1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)微機繼電保護課程設(shè)計（論文）題目：35kV輸電線路電流電壓保護設(shè)計（2）院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （簽字）起止時間： 課程設(shè)計（論文）報告的內(nèi)容及其文本格式1、課程設(shè)計（論文）報告要求用A4紙排版，單面打印，并裝訂成冊，內(nèi)容包括：封面（包括題目、院系、專業(yè)班級、學(xué)生學(xué)號、學(xué)生姓名、指導(dǎo)教師姓名、起止時間等）設(shè)計(論文)任務(wù)及評語中文摘要 （黑體小二，居中，不少于200字）目錄正文（設(shè)計計算說明書、研究報告、研究論文等）參考文獻2、課程設(shè)計（論文）正文參考字?jǐn)?shù)：2000字周數(shù)。3、封面格式4、設(shè)計（論文）任務(wù)及評語格式5、目錄格

2、式標(biāo)題“目錄”（小二號、黑體、居中）章標(biāo)題（小四號字、黑體、居左）節(jié)標(biāo)題（小四號字、宋體）頁碼（小四號字、宋體、居右）6、正文格式頁邊距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，頁眉1.5cm，頁腳1.75cm，左側(cè)裝訂；字體：一級標(biāo)題，小二號字、黑體、居中；二級，黑體小三、居左；三級標(biāo)題，黑體四號；正文文字，小四號字、宋體；行距：20磅行距；頁碼：底部居中，五號、黑體；7、參考文獻格式標(biāo)題：“參考文獻”，小二，黑體，居中。示例：（五號宋體）期刊類：序號作者1,作者2,作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:頁次.圖書類：序號作者1,作者2,作者n.書名.版本.出版地

3、:出版社，出版年:頁次.課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動化學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)班級課程設(shè)計（論文）題目35kV輸電線路電流電壓保護設(shè)計（2）課程設(shè)計（論文）任務(wù)BAG1123L3L2L1EDCG2G3987654系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)接線圖如圖：課程設(shè)計的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)參見下表設(shè)計技術(shù)參數(shù)工作量L1=L2=60km,L3=40km,LB-C=30km,LC-D=30km,LD-E=20km,線路阻抗0.4/km,最大負(fù)荷電流IB-C.Lmax=110A,IC-D.Lmax=70A, ID-E.Lmax=35A,電動機自啟動系數(shù)Kss=1.5，電流繼電器返回系數(shù)K

4、re=0.85。最大運行方式：三臺發(fā)電機及線路L1、L2、L3同時投入運行；最小運行方式：G2、L2退出運行。一、整定計算1.確定保護3在最大、最小運行方式下的等值電抗。2.進行C母線、D母線、E母線相間短路的最大、最小短路電流的計算。3.整定保護1、2、3的電流速斷保護定值，并計算各自的最小保護范圍。4.整定保護2、3的限時電流速斷保護定值，并校驗靈敏度。5.整定保護1、2、3的過電流保護定值，假定母線E過電流保護動作時限為0.5s，確定保護1、2、3過電流保護的動作時限，校驗保護1作近后備，保護2、3作遠(yuǎn)后備的靈敏度。二、硬件電路設(shè)計包括CPU最小系統(tǒng)、電流電壓數(shù)據(jù)采集、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測、

5、控制輸出、報警顯示等部分。三、軟件設(shè)計說明設(shè)計思想，給出參數(shù)有效值計算及故障判據(jù)方法，繪制流程圖或邏輯圖。四、實驗驗證給出實驗電路及實驗結(jié)果，分析實驗結(jié)果同理論計算結(jié)果的異同及原因。續(xù)表進度計劃第一天：收集資料，確定設(shè)計方案。 第二天：等值電抗和短路電流計算、電流I段整定計算及靈敏度校驗。第三天：電流II段、III段整定計算及靈敏度校驗。 第四天：硬件電路設(shè)計（最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)檢測部分）。第五天：硬件電路設(shè)計（控制輸出、報警顯示部分）。 第六天：軟件設(shè)計（有效值計算、故障判據(jù)）。第七天：軟件設(shè)計（繪制流程圖或邏輯圖）第八天：實驗驗證及分析。 第九天：撰寫說明書。第十天：課設(shè)總結(jié)，迎接答

