纵联差动保护仿真文献综述.doc

燕 山 大 学本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称： 基于LabVIEW的输电线路纵联差动保护的研究 学院（系）： 里仁学院 年级专业： 09级电力2班 学生姓名： 蔡景怡 指导教师： 贾清泉 完成日期： 2013年3月27日 一、课题国内外现状基于LabVIEW的输电线路的纵联差动保护，首先应该从纵联差动保护说起。电流纵联差动保护凭借其优越性在电力系统中得到广泛应用，因此我的毕业设计也将以电流纵联差动保护为研究对象。追溯电流纵联差动保护的历史，用金属导引线作为通信通道的导引线纵联差动保护，是最早的输电线路电流纵联差动保护。输电线路的纵联保护根据所应用的通道分为导引线保护、载波保护、微波保护和光纤通道保护。按照输电线路两端所用的保护原理分类，又可分为纵联差动保护、方向比较式纵联保护和距离纵联保护。不同分类方法的各种保护任意组合，构成多种多样的保护方式，导引线纵联差动保护就是如此组合得来。在光纤通道普及后，导引线正在被光纤所取代，但是其基本原理仍以纵联差动保护的原理为基础。电流纵联差动保护是反应从被保护元件各对外端口流入该元件的电流之和的一种保护，它的选择性不是靠延时、方向、定值来保证，而是根据克希霍夫的电流定律，即流向一个节点的电流之和等于零来保证，因此它是至今最理想的保护原理，被誉为有绝对选择性的快速保护原理。它已被广泛的用于电力系统发电机、变压器、母线等重要电气设备的保护。凡是有条件应用这种保护原理的场合都使用了这种原理，短距离输电线路也不例外。目前，随着通讯技术的高速发展，光纤电流差动保护越来越多的运用到长距离高电压输电线路之中。在国外，数字式电流差动保护的应用较多，尤其是在日本和英国，数字式电流差动保护是输电线路主保护中应用最多的保护，而在其它国家也有应用。应用LabVIEW，实现纵联差动保护的仿真，对于虚拟仪器的了解也是非常有必要的。虚拟仪器概念提出至今,有关虚拟仪器技术的研究方兴未艾。研究人员在虚拟仪器硬件接口、虚拟仪器软件及其设计方法等方面做了许多有意义的研究工作,并已开发了许多实用的虚拟仪器系统。 各种虚拟仪器开发平台为虚拟仪器的推广应用奠定了基础。美国NI公司在虚拟仪器概念出现以后,推出了图形化虚拟仪器专用开发平台LabVIEW。这种平台采用独特的图形化编程方式,编程过程简单方便,是目前最受欢迎的虚拟仪器主流开发平台。二、研究主要成果差动保护的原理以克希霍夫电流定律为基础，如果不考虑输电线路分布电容、分布电导和并联电抗器等，则电流纵联差动保护原理对任何故障都适用。但是在真正使用时，仍然存在很多问题，针对这些问题，科学家们有了一步又一步的研究成果。1、对电流的幅值和相位分别传送的高频幅、相差动保护原理的研究，提出用抗扰度最大的频率调制。2、只传送和比较输电线路两端电流相位的电流相位比较式纵联保护。3、利用微波或光纤通道同时传送四个电流瞬时采样值数字量的数字微波或数字光纤电流纵联差动保护原理。4、输电线路微机自适应分相电流纵联差动保护。5、不受电容电流影响的基于贝瑞隆模型的分相电流差动保护。对于现在很多课题而言，仿真实验是课题中最重要的环节。如今虚拟实验室代替了真实的实验室，已成功地应用于许多大型实验室的实验研究和高等学校的实验教学。它不受时间和空间的约束，弥补了传统仪器落后于科学理论的弊端，节约投资，满足了学校教学和科研的基本要求。三、发展趋势国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，电流差动保护作为一种简单可靠广泛使用的继电保护原理，自然也是向着这些方面发展。随着电力系统的发展，远距离输电、超高压输电这样的输电线路越来越多，电力系统通讯技术的迅猛发展，电流差动保护很显然将会得到更加广泛的应用，尤其是在高压和超高压输电线路上。在人工智能研究的影响下,人们开始关注如何提高虚拟仪器的智能化水平。重庆大学秦树人等提出的智能化控件的思想,通过具有一定智能的多功能控件提高虚拟仪器灵活性。四、存在问题1、电流差动保护 （1）我们只能通过降低保护的灵敏度或者通过适当的补偿，来弥补电容电流在超高压长线路或者电缆线路上造成的输电线路两端电流大小和相位发生严重畸变的情况。我们需要提出在不降低保护灵敏度的情况下，实现差动保护的新方法。