可离线监测具有wifi功能的微机继电保护装置研究与设计

摘要

微机继电保护装置是电力系统安全性的保障之一，随着科技发展水平的提升，保护装置向一体化、网络化方向发展，并常常配有对应辅助软件进行后台监控。工作人员在进行现场调试、维护等本地化离线监测操作时，需要通过电缆线将计算机与保护装置连接后进行控制，电脑体积大、便携性差，连接时需要触碰开关柜，这不仅对工作人员的日常维护带来不便，还具有一定危险性。 针对以上问题本文设计了一种具有无线通信功能的微机继电保护装置，并开发相关手持移动端的辅助应用软件用于离线监测，使得工作人员可以在不接触开关柜的前提下对保护装置进行本地化操作。 本课题以110KV高压侧后备保护为基础进行深入研究并设计保护装置及相关辅助软件，论文主要的研究工作有： 第一，深入了解保护装置的基本组成，对保护装置的应用场合以及测试内容进行调研，着重了解110KV下保护装置需要具备的保护功能。结合应用场景对离线监测系统进行需求分析，完成离线监测系统的总体设计方案，提出“保护装置+wifi+Android手机”的监测系统组成，包括装置、辅助软件的方案设计及其间通信方式的确定。 第二，研究保护装置的测量保护算法，对比在实际和应用领域中各个算法的优缺点。综合比较后，选择全波傅里叶算法为基础进行深入研究。分析全波傅里叶算法无法滤除衰减直流分量的原因，提出改进方法并对其MATLAB仿真进行验证。衡量精度与速度的取舍，给出实际应用时的实现方法并进行真机调试。 第三，研究无线局域网协议标准及其组成单元。将装置作为接入点，选择esp8266模块实现装置的无线网络数据收发，手机作为工作站通过调用开发软件的API函数来实现数据的传输。 最后，经过对相关原理的学习和研究，对保护装置按功能进行模块化硬件设计和结构化软件设计，对手机客户端进行分层设计，并对离线监测方案中提出的定值管理、状态量监测、波形查看等监控功能进行测试。 测试结果表明，本文设计的微机继电保护装置可以用手机辅助监测软件通过无线通信方式来完成离线监测，达到预期目的。为工作人员在本地监测时提供一种安全、便携的操作方式，为今后进一步实现无线化监测打下基础。

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