6、辯。指導(dǎo)教師評語及成績平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算摘 要電能是現(xiàn)代社會中最重要、最方便的能源。在輸送電能的過程中,電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性,因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時,正確地整定計算及保護線路的各種繼電裝置的可靠的、及時的保護動作,從而切斷故障點，極大限度的降低電力系統(tǒng)的停電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護就是為達到這個目的而設(shè)置的。選擇保護方式時，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。力求采用最簡單的保護裝置來滿足系統(tǒng)的要求。只有簡單的保護裝置不能達到目的時，才考慮采用較復(fù)雜的保護

7、裝置。對于35KV的單側(cè)電源供電網(wǎng)常采取三段式電流保護的保護方式。由于WL1段位于單側(cè)電源的最靠近電源側(cè)，所以必須進行I、 II、 III段保護;對WL2段只進行I、III段保護。WL2段由于II段不能保護下一段，只能保護本條線路全長。因此對WL2段進行III段保護作為WL2段主保護拒動的近后備和WL3段的線路保障和斷路器拒動的遠(yuǎn)后備。對WL3段只進行過電流保護作為主保護，而WL2段III段為其遠(yuǎn)后備保護。關(guān)鍵詞：電流；電壓；整定；微機；目 錄第1章 緒論1第2章 輸電線路電流保護整定計算32.1 電流段整定計算32.1.1 動作電流的整定32.1.2 靈敏度校驗42.1.3 動作時間的整定5

8、2.2 電流段整定計算62.3電流段整定計算7第3章 硬件電路設(shè)計103.1 微機保護的硬件組成103.1.1 微機保護的特點103.1.2 微機保護裝置的硬件結(jié)構(gòu)11第4章 軟件設(shè)計12第5章 實驗驗證及分析13第6章 課程設(shè)計總結(jié)15參考文獻16附件17第1章 緒論電力系統(tǒng)在運行中，可能發(fā)生各種故障和異常運行狀態(tài)。故障和異常運行狀態(tài)都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。較其他電氣元件，輸電線路是電力系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的一環(huán)。故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性的切除故障區(qū)段，使非故障區(qū)段正常供電，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。實現(xiàn)這些功能的就要靠繼電保護裝置。隨著微機技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)代社會對

9、供電可靠性的提高，微機保護裝置正日益普遍的用于電力系統(tǒng)中。無論傳統(tǒng)繼電保護還是現(xiàn)代微機保護，其基本任務(wù)都是：當(dāng)電力系統(tǒng)被保護元件發(fā)生故障時，保護裝置應(yīng)能自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運行；當(dāng)電力系統(tǒng)被保護元件出現(xiàn)異常運行狀態(tài)，能根據(jù)運行維護的條件，而動作于發(fā)出信號，減負(fù)荷或跳閘。可見，繼電保護對保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行，阻止故障的擴大和事故的發(fā)生，發(fā)揮著極其重要的作用。因此，合理配置繼電保護裝置，提高整定和校核工作的快速性和準(zhǔn)確性，以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求，理應(yīng)得到我們的重視。對電力系統(tǒng)繼電保護的基本

10、要求：動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。繼電保護動作的選擇性是指保護動作裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。分別是：快速的切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度。因此，在故障發(fā)生時，應(yīng)力求保護裝置能迅速動作切除故障；繼電保護的靈敏性，是指對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或者不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應(yīng)該是在事先規(guī)定的保護范圍內(nèi)部故障時，不論短路點的位置、短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電

11、阻都能敏銳感覺，正確反應(yīng)；保護裝置的可靠性是指在該保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護不該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的。首先是與電力系統(tǒng)對運行可靠性要求的不斷提高密切相關(guān)的。熔斷器就是最初出現(xiàn)的簡單過電流保護。這種保護時至今日仍廣泛應(yīng)用于低壓線路和用電設(shè)備。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，用電設(shè)備的功率發(fā)電機的容量不斷增大，發(fā)電廠變電所和供電電網(wǎng)的結(jié)線不斷復(fù)雜化，單純采用熔斷器保護難以實現(xiàn)選擇性和快速性要求，于是出現(xiàn)了作用于專門的斷流裝置的過電流繼電器，利用繼電器和斷路器的配合來切除故障設(shè)備。19世紀(jì)90

