【正文】 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 目 錄 前 言 ........................................................ 3 第一章 緒論 ................................................... 4 微機(jī)繼電保護(hù)概況 ................................................. 4 微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展 ......................................... 4 微機(jī)繼電保護(hù)的基本構(gòu)成 ..................................... 5 微機(jī)繼電保護(hù)與常規(guī)的模擬式的區(qū)別 .......................... 5 微機(jī)繼電保護(hù)特點(diǎn) ............................................ 6 微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢 ..................................... 6 第二章 微機(jī)繼電保護(hù)的理論基礎(chǔ) ................................. 9 微機(jī)保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成 ................................ 9 微機(jī)繼電保護(hù)算法基礎(chǔ) ............................................ 10 數(shù)字濾波器 ................................................. 10 富氏算法 ................................................... 12 第三章 微機(jī)變壓器保護(hù) ........................................ 15 微機(jī)變壓器差動保護(hù) ............................................ 15 變壓器差動保護(hù)原理 ........................................ 15 微機(jī)差動電流的獲取方式： .................................. 16 ........................................ 16 具有折線制動特性的差動原理 ................................ 16 利用標(biāo)積制動區(qū)分內(nèi)外故障 .................................. 18 .................................................. 20 利用二次諧波制動原理來躲過勵磁涌流 ...................... 20 利用間斷角原理來躲過勵磁涌流 ............................. 20 利用波形對稱法來躲過勵磁涌流 ............................. 22 ................................................ 27 第四章 RCS978 系列變壓器成套保護(hù)裝置的認(rèn)識 .................. 31 .................................................... 31 ................................................... 32 裝置管理總起動元件及 CPU 板起動元件 ...................... 32 變壓器差動各側(cè)電流相位差補(bǔ)償和平衡 ...................... 33 穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù) .......................................... 33 差動保護(hù)在過勵磁狀態(tài)下的閉鎖判據(jù) ......................... 35 勵磁涌流判別原理 .......................................... 35 小結(jié) ....................................................... 36 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 第五章 新原理及新方法的應(yīng)用 .................................. 37 故障分量比率差動保護(hù)原理 ........................................ 37 ................................ 39 利用磁通導(dǎo)數(shù)的特性鑒別 ................................... 39 “圖形識別”法鑒別 ......................................... 41 附 錄 ....................................................... 44 Ⅰ 差動保護(hù)比率制動整 定中的動作電流與制動系數(shù)等關(guān)系分析 ............. 44 Ⅰ .1典型比率制動特性及分析 ......................................... 