中性点经消弧线圈接地方式

[1]。虽然小电流接地方式的供电可靠性高,但是由于配电网的结构非常复杂,覆盖论文网

面广,系统运行方式多变,故障保护选线问题仍是急需解决的难题。小电流接地系统发生单相接地故障的几率很高。若不及时排除故障继续运行,

发生间歇性弧光接地故障时,会引起相与地之间的谐振过电压,极易使非接地相绝缘击穿而形成相间短路,最严重后果是破坏系统稳定性,造成大面积停电[2]。所以说,小电流接地系统发生单相接地故障的时候,必须尽快判断出哪条是故障线路并且切除,保证电网的正常运行。

中性点非直接接地系统单相接地时,流过故障线路的电流比较小,特别是经消弧线圈接地时,难以判断出故障线路[3]。

目前,小电流接地选线装置选线准确率不太令人满意,主要是因为[4]： (1)采样时,故障电容电流叠加到正常负荷电流上,检测出来的故障电流误差

值较大。

(2)接地点存在着接地电阻,它具有不稳定、非线性的特点。当接地电阻比较大时,故障信号会变小。

(3)暂态量的测量精度偏低。

所以,为了未来国家电网的发展,我们需要开发出新的,能够满足电网需要的选线装置。

1.2 国内外研究现状

因为配电网中性点接地方式有差异,因此,不同国家的小电流接地选线是不一样的。在美国,单相接地保护很少应用在小电流接地系统中,他们通过增加对电网的资金投入来保证供电可靠性。近几年,美国开始关注小电流接地系统保护方面研究。日本配电网单相接地主要采用零序电流无功功率方向进行故障选线[5]。法国以前的电网是以大电流接地方式为主,接地故障保护采用零序过电流保护, 现在,法国电力公司开始改造中压配电网中性点的接地方式,用小电流接地方式

代替大电流接地方式[7]。以前,我国城市电网采用中性点不接地系统,现在电网是越来越复杂,线路越

来越多,相应的电容电流的增加,大部分地区变成了中性点经消弧线圈接地方式[8]。

我国选线保护研究始于 1958 年,开始研究选线算法,并开始着手设计选线装置[9]。在上世纪 70 年代中国推出北京自动化设备厂的 XJD 系列,许继电气股份有限公司的 ZD 系列产品,90 年代以单片机为硬件平台的小电流选线装置得到了快速发展。在 20 世纪末到 21 世纪初,开始出现以硬件架构为基础的工控机选线装置,2005 年后,由于电子技术的进步,大量采用微处理器作为控制核心生产线的选择装置,DSP 能够处理复杂算法,从而提高故障选线装置的可靠性,提高故障选线装置的灵敏度[10]。但随着电网规模的不断扩大,线路复杂程度不断上升,人们对电网可靠性的要求也越来越高,很多在以前能够很好的解决小电流接地选线问题的装置目前已经不再适用[11]。因此,进一步研制出选线快速、准确的装置,具有重要意义。文献综述