12、年代出現(xiàn)了裝于斷路器上并直接作用于斷路器的一次式電磁式過電流繼電器。20世紀(jì)初繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護。這個時期可認(rèn)定是繼電保護技術(shù)發(fā)展的開端。 20世紀(jì)50年代以前繼電保護裝置都是由電磁型，感應(yīng)性或電動型繼電器組成的，統(tǒng)稱為機電式繼電器。20世紀(jì)50年代，由于半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展，開始出現(xiàn)了晶體管式繼電保護裝置。20世紀(jì)80年代后期，標(biāo)志著靜態(tài)繼電保護從第一代向第二代的過渡。再20世紀(jì)60年代末，就提出用小型計算機實現(xiàn)繼電保護的設(shè)想。70年代后半期，出現(xiàn)了比較完善的微型計算機保護樣機，并投入到電力系統(tǒng)中試運行。80年代微型計算機保護在硬件結(jié)構(gòu)和軟件技術(shù)方面已趨向成熟，并在一些國家推廣

13、應(yīng)用，這就是第三代靜態(tài)繼電保護裝置。微型計算機保護具有巨大的計算分析和邏輯判斷能力，有很強的存儲記憶功能，可實現(xiàn)和完善各種復(fù)雜的保護功能。進入20世紀(jì)90年代以來，在我國已得到廣泛的應(yīng)用，受到電力系統(tǒng)運行人員的歡迎，已成為繼電保護裝置的主要型式。在電力系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)同電力用戶的關(guān)系最密切，最直接、配電系統(tǒng)的安全可靠供電直接關(guān)系各行各業(yè)的生產(chǎn)、千家萬戶的生活、甚至于人們的生命安全。因此在配電系統(tǒng)中對繼電保護有很高的要求。傳統(tǒng)上采用獨立的裝置，有專門人負(fù)責(zé)，希望繼電保護裝置能快速有效地檢出，切除、隔離故障，并能快速恢復(fù)供電。配電系統(tǒng)中的繼電保護裝置與整個電力系統(tǒng)的繼電保護一樣，歷經(jīng)了電磁型、晶體

14、管型、集成電路型、微機型的發(fā)展過程。至今，不同形式的保護還在配電系統(tǒng)中廣泛存在并發(fā)揮作用。對于微機型繼電保護裝置由于其性能的優(yōu)越運行可靠，越來越得到用戶的認(rèn)可而在配電系統(tǒng)中大量使用。同時，由于用戶不斷提高的要求和制造廠家的努力，繼電保護技術(shù)在配網(wǎng)中得到很大的發(fā) 展，并且超越原有的行業(yè)范圍，走向多功能智能化，而傳統(tǒng)意義上的獨立的繼電保護裝置正在消失。 本設(shè)計的總體思路是首先收集資料，確定設(shè)計方案。然后對等值電抗和短路電流計算、電流I段整定計算及靈敏度校驗。電流II段、III段整定計算及靈敏度校驗。接著對硬件電路經(jīng)行設(shè)計其中包括最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)檢測、控制輸出、報警顯示等部分。再對軟件經(jīng)行設(shè)

15、計其中包括對有效值計算、故障判據(jù)及其流程圖的繪制。最后進行實驗驗證及產(chǎn)生實驗現(xiàn)象的分析。第2章 輸電線路電流保護整定計算 電流、電壓保護裝置是反應(yīng)相間短路基本特征（既反映電流突然增大，母線電壓突然降低），并接于全電流、全電壓的相間保護裝置。整套電流、電壓保護裝置一般由瞬時段、定時段組成，構(gòu)成三段式保護階梯特性。三段式電流、電壓保護一般用于110kV及以下電壓等級的單電源出線上，對于雙電源輻射線可以加方向元件組成帶方向的各段保護。三段式保護的、段為主保護，第段為后備保護段。段一般不帶時限，稱瞬時電流速斷，或瞬時電流閉鎖電壓速斷，其動作時間是保護裝置固有的動作時間。段帶較小延時，一般稱為延時電流速