（2）虽然纵联差动保护是高压输电线路的主要快速保护原理，但是它必须与通讯通道配合工作，因而受通信通道可靠性的影响，纵联保护的正确率总是低于其他保护。我们需要进行无通道保护方向的研究。2、虚拟仪器智能化软件开发平台是虚拟仪器一个重要的发展方向。尽管目前虚拟仪器的研究已取得许多重大进展,但现在的虚拟仪器体系仍存在以下问题:(1)仪器开发严重依赖经验。 (2)仪器设计的效率低。 (3)仪器的可扩展性和可重构性差。因此,采用人工智能技术提高虚拟仪器软件系统的可重构能力,降低虚拟仪器的设计难度,真正实现用户自己定义仪器的目标,是虚拟仪器研究中亟待解决的一项重要工作。五、主要参考文献1 李晓明. 现代高压电网继电保护原理. 北京: 中国电力出版社, 2007: 1-2 2 陈国清. 浅析电流互感器饱和对继电保护的影响及对策. 自动化技术与应用, 2007, 26(10): 115-1163 贺家李, 宋从矩. 电力系统继电保护原理(第三版). 北京: 中国电力出版社, 1994: 7-8 4 周培华. 浅谈电力系统中继电保护的发展趋势. 科技咨询导报, 2007, 16(2): 57-58 5 于艳莉. 超高压线路电流差动保护原理的研究. 华北电力大学硕士论文. 2004, 36-446 张艳霞, 姜惠兰. 电力系统保护与控制. 北京: 清华大学出版社, 2005: 124 7 李瑞生. 光纤电流差动保护与通道测试技术. 北京: 中国电力出版社, 2005: 2 8 董新洲, 苏斌, 薄志谦等. 特高压输电线路继电保护特殊问题的研究. 电力系统自动化, 2004, 22(28): 19-22 9 苏斌, 董新洲, 孙元章. 适用于特高压线路的差动保护分布电容电流补偿算法. 电力系统自动化, 2005, 29(8): 36-40 10 罗晓宇, 王秀梅. 数字式纵联电流差动保护算法同步策略探讨. 电力自动化设备, 2006, 7(26): 90-94 11 吴心弘. 线路纵联差动保护研究. 浙江大学硕士论文. 2006:10-1512 陈建玉, 孟宪民, 张振旗等. 电流互感器饱和对继电保护影响的分析及对策. 电力系统自动化, 2000, 24(6): 54-5613 K Mok Aloysius, Stuart Douglas. RTL Semantics for LabVIEW. IEEE Aerospace Applications Conference Proceedings, 2001: 61-71 14 Swain Nikunjak, James. Remote Data Acquisition Control and Analysis using LabVIEW Front Panel and Real Time Engine. IEEE Region Jamaica Proceedings Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2003: 1-6 15 Turley Russ, Wright Matthew. Developing Engine Test Software in LabVIEW. IEEE Systems Readiness Technology Conference, 2002: 89-9316 Stegawski M A, SchaumannR. A New Virtual-Instrumentation Based Experimenting Environment for Undergraduate Laboratories with Application in Research an Manufacturing. IEEE Trans IM, 1998, 47(2): 1503-1507 17 C C Ko, B M Chen, S H Chen. A Large Scale Web-based Virtual Oscilloscope Laboratory Experiment, IEEE Engineering Science and Education Journal. 2000, 9(2): 69-76 18 Fortino Giancarl