44 ⒈ 理想比率制動特性曲線 ......................................... 44 ⒉ 實用比率制動特性曲線 ......................................... 45 ⒊ 實用比率制動特性曲線分析 .................................... 45 Ⅰ .2差動保護(hù)比率制動整定步驟 ....................................... 47 Ⅰ .3小結(jié)及注意 ..................................................... 48 Ⅱ RCS978穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)中的平衡系數(shù)的計算 ....................... 49 致 謝 ....................................................... 50 參考文獻(xiàn) ..................................................... 51 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 前 言 本論文的題目是作者經(jīng)過閱讀大量繼電保護(hù)書籍而選定的，微機(jī)變壓器保護(hù)原理分析及應(yīng)用。 此畢業(yè)設(shè)計論文共分五章，第一章主要介紹了微機(jī)繼電保護(hù)的概況及其發(fā)展，第二章對微機(jī)保護(hù)的理論基礎(chǔ)包括硬件及一些基本且常用的算法進(jìn)行了說明，第三章以微機(jī)變壓器保護(hù)原理的實現(xiàn)為中心， 著重討論了微機(jī)式變壓器差動保護(hù)的構(gòu)成原理及實際運(yùn)行情況及微機(jī)式變壓器差動保護(hù)外部短路時差動不平衡電流的情況，勵磁涌流的識別方案等問題。 第四章 介紹分析了 RCS— 978數(shù)字式變壓器成套保護(hù)裝置的硬件組成、保護(hù)原理及功能。 它集成了一臺主變的全套電量保護(hù) ,對每臺主變采用雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)的配置原則 ,可提高安全性和可靠性。 最后介紹了微機(jī)變壓器保護(hù)的一些新原理等。 在做畢業(yè)設(shè)計過程中得到了本院老師數(shù)月的精心指導(dǎo)，提出很多寶貴的意見，最后由老師進(jìn)行了仔細(xì)的審閱，同時也非常感謝院圖書館、電力系機(jī)房給予的大力支持。 由于本人缺少實際的操作經(jīng)驗，對保護(hù)的事故現(xiàn)場分析不足，在本文中難免有不足之處，望各位老師批評指導(dǎo)！ 浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 第一章 緒論 微機(jī)繼電保護(hù) 概況 電力系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生各種故障，進(jìn)入不正常的運(yùn) 行狀態(tài)，可能引發(fā)事故，并導(dǎo)致用戶停電或電能質(zhì)量下降，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。繼電保護(hù)裝置能檢測電力系統(tǒng)故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)，動作于斷路器跳閘、自動隔離故障，或發(fā)生故障告警信號，有助于運(yùn)行人員或其它自動裝置進(jìn)行故障處理。因此繼電保護(hù)是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。微機(jī)保護(hù)就是指以數(shù)字式計算機(jī)（包括微型計算機(jī)）為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護(hù)。 微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展 微機(jī)式繼電保護(hù)可以說是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史過程中的第四代，即從電磁型、晶體管型、集成電路型到微機(jī)型。 電磁型和整流型保護(hù)裝置在 電力系統(tǒng)中運(yùn)行時間長，制造和運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗豐富，抗電磁干擾的性能好，實踐證明，這類保護(hù)裝置的可靠性也較高。但這類保護(hù)裝置交直流回路的功耗大、動作時間慢、調(diào)試工作量大。 晶體管型和集成電路型變壓器保護(hù)裝置，在我國已有 42多年的制造和運(yùn)行歷史，有成熟的制造技術(shù)和比較豐富的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗。與電磁型、整流型保護(hù)裝置相比，具有體積小，功耗大，動作速度快，調(diào)試簡單等優(yōu)點(diǎn)。雖然在抗電磁干擾方面不如電磁型、整流型保護(hù)，但在長期的制造和運(yùn)行過程中已經(jīng)摸索出了一套行之有效的抗干擾措施，解決了抗電磁干擾的問題。但很快就被微機(jī)繼電保 護(hù)所代替。 微機(jī)型保護(hù)裝置具有體積小，功耗小，動作快，功能全，整定方便，運(yùn)行維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。更主要的是，它具有其他型式保護(hù)裝置不可比擬的、完美的保護(hù)性能。此外，還具有打印、記錄，能與變電所的微機(jī)監(jiān)控裝置通信等功能，給運(yùn)行及分析研究事故的隱患帶來極大方便。