16、斷或延時電流閉鎖電壓速斷。段稱為定時限過電流保護，帶較長時限。對于610KV線路一般采用兩段式保護。兩段式保護的第一段為主保護段，第二段為后備保護段。電流、電壓保護簡單可靠，有一定反映弧光電阻的能力，因此，當(dāng)保護性能滿足要求基本要求時，應(yīng)優(yōu)先采用。2.1 電流段整定計算2.1.1 動作電流的整定電流速斷保護（電流保護I段）：根據(jù)繼電器保護速動性的要求，保護裝置動作切除故障的時間，必須滿足穩(wěn)定和保證重要用戶供電的可靠性，原則上總是越快越好，因此力求裝設(shè)快速動作的繼電保護，電流速斷保護就是這樣的保護不可能保護線路的全長。 對P1進行整定（WL1段）I段整定計算無時限電流速斷保護為了保證其保護的選擇

17、性一般情況下只保護被保護線路的一部分，對于單側(cè)電源供電線路，在每回線路的電源側(cè)均裝設(shè)電流速斷保護，在輸電線路上發(fā)生短路時，流過保護安裝地點的短路電流計算式為如下所示，對于AB段線路=A，其中Ex=。輸電線路的額定線電壓。為保證選擇性，保護裝置的啟動電流應(yīng)按躲開下一條線路出口處（B點短路時，通過保護的最大短路電流（最打運行方式下的三相短路電流）來整定。即從而P2后發(fā)生各種短路時，保護P1不動作，即 起動電流 （取） 對P進行整定（WL2段）：段整定計算啟動電流：通過保護的最大短路電流（最打運行方式下的三相短路電流）來整定 A2.1.2 靈敏度校驗 保護范圍（靈敏度）校驗按規(guī)定，在最小運行方式下，

18、速斷按保護的范圍的相對值時，為合乎要求，即當(dāng)系統(tǒng)為最大運行方式三相短路時保護范圍最大，當(dāng)系統(tǒng)為最小運行方式兩相短路保護范圍最小，因此求保護范圍是考慮最小運行方式：=其中代人上式得保護范圍：=18.1km 則=>15%滿足要求。 動作時限t=0.5； 對P進行整定（WL2段）靈敏度（保護范圍）為保證在最小運行方式下，速斷按保護的范圍的相對值合乎要求，即 保護范圍=19.2043km 其中 動作時限 t=0；2.1.3 動作時間的整定通常過電流保護的時限特性分以下兩種：定時限特性，當(dāng)短路電流大于保護裝置的啟動電流時，保護裝置動作。保護裝置的動作時限是固定的，與短路電流的大小無關(guān)。保護的這種特

19、性稱為定時限特性；反時限特性，當(dāng)短路電流較保護裝置的動作電流大得不多時，保護裝置的動作時限與短路電流的大小成反比。但是在短路電流很大的情況下，保護裝置的動作時限受短路電流大小的影響很小，甚至完全不受短路電流大小的影響。保護裝置的時限大小是從用戶至電源逐級增長的，即；為了保證保護動作的選擇性，每個時限之間應(yīng)有一定的時間間隔，用時限階段表示，即這樣構(gòu)成的時限特性稱為階梯時限特性。按階段時限特性選擇保護動作時限的這種時限選擇原則叫階梯原則。當(dāng)k2點發(fā)生短路時，保護裝置4較其他保護裝置先動作而切除故障線路；保護裝置1、2、3在短路故障切除后立即返回。同理，當(dāng)k1點短路時，保護裝置3動作于跳閘，而保護裝

20、置1、2均不跳閘，只有當(dāng)它們的下一級保護裝置或斷路器拒動時才動作。2.2 電流段整定計算限時電流速斷（電流保護段）：由于無時限電流速斷不能保護線路的全長，因此考慮增加一段新的保護用來切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時也能作為速斷的后備，這就是限時速斷，稱為II段電流保護，由于要求限時電流速斷保護必須保護線路的全長，因此它的保護范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路使，它就會誤動作，為了保證動作的 選擇性，就必須使保護的動作有一定的時限，此時限的大小與其延伸的范圍有關(guān)，為盡量縮小時限，首先規(guī)定其整定計算原則為限時電流的速斷的保護范圍不超過下條線路電流速斷的保護范圍；同

