【正文】 廣西大學畢業(yè)設計論文 基于單片機的變壓器保護裝置摘 要電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設備。它擔負著電能傳輸和電壓變換的重要作用。大型電力變壓器，尤其是220kV及以上的變壓器的安全運行,與系統(tǒng)的運行情況息息相關。提高電力變壓器的繼電保護的性能，對于保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定的運行具有重要的意義。將微型計算機應用于變壓器保護就是提高變壓器保護水平的一個主要途徑。微機繼電保護系統(tǒng)可連續(xù)不斷地對本身的工作情況進行自檢，其工作可靠性很高。此外，微機繼電保護可用同一硬件實現(xiàn)不同的保護原理，這使保護裝置的制造大為簡化，也容易實行保護裝置的標準化。采用微機技術構成的變壓器保護系統(tǒng)，較現(xiàn)在的模擬式保護具有更加完善的功能。本畢業(yè)設計就是研究用單片機來實現(xiàn)電力變壓器保護。本畢業(yè)設計闡述了電力變壓器保護的基本原理、基本要求、保護方式、特點、可靠性措施及其系統(tǒng)硬件設計(包括總體方案、原理電路、原器件選擇等項目的設計)、數(shù)字濾波、電力變壓器保護軟件設計。并介紹了計算機繼電保護的基本原理和算法、各元件的引腳和功能，用PROTEL、WORD2000等軟件繪制了硬件原理圖、軟件設計流程圖。關鍵詞：變壓器保護 差動保護 短路故障 單片機AbstractPower transformer is the important equipment of electric power system. It plays a vital role in the electrical energy transition. Largescale power transformer’s safe operation is closely linked with the system movement situation. It has the vital significance to enhance the power transformer’s relay protection for making sure the electrical system security and stable movement. It’s a main way to apply the microputer to the transformer protection for raising the transformer protection level. The system of microputer relay protection may carry on selfchecking now and then. So its operational reliability is very high reliability, the microputer can use identical hardware to realize different protection principle. This greatly simplifies protective devices manufacture. It’s also easy to make the protective devices standardization. This graduation project is about the power transformer protection with the monolithic integrated circuit. It elaborated the power transformer protects basic principle, basic request, way, characteristic, its system hardware design, digital filter and power transformer protection software design. It introduced the puter relay protection basic principle and the algorithm, various parts function.Key words: Transformer protection differential protection shortcircuit fault SCM目錄摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 課題背景介紹 1 論文研究的目的與意義 1 論文的主要工作 2第二章 變壓器故障和硬件保護簡介 3 變壓器的基本原理及分類 3 變壓器的基本結構 3 變壓器故障類型及不正常運行狀態(tài) 4 微機繼電保護的硬件系統(tǒng)簡介 4第三章 變壓器保護的基本原理 7 7 8 8 9 9 11 12 13 計算機系統(tǒng)可靠性的保證措施 