在各種微機(jī)保護(hù)裝置發(fā)展的同時，利用計算機(jī)的特有的優(yōu)勢，還發(fā)展了許多新的保護(hù)原理，特別是故障分量原理和自適應(yīng)式保護(hù)原理，這些保護(hù)原理的引入，使繼電保護(hù)的性能得到很大的完善和提高。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是一門綜合性的科學(xué)，奠基于理論電工、電機(jī)學(xué)和電力系統(tǒng)分析等基礎(chǔ)理論，還與電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息科學(xué)等理論、新技術(shù)密切的融合在一起。由于計算機(jī)絡(luò)的發(fā)展和在電力系統(tǒng)中的大量采用給微機(jī)保護(hù)提供了無限發(fā)展的可能。微機(jī)軟硬件功能的強(qiáng)大，綜合自動化系統(tǒng)的興起和電力系統(tǒng)光纖信網(wǎng)絡(luò)的逐步形成使得微機(jī)保護(hù)不再是一個獨(dú)立的、任務(wù)單一浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 的、消極的待命裝置，而是積參與、共同維護(hù)電力系統(tǒng)整體安全穩(wěn)定運(yùn)行的計算機(jī)自動控制系統(tǒng)的基本組成單元。由于網(wǎng)絡(luò)信息共享的優(yōu)越性，微機(jī)保護(hù)可以占用全系統(tǒng)的行數(shù)據(jù)和信息，應(yīng)用自適應(yīng)原理和人工智能方使保護(hù)原理、性能和可靠性得到進(jìn)一步的發(fā)展提高。繼電保護(hù)技術(shù)將沿著網(wǎng)絡(luò)化 、智能化、適應(yīng)和保護(hù)、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化的方向不斷前進(jìn)。 微機(jī)繼電保護(hù)的基本構(gòu)成 繼電保護(hù)的任務(wù)是判斷電力系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備是否發(fā)生故障而決定是否發(fā)出跳閘命令，使發(fā)生故障的設(shè)備盡量迅速地與電力系統(tǒng)隔離。為此，首先要取得與被保護(hù)設(shè)備有關(guān)的信息，根據(jù)這些信息，根據(jù)不同原理，進(jìn)行綜合和邏輯判斷，最后作出決斷，并付諸執(zhí)行。所以，繼電保護(hù)的基本結(jié)構(gòu)大致上可以分為三部分： ⑴ 信息獲取與初步加工； ⑵ 信息的綜合、分析與邏輯加工、決斷； ⑶ 決斷結(jié)果的執(zhí)行。 輸入信號通常包括電壓電流模擬量和開關(guān)量以及一些 通訊數(shù)據(jù)。在測量部分中，由于計算機(jī)是數(shù)字電路，其工作電平比電力系統(tǒng)互感器的二次輸出信號電平還低。為了適應(yīng)電子器件的弱信號的要求，在電流互感器、電壓互感器與電子電路之間要求設(shè)置一些傳變環(huán)節(jié)，通常使用電流變換器、電壓變換器以至電抗變換器等等。即微機(jī)保護(hù)要對輸入模擬信號進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)計算機(jī)采樣計算后與已給定的整定值進(jìn)行比較。邏輯部分主要包括信息的綜合、分析與邏輯加工、決斷等環(huán)節(jié)。 微機(jī)保護(hù)的主要部分是計算機(jī)系統(tǒng)，用來分析計算電力系統(tǒng)的有關(guān)電氣量和判定系統(tǒng)是否故障，然后決定是否發(fā)出跳閘信號。因此，除微機(jī)系統(tǒng)主體外 ，還必須配備自電力系統(tǒng)向計算機(jī)送入有關(guān)信息的輸入接口部分和向電力系統(tǒng)送出控制信息的輸出接口部分。此外，微機(jī)還要具有相關(guān)監(jiān)控和操作程序，輸出記錄的信息，以供運(yùn)行人員分析。這就是人機(jī)對話部分。 微機(jī)繼電保護(hù)與常規(guī)的模擬式的區(qū)別 微機(jī)繼電保護(hù)與常規(guī)的模擬式的 根本 區(qū)別 是在中間部分，即信息的綜合、分析與邏輯加工、決斷的環(huán)節(jié)。區(qū)別是在于實現(xiàn)上述功能的手段。常規(guī)的模擬式保護(hù)是靠模擬電路的構(gòu)成來實現(xiàn)的即用模擬電路實現(xiàn)各種電量的加、減、乘、除和延時與邏輯組合等要求。而微機(jī)保護(hù)，即數(shù)字式繼電保護(hù)卻是用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)值 （包括邏輯）運(yùn)算來實現(xiàn)上述功能的。數(shù)字式電子計算機(jī)上的數(shù)字和邏輯運(yùn)算是通過軟件進(jìn)行的，即這些運(yùn)算要通過預(yù)先按一定的規(guī)則（語言）制定的計算程浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 序進(jìn)行的。這是與模擬式截然不同的工作模式。也就是說，微機(jī)繼電保護(hù)是由“硬件”和“軟件”兩部分組成的，硬件是實現(xiàn)繼電保護(hù)功能的基礎(chǔ)。而繼電保護(hù)原理直接由軟件，既由計算程序來實現(xiàn)的，程序的不同可以實現(xiàn)不同的原理。程序的好壞、正確與錯誤都直接影響著保護(hù)性能的優(yōu)劣、正確或錯誤。 微機(jī)繼電保護(hù) 特點(diǎn) 研究和實踐證明，微機(jī)保護(hù)有許多優(yōu)點(diǎn)。其主要的特點(diǎn)如下： 1． 改善和提高繼電保護(hù) 的動作特性和性能 ⑴ 用數(shù)學(xué)方程的數(shù)字方法構(gòu)成保護(hù)的測量元件，其動作特性可以得到很大的改進(jìn)，或得到 常規(guī)保護(hù)（模擬式）不易獲得的特性；⑵ 用它的很強(qiáng)的記憶功能更好地實現(xiàn)故障分量保護(hù)；⑶ 可引進(jìn)自動控