21、時動作時限比下一條電流速斷保護高出一個t的時間段。 II段整定計算：由于無時限電流速斷不能保護線路的全長，因此考慮增加一段新的保護，用來切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時也能作為無時限速斷保護的后備保護，這就是限時電流速斷保護。稱為II段電流保護，由于要求限時電流速斷保護必須保護線路的全長，因此它的保護范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路使，它就會誤動作，為了保證動作的 選擇性，就必須使保護的動作有一定的時限，此時限的大小與其延伸的范圍有關(guān)，為盡量縮小時限，首先規(guī)定其整定計算原則為限時電流的速斷的保護范圍不超過下條線路電流速斷的保護范圍；同時動作時限比下一條電流速

22、斷保護高出一個t的時間段。 流過下一條線路保護安裝地點的短路電流為 = （1）、起動電流動作電流按躲過下一條線路的無時限電流速斷保護的動作電流進行整定，則 而 ； 則 =1.21.1590.855=779.9286A （2）、靈敏度效驗保護安裝的靈敏性，是指在它的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài)時，保護裝置的反應(yīng)能力。其高低用靈敏系數(shù)來衡量。即 不滿足要求，重新選擇與仍不滿足要求，因此需要重新整定。考慮與相鄰線路的II段配合（BC段）=264A，滿足要求。（3）、動作時限為了保證選擇性，限時電流速斷保護應(yīng)比下一條線路無時限電流速斷保護的動作時限高出一個時間階段，即 2.3電流段整定計算3定時

23、限過電流保護（電流保護段）。雖然無時限電流速斷保護可以無時限的切除故障電路，但它不能保護線路的全長，限時電流保護雖然可以較小的切除線路全長上任意一點的故障，但它不能做相鄰線路故障的后備，因此引入定時限過電流保護，又稱三段電流保護，它是指啟動電流按照躲過最大負(fù)荷電流來整定的一種保護裝置。 III段整定計算：定時限過電流保護反應(yīng)電流增大而動作，它要求能保護本條線路的全長和下一條線路的全長。作為本條線路的主保護據(jù)動的近后備，也作為下一條線路保護和斷路器的遠(yuǎn)后備。其保護范圍應(yīng)包括下一條線路或設(shè)備的末端。另外，過電流在最大負(fù)荷時，保護不應(yīng)該動作。 (1)動作電流按躲開被保護線路的最大負(fù)荷電流，且在自啟動

24、電流下繼電器能可靠返回來進行整定A (2)靈敏度校驗要求對本條及下一條線路或設(shè)備相間故障都能有反應(yīng)，其反應(yīng)能力用靈敏系數(shù)衡量。本條線路的近后備的靈敏系數(shù)規(guī)定為近后備 滿足要求。 下一條線路遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)規(guī)定為遠(yuǎn)后備 滿足要求。 (3)整定時間由于電流III段保護的范圍很大，為保證動作的選擇性，其保護動作延時應(yīng)比下一條線路的電流III段的動作時間長一個時限階段，即；下一條線路電流段的動作延時對P進行整定（WL2段）：III段整定計算，因為AB段的III段保護不僅保護其本條線路的全長，而且保護BC段的全長，這與BC段的II段的保護功能相同，從經(jīng)濟性方面考慮，不再對其進行II段保護。直接進行III段

25、保護 (1)啟動電流 (2)靈敏度 作為本條線路的近后備： ，滿足要求 作為下條線路的遠(yuǎn)后備 滿足要求。 對P3進行整定(WL3段)對其進行III段定時限過電流保護。 (1)啟動電流按躲開被保護線路的最大負(fù)荷電流 ，且在自啟動電流下繼電器能可靠返回來進行整定 (2)靈敏度 作為末端只需考慮作為本條線路的近后備即可，而不考慮遠(yuǎn)后備的靈敏度校驗。 不滿足，所以 只要對WL3進行過負(fù)荷保護。 對WL3過負(fù)荷保護 動作電流 式中 可靠系數(shù)，取1.05； 返回系數(shù)，取0.85； 電流互感器的變比； 電纜線路的額定電流。 過負(fù)荷保護一般以長延時動作于信號，左右表2.1 各點短路時電流大小即整定電流的列表：

