基于DSP的继电保护测试仪的算法研究

发布日期：2021-04-19　点击：3132次

摘要： 随着我国电力工业的迅速发展，新型继电保护装置，特别是微机保护的推广应用，对相应的测试技术有了更新、更高的要求。涉及计算机自动测试等先进技术的微机型继电保护测试装置已成为继电保护测试领域必不可少的专用设备。以往的微机型继电保护测试仪基本上是全套进口或者是利用电磁暂态软件包EMTP作为故障波形仿真的核心，这对整套仪器硬件的模块化、一体化、小型化造成了障碍。基于DSP的继电保护测试仪就是充分利用了崭新的硬件技术，集成化、模块化、一体化设计，为继电保护工程实用小型测试仪器的发展拓展了很大的空间。

基于DSP的继电保护测试仪的基本核心是电力系统故障仿真软件，只有正确高效的仿真核心才能极大发挥硬件的效能。本文分析和研究了国内外在电力系统暂态仿真领域的研究成果，建立了适用于以DSP为核心硬件结构的继电保护测试仪的电力系统机网暂态仿真模型和算法。

本文在充分考虑到短路电流的周期分量、非周期分量及带有变压器、线路和无穷大电源的情况下，给出了端口方程方法的机网暂态仿真研究数学模型和求解方法，结合电阻型故障模型，使故障仿真具有很强的灵活性。在上述理论的基础上，用标准C语言编写了电力系统故障暂态数字仿真程序，对电力系统可能出现的各种故障情况下的暂态过程进行了仿真计算，并和Matlab/Simulink仿真结果进行了对比，初步证明了数学模型和计算方法的正确性、合理性。而且，程序设计结构紧凑、小巧，可以作为基于DSP的继电保护测试仪的核心软件来模拟系统故障，并将结果变成波形输出，对继电保护装置进行测试。论文还详细介绍了继电保护测试仪下位机（DSP）的软件设计流程，以及上位机（PC）的各种试验的操作界面。

基于DSP的继电保护测试仪的成品适应我国电力系统发展，具有体积小、重量轻、精度高、运行可靠、接线简单直观不易出错等优点，可以在我国电力系统中推广应用，也可在设有电气工程专业的高校推广应用。