1. 研究目的与意义
母线保护是继电保护中重要的组成部分，其动作正确性对电力系统的安全稳定运行影响巨大。本课题研究母线常见故障及特征量，研究母线保护的原理、构成和运行特点，研究继电保护装置图形化仿真的发展情况，确定软件工具及具体实现手段。利用软件开发工具，以BP－2等常用母线成套保护为例进行辅助教学软件的设计。 目前国内普遍用的微机式母线保护装置主要有南瑞继保RCS．915AB型母线保护装置15J，深圳南瑞的BP．2B型母线保护装置，北京四方CSC．150型母线保护装置：这几种保护装置普遍采用了比率制动式的差动保护原理，但具体判据有各自不同，各有各的优缺点，尤其是深圳南瑞的BP．2B型母线保护装置采用了故障分量原理，使母线差动保护在抗过渡电阻能力方面大大加强；但在灵敏度和可靠性方面还存在很大的矛盾，另外几种保护装置在运行过程中对一次的倒闸操作的自动跟踪识别能力不行，当母线运行方式改变时需要人为的去改变保护装置对应的运行方式，而不能自动的去识别，不利于运行人员。事实说明，母线发生故障绝大部分是由于运行人员的误操作造成的，因此使运行人员操作的减少，就能降低故障发生的概率。
2. 课题关键问题和重难点
本课题关键问题：需要严格按照电力公司的技术要求，并且结合现场实际运行需求进行。保护装置的面向对象是110kV及以上电压等级的母线。依照开发产品的一般结构，完成保护装置的装置总启动及状态检测模块、母线差动保护模块、母联保护模块、断路器失灵保护模块的原理研究及软件功能的设计，主要是对母线差动主保护进行深入研究。 本课题难点：（1)按照开发装置的要求，对母线保护装置各模块原理做详细的整体设计方案（2)定性及定量仿真分析了国内外现有母线差动保护原理判据的优缺点。（3)如何实现了母联保护以及断路器失灵保护。（4)设计母线保护装置的软件方案，如何对具体的保护流程设计及实现。（5)对各保护模块进行了静模实验，对实验结果进行分析。
3. 国内外研究现状（文献综述）
母线保护装置是电力系统中的重要设备。针对我国电力系统中应用的各种类型的母线保护的技术特点进行了分析,详细介绍了新型RCS915系列微机母线保护装置的工作原理与特点。该装置与常规母线保护相比具有简化回路、增加系统自检、互检,保护判据及TA饱和检测判据较先进,具有较高的灵活性及扩展性的优点。提出在母线保护选型时,应结合电网具体情况,以提高母线保护的可靠性。 在总结以前系列母线保护多年运行维护经验的基础上,PCS-915系列母线保护装置采用了新的原理及技术。采用基于工频变化量差动的自适应加权式抗电流互感器饱和判据及谐波制动判据,具有很强的抗电流互感器饱和能力及稳定可靠的动作特性。基于新一代控制保护硬件平台UAPC实现,软硬件设计模块化,便于升级维护;采用了新型面向间隔对象的母线保护设计方法,母线保护的差动构成灵活、可靠,可以灵活适应各种主接线系统的需求。分布式母线保护采用基于链路层数据时标锁定的同步方案,同步算法占用计算资源少,无需外接同步源,同步方案稳定、可靠且同步精度高。 结合广石化热电站110kV配电装置母线保护的更新改造,分析了母线保护装置的技术性能,介绍了BP-2B微机母线保护装置的技术特点与应用情况,指出BP-2B微机型母线保护装置能满足电力系统安全可靠运行的要求。 母线保护装置的可靠性关系到电网系统的安全、稳定运行,但微机型母线保护装置在软硬件设计制造上存在一定缺陷,本文分析了母联开关位置对微机型母线保护装置灵敏度的影响,隔离刀闸辅助触点位置对母差保护的重要性,基准变比对CT断线的影响,母联兼侧路CT极性转换,以及双母双分段母线系统的特殊操作性,并由此提出了解决问题的措施。在发电厂和变电所中，母线是电力系统中集中与分配的重要环节，母 线上连接的用电设备较多，一般是多条进线、出线交汇于此，它的安全运行对不间断供电具有极为重要的意义。母线发生故障时处理不得当，将使连接在故障母线上 的所有元件在切除故障期间处于停电状态。同时，延时切除将造成母线结构和设备严重损坏，检修设备和停电倒母线造成的损失非常大，有可能引起系统稳定的破 坏。所以对母线保护的要求应突出安全性和快速性，在母线故障设置相应的保护装置。利用故障分量继电保护检测原理，序分量的计算和获取方法，新型继电保护和故障测距方面原理等内容进行了较深入的讨论。主要内容：电力系统继电保护的作用、线路电流电压保护、线路的距离保护、线路的差动保护、电力变压器保护、电动机保护、母线保护、发电机保护等。 中低压母线保护一直以来没有得到应有的重视,因动作时间较长,造 成配电设备损坏、供电可靠性下降的事故屡有发生.其主要原因是没有一种原理可靠动作逻辑简单且投资较小的保护.为给现场提供较好的保护方案,对电流闭锁式 母线快速保护系统的结构和动作特性进行了深入剖析,提出了部分改进措施,并基于Hypersim仿真软件对该保护的有关设备特性进行了全面数字动模仿真试 验,验证了该保护系统的逻辑简单以及可靠性和灵敏性等特点.
参考文献：[1] 贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].中国电力出版社, 2006年 [2] 郑贵林,王丽娟.现代继电保护概论[M].武汉大学出版社,2003年 [3] 许建安.电力系统继电保护[M].中国水利水电出版社, 2004年[4] 深圳南瑞继电保护公司. BP-2B微机母线保护装置技术说明书[M] .国家电力公司电力自动化研究院, 2005年.[5] 罗士萍. 微机保护实现原理及装置[M]. 中国电力出版社, 2007年[6] 冯小玲,郭袅,谭建成.继电保护仿真系统的现状及其应用[J]. 广西电力，2004年[7]吕航 王风光 李力PCS-915母线保护装置 电力系统自动化 2012年16期[8]蔡百川 高适应性的微机母线保护装置的应 上海电力 2006年02期[9]何燕燕 母线保护装置性能及应用 电气技术 2007年S1期[10]吴怀诚 王薇 微机型母线保护存在的若干问题及解决方案 电力系统保护与控制 2008年20期
4. 研究方案
1、研究母线保护装置的原理、实现技术、配置及发展情况。 2、研究母线的各种故障类型及特征。 3、研究保护装置软件仿真的发展情况，确定软件工具及具体实现手段。 4、利用软件开发工具，对现场常用的母线保护装置进行软件仿真。5、设计了母线保护装置的软件方案，并对具体的保护流程设计及实现作了描述。
5. 工作计划
第1周：明确选题，细化工作内容，查阅相关文献资料。 第2周：完成外文翻译，进行文献综述。 第3周：完成开题报告。 第4周：研究母线保护装置的原理、实现技术、配置及发展情况。 第5周：研究母线的各种故障类型及特征。 第6周：研究保护装置软件仿真的发展情况，确定软件工具及具体实现手段。 第7周：熟悉开发工具及编程技巧。 第8周：软件总体设计。 第9周：软件详细设计。 第10周：完成毕业设计论文初稿。 第11周：完成毕业设计论文正式稿。 第12周：准备毕业设计答辩。
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