26、單位（A）WL1WL2WL31029.41590.852201347.2483.42264709.026_779.93_1616.64310.59第3章 硬件電路設(shè)計3.1 微機保護的硬件組成3.1.1 微機保護的特點微機保護充分利用了計算機技術(shù)上的兩個顯著優(yōu)勢：高速的運算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù)，使其在速動性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護，而顯示了強大生命力，與傳統(tǒng)的繼電保護相比，微機保護有許多優(yōu)點，其主要特點如下：1.改善和提高繼電保護的動作特征和性能，正確動作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的

27、特性；其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護；可引進自動控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)，如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運行正確率很高，已在運行實踐中得到證明。2.可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。3.工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；裝置體積小，減少了盤位數(shù)量；功耗低。4.可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。5.使用靈活方便，人機界面越來越友好。

28、其維護調(diào)試也更方便，從而縮短維修時間；同時依據(jù)運行經(jīng)驗，在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。6.可以進行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機保護具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。3.1.2 微機保護裝置的硬件結(jié)構(gòu)微機繼電保護的主要部分是微機，因此，除微機本體外，還必須配自電力系統(tǒng)向計算機輸入有關(guān)信息的輸入接口和計算機向電力系統(tǒng)輸出控制信息的輸出接口。此外計算機還要輸入有關(guān)計算和操作程序，輸出記錄的信息，以供運行人員進行分析事故，即計算機還必須有人機聯(lián)系部分。微機保護裝置硬件系統(tǒng)如圖3-1所示，一般包括以下幾部分。圖3.1 微機保護裝置硬件系統(tǒng)流程圖1. 模擬量輸入系統(tǒng)由

29、于微機系統(tǒng)是一種數(shù)字電路設(shè)備，只能識別數(shù)字量，所以就需要將來自TA,TV的電流，電壓這一類模擬信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的微機系統(tǒng)能接受的數(shù)字信號。2. 微機系統(tǒng)微機系統(tǒng)是微機保護裝置的核心，一般包括：微處理器，只讀存儲器，隨機存取存儲器以及定時器，“看門狗”等。微機系統(tǒng)用來分析計算電力系統(tǒng)的有關(guān)電量和判定系統(tǒng)是否發(fā)生故障，然后決定是否發(fā)生跳閘信號。3. 開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng) 開關(guān)量輸入輸出回路由若干個并行接口適配器、光電隔離器件及有觸點的中間繼電器等組成。4. 人機對話接口回路該回路主要功能用于人機對話，如調(diào)試、定值整定、工作方式設(shè)定、動作行為記錄、與系統(tǒng)通信等。人機對話接口回路主要包括打印、顯示、鍵盤及

30、信號燈、音響或語音告警等。5. 電源微機保護的電源是一套微機保護裝置的重要組成部分。通常采用逆變穩(wěn)壓電源，一般集成電路芯片的工作電壓為5V,而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的芯片通常需要雙極性的±15V或±12V工作電壓，繼電器回路則需要24V電壓。電路原理圖如圖3.2所示圖3.2 硬件電路原理圖第4章 軟件設(shè)計 微機保護系統(tǒng)的軟件分為接口軟件和保護軟件兩大部分。1. 接口軟件接口軟件是指人機接口部分的軟件，其程序可分為監(jiān)控程序和運行程序。調(diào)試方式下的執(zhí)行監(jiān)控程序，運行方式下執(zhí)行運行程序。由接口面板上的工作方式或顯示器上顯示的菜單選擇執(zhí)行哪一部分程序。監(jiān)控程序主要就是鍵盤命令處理程序，是為接

