继电保护装置对整个电力系统的稳定运行以及被保护的电气设备都是极端重要的设施。在组成电力系统的各部分中,输电线路是联结各发电机以输送电力的设备。它们在山区、田野、地下,穿行如织网,与其他电力设备相比,因遭受雷击等而发生故障的几率要高的多,它们的继电保护装置因此也更为重要。传统的线路保护装置硬件资源及功能过于简单,运算速度慢,短引线差动保护影响差动保护的动作特性和安全性,难以满足目前对保护装置的快速性和实时性的高要求。本文针对上述问题,结合实际科研项目,研究与开发了一个基于光纤通信和DSP芯片的输电线路微机保护装置。 本文首先论述了线路微机保护装置的发展情况以及存在的问题,结合目前电力光纤网络的现状,重点对目前国内电流差动保护通信方式的不足进行了分析研究,得出应用光纤通信技术到线路微机保护装置中具有重要意义的结论;其次,对线路保护原理的几个关键问题(包括电流差动保护的判据,三段式电流保护,重合闸原理,低周减载原理)进行了深入研究,为本文线路保护装置的具体设计和实现打下了理论基础;针对光纤差动保护中数据的传输和同步问题,对比探讨了目前各厂家的几种解决方案,在此基础上提出一种新型梯形算法,并对该算法引起的误差进行分析,提出补偿办法;最后,运用上述研究成果,成功的开发了一种基于光纤通信和DSP芯片的输电线路微机保护装置。完成了硬件电路的详细设计,保护及通信模块等软件的开发工作,该装置采用Motorola公司生产的DSP56F807芯片,完成差动主保护和低周减载、三相一次重合闸等功能,保护装置与其上级监控系统间通信采用LONWORKS总线,以利于系统数据传输的高可靠性、安全性和互操作性。 对本文研发的线路保护装置进行的动态模拟试验结果表明,该装置具有可靠性高、动作正确率高、测量精度高以及抗干扰能力强等特点,证明了本文所研发的成果的有效性和实用价值。