14第四章 微機保護硬件的基本組成 15 微機保護的基本原理 15 微機保護裝置的構成 15 變壓器保護裝置主系統(tǒng)的硬件設計 16 17 19 21 22 23 24 人機交互部分設計 25 鍵盤控制設計 25 顯示電路設計 26 電源轉換電路 27 通信電路設計 27第五章 微機保護的軟件設計 29 數(shù)字濾波 29 29 31 微機保護算法簡介 31 變壓器保護裝置軟件設計 32 33 34 35 37總 結 39參考文獻 40致 謝 4142第一章 緒論 課題背景介紹電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，是重要的支柱產(chǎn)業(yè)，它與國家的興盛和人民的安康有密切的關系。因此，電力產(chǎn)品應該是安全、可靠、經(jīng)濟、優(yōu)質的能源產(chǎn)品。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，結構越來越復雜。在整個電力生產(chǎn)過程中，由于人為因素或大自然的原因，會產(chǎn)生這樣那樣的故障和出現(xiàn)不正常的運行狀態(tài)。變壓器是電力系統(tǒng)和鐵路牽引供電系統(tǒng)的重要設備，它的可靠運行對于保證安全供電具有十分重要的意義。同時，牽引變電所的牽引變壓器容量較大，造價很高，它的故障往往會造成很大的經(jīng)濟損失。因此，對于變壓器的故障和不正常狀態(tài)必須裝設可靠的繼電保護裝置。 論文研究的目的與意義電力變壓器是電力系統(tǒng)安全不可缺少的一個重要組成部分，它的主要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。在同一段線路上，傳送相同的功率，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，線路傳輸?shù)碾娏鳒p小，可以減少線路損耗，提高送變電經(jīng)濟性，達到遠距離送電的目的，而降壓則能滿足各級使用電壓的用戶需要。國內外學者在電力變壓器故障保護方面進行了大量工作，已經(jīng)研制了具有故障檢測和保護功能的專家系統(tǒng)。其程序多用邏輯程序設計語言或用混合語言編寫，有很強的的實用性，但仍有很多不足，如保護動作的正確率急需提高，對于變壓器保護裝置及技術的改進與完善成為當前社會急需解決的問題。基于單片機的電力變壓器保護裝置，具有成本低，操作方便，程序簡單，便于控制，實用性強，廣闊的市場前景等特點。需領域專家作出更艱苦的努力。 論文的主要工作論文在緒論部分簡要說明了變壓器保護的背景及意義。接下來在第二章對變壓器的故障和保護的硬件系統(tǒng)進行了簡要的分析，并列出根據(jù)要求所應裝設的保護配置。在此基礎上，在第三章闡述了變壓器的各種保護原理，包含其主保護和后備保護。在了解了變壓器保護的各種基本知識以后，第四章和第五章開始對保護裝置進行硬件及軟件設計。第二章 變壓器故障和硬件保護簡介 變壓器的基本原理及分類變壓器是一種靜止的電氣設備，其利用電磁感應原理，以交變磁場為媒介，把線圈從電源吸收的某一種電壓的交流電能轉變成頻率相同的另一種電壓的交流電能，再由另一線圈向負載提供。變壓器的種類是多種多樣的，但就其工作原理而言，都是按照電磁感應原理制成的。一般情況下，常用變壓器的分類可歸類如下：（1）按用途分：電力變壓器、試驗變壓器、儀用變壓器及特殊用途的變壓器。（2）按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器。（3）按繞組形式分：自耦變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器。（4）按鐵芯形式分：芯式變壓器、殼式變壓器。（5）按冷卻方式分：油浸式變壓器、干式變壓器、充氣式變壓器及蒸發(fā)冷卻變壓器。 變壓器的基本結構電力變壓器的基本結構，包括鐵芯和一、二次（或一、二、三次）繞組兩部分。以油浸式電力變壓器為例說明變壓器的基本結構。油浸式變壓器由三相一、二次繞組，鐵芯、油箱、底座、高低壓套管、引線、散熱器（或冷卻器）、凈油器、儲油柜、安全氣道、以及溫度計、分接開關和氣體繼電器等組成。鐵芯構成了磁路，線圈套在鐵芯上。線圈由導線繞制而成，繞組是指與電源（或負載）相接的線圈或線圈的組合，即繞組是由線圈組成。通常把鐵芯和繞組合在一起稱為變壓器的器身，是變壓器的最基本的組成部分。變壓器器身放置在油箱內，油箱起機械支撐、冷卻散熱和保護作用。油箱內充滿了變壓器油，變壓器油既是冷卻介質，同時也起絕緣作用。變壓器在運行過程中，各種損耗最終轉變?yōu)闊崃浚瑹崃總鹘o變壓器油，再傳給油箱壁向外散出。變壓器油箱上裝有許多油管，在變壓器內部，熱油上升，再由油管往下流，這實際上相當于增加了油箱壁的散熱面積和散熱能力。絕緣套管主要是起絕緣作用，使變壓器繞組的引出線與油箱妥善絕緣。 變壓器故障類型及不正常運行狀態(tài)研究變壓器保護，首先就要分析變壓器可能發(fā)生的故障和異常情況。電力變壓器的故障類型和不正常運行狀態(tài)如下：：變壓器故障可分為內