31、口插件及各CPU保護插件進行調(diào)節(jié)和整定而設(shè)置的程序。接口的運行程序由主程序和定時中斷服務(wù)程序構(gòu)成。主程序只要完成巡檢，鍵盤掃描和處理，及故障信息的排列。定時中斷服務(wù)程序包括軟件時鐘程序，以硬件時鐘控制并同步各CPU插件的軟時鐘，檢測各插件啟動元件是否動作的檢測啟動程序。2. 保護軟件的配置各保護軟件的CPU插件的保護軟件配置為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序通常由三個基本模塊：初始化和自檢循環(huán)模塊，保護邏輯判斷模塊和跳閘模塊，故障處理模塊。對于不同原理的保護，一般而言，前后兩個模塊基本相同，而保護邏輯判斷模塊就隨不同的保護裝置而相差甚遠(yuǎn)。中斷服務(wù)程序一般包括定時采樣中斷服務(wù)程序和串行口通信中斷服務(wù)

32、程序。在不同的保護裝置中，采樣算法有些不同或因保護裝置有些特殊要求，使得采樣中斷服務(wù)程序部分也不盡相同。不同保護的通信規(guī)約不同，也造成程序的很大差異。3. 微機保護軟件的三種工作狀態(tài)軟件保護一般都有三種工作狀態(tài)：運行，調(diào)試和不對應(yīng)狀態(tài)。不同狀態(tài)時程序流程也就不相同。有的保護沒有不對應(yīng)狀態(tài)，只有運行狀態(tài)和調(diào)試兩種工作狀態(tài)。設(shè)計中所用程序見附件。第5章 實驗驗證及分析微機保護是用數(shù)學(xué)運算方法實現(xiàn)故障量的分析，測量，和判斷的。而運算的基礎(chǔ)是若干個離散的，量化了的數(shù)字采樣序列。因此，微機保護的一個基本問題是尋找適當(dāng)?shù)碾x散運算方法，使運算結(jié)果的精度能滿足工程要求。微機保護裝置根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣

33、量的采樣數(shù)據(jù)進行分析，運算和判斷，以實現(xiàn)各種繼電保護功能的方法稱為算法。按算法的目標(biāo)可分為兩大類：一類是根據(jù)輸入電氣量的若干點采樣值通過數(shù)學(xué)式或方程式計算出保護所反應(yīng)的量值，然后與給定值進行比較。另一類算法，他是直接模仿模擬型保護的實現(xiàn)方法，根據(jù)動作方程來判斷是否在動作區(qū)內(nèi)，而不計算具體的數(shù)值。雖然這種算法所依循的原理和常規(guī)的模擬型保護相同，但通過計算機所特有的數(shù)學(xué)處理和邏輯運算，可以使某些保護的性能有顯著提高。例如，為實現(xiàn)距離保護，可根據(jù)電壓和電流的采樣值計數(shù)出復(fù)阻抗的模和幅角或阻抗的電阻和電抗分量，然后同給定的阻抗動作區(qū)進行比較。這一類保護利用了微機能進行數(shù)值計算的特點，從而實現(xiàn)許多常規(guī)保

34、護無法實現(xiàn)的功能。這種數(shù)字式距離保護的動作特性的形狀可以非常靈活，不像常規(guī)保護的動作特性形狀決定于一定的動作方程。繼電保護的類型很多，然而，不論哪一類保護的算法，其核心問題歸結(jié)到底是算出可表征被保護對象運行特點的物理量。如電流和電壓的有效值相位，阻抗等，或者算出他們的序分量，基波分量和某次諧波分量的大小和相位等。利用這些基本的電氣量的計算值，就可以很容易地構(gòu)成各種不同原理的保護。 因為微機保護的算法比較繁瑣，考慮到自己所學(xué)知識的有限和本次設(shè)計的要求，在這里對微機保護的算法就只做大概的了解，不具體分析了，希望老師能夠諒解。但微機保護的算法對以后工作來說還是很重要的，所以在以后的自學(xué)和工作中還是會

35、重點學(xué)習(xí)和鉆研的。微機保護常用算法主要有正弦函數(shù)模型三采樣值算法；周期函數(shù)模型等。驗證采取仿真形式，結(jié)果如圖5.1所示圖5.1 仿真結(jié)果圖第6章 課程設(shè)計總結(jié)電流速斷、限時電流速斷和過電流保護都是反應(yīng)于電流升高而動作的保護裝置。它們之間的區(qū)別主要在于不同的原則來選擇起動電流由于電流速斷不能保護線路全長，限時電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護，因此，為保證迅速而又選擇性地切除故障，常常將電流速斷、限時電流速斷和過電流保護組合在一起，構(gòu)成階段式電流保護。輸電線路并不一定都要裝三段式電流保護，有時只裝其中的兩段就可以了。具體應(yīng)用時，可以只采用速斷加過電流保護，或限時速斷加過電流保護，也可以三者同時

36、采用。無時限電流速斷保護按保護全線路考慮后，此時，可不裝設(shè)帶時限電流速斷保護，只裝設(shè)無時限電流速斷和過電流保護裝置。又如在很短的線路上，裝設(shè)無時限電流速斷往往其保護區(qū)很短，甚至沒有保護區(qū)，這時就只需裝設(shè)帶時限電流速斷和過電流保護裝置，叫做二段式電流保護。綜上所述，無時限電流速斷保護是以避開被保護線路外部最大短路電流為整定的原則，它是靠動作電流的整定獲得選擇性。帶時限電流速斷保護則同時依靠動作電流和動作時間獲得選擇性，并要與下一線路的無時限電流速斷保護相配合。過電流保護以躲開線路最大負(fù)荷電流和外部短路切除后電流繼電器能可靠返回為整定原則。它依靠動作電流及時間元件的配合獲得選擇性。這次繼電保護課程

37、設(shè)計，使我進一步的鞏固了所學(xué)的專業(yè)理論知識，通過學(xué)習(xí)我明白了繼電保護裝置是電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時，能夠向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備，對以前模糊的地方也有了較清晰的認(rèn)識。這次課程設(shè)計，使我積累了此類設(shè)計的寶貴經(jīng)驗，這將對我以后求職必將有利，總之，本次設(shè)計中，我受益匪淺。參考文獻1 賀家李, 宋叢矩. 電力系統(tǒng)繼電保護原理M. 北京: 中國電力出版社,1994. 2 馬長貴，高電網(wǎng)繼電保護原理M.北京：水利電力出版社，1987.3 毛錦慶,電力系統(tǒng)繼電保護

38、實用技術(shù)問答第二版M.北京：中國電力出版社1999.4 范錫普,發(fā)電廠電氣部分M.北京:中國電力出版社,1987.5 許建安,電力系統(tǒng)微機繼電保護M.北京:中國水利水電出版社，2001.6 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析第三版M.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2002.7 陳悅,電氣工程畢業(yè)設(shè)計指南電力系統(tǒng)分冊M.北京:中國水利水電出版社，2008.8 芮靜康,現(xiàn)代工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊M.北京:中國水利水電出版社，2004.9 胡虔生，胡敏強.電機學(xué)M.北京:中國電力出版社，2005.10 劉介才，工廠供電第四版M.北京:機械工業(yè)出版社，2004.11 西北、東北電力設(shè)計院電力工程設(shè)計手冊第二冊

39、M，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，198112 許建安,繼電保護技術(shù)M中國水利水電出版社，2004年13 鐘大文, 電力工程電氣設(shè)計手冊（電氣一次部分）M.水利電力出版社，1989年14 卓樂友，董柏林電力工程電氣設(shè)計手冊（電氣二次部分）M水利電力出版社，1993.15 朱聲石, 高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)(第三版)M.北京:中國電力出版社，2005.16羅士萍,微機保護實現(xiàn)原理及裝置M中國電力出版社,2001.14 J. S. Czuba, L. N . Hannett, J. R. Willis. Implementation of Power System Stabilizer at the Ludington Pumped Storage Plant. IEEE Trans on PWRS. 1986, 1(1): 1211282 王成山，肖朝霞，王守相. 微電網(wǎng)綜合控制與分析J . 電力系統(tǒng)自動化.2008,32( 7): 98-103.2 喬和，汪玉鳳.微型計算機保護的功率算法分析J . 電力工程.2005,46( 7): 48-51. 3 GIRGIS A ，BRAHMA S. Effect of distributed generation on protective device coordination in distribution syste