【正文】 微機(jī)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：110kV 輸電線路零序電流保護(hù)設(shè)計(jì)（2）本科生課程設(shè)計(jì)（論文)II課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào) 110303011 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 電氣 111課程設(shè)計(jì)（論文）題目110kV 輸電線路零序電流保護(hù)設(shè)計(jì)（2）本科生課程設(shè)計(jì)（論文)III課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)系統(tǒng)接線圖如圖：課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)下表設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 工作量,3/15kVE??, ,?rel1.??rlK系統(tǒng)中各元件及線路的負(fù)序阻抗與正序阻抗相同,其他參數(shù)見(jiàn)圖。計(jì)算最大和最小零序電流，應(yīng)根據(jù)當(dāng)Z1∑＜Z0∑時(shí)，則有 ；反之，)1.(0).kI?當(dāng) Z1∑＞Z0∑時(shí)，則有 。).().?一、 B 母線、C 母線、D 母線處正序（負(fù)序）及零序綜合阻抗 Z1∑、Z0∑。 B 母線、C 母線、D 母線處發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)出現(xiàn)的最大、最小零序電流。 3 零序電流 I 段的定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范圍。 B 母線上負(fù)荷變壓器始終保持兩臺(tái)中性點(diǎn)都接地運(yùn)行時(shí)，整定保護(hù) 2 零序Ⅱ定值，并校驗(yàn)靈敏度。 1 零序Ⅲ段定值，假定母線 D零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為 ，確定保護(hù) 3 零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，校驗(yàn)保護(hù) 1 零序Ⅲ段的靈敏度。二、硬件電路設(shè)計(jì)包括 CPU 最小系統(tǒng)、電流電壓數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、控制輸出、報(bào)警顯示等部分。三、軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)思想，給出參數(shù)有效值計(jì)算及故障判據(jù)方法，繪制流程圖或邏輯圖。四、仿真驗(yàn)證給出仿真電路及仿真結(jié)果，分析仿真結(jié)果同理論計(jì)算結(jié)果的異同及原因。續(xù)表ZT4=50ΩZT3=50ΩZT2=10ZG2=16ΩZT1=10Ω321ZG1=16=40=80=20==40A=25 DCB本科生課程設(shè)計(jì)（論文)IV進(jìn)度計(jì)劃第一天：收集資料，確定設(shè)計(jì)方案。 第二天：計(jì)算綜合阻抗和零序電流，零序 I 段的整定計(jì)算。第三天：零序 II 段、零序 III 段的整定計(jì)算。 第四天：硬件電路設(shè)計(jì)（最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)檢測(cè)部分） 。第五天：硬件電路設(shè)計(jì)（控制輸出、報(bào)警顯示部分） 。 第六天：軟件設(shè)計(jì)（有效值計(jì)算、故障判據(jù)） 。第七天：軟件設(shè)計(jì)（繪制流程圖或邏輯圖）第八天：仿真驗(yàn)證及分析。 第九天：撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。第十天：課設(shè)總結(jié)，迎接答辯。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算本科生課程設(shè)計(jì)（論文)V摘 要隨著時(shí)代的進(jìn)步，電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。因此，對(duì)繼電保護(hù)裝置本身的要求也越來(lái)越高，微機(jī)繼電保護(hù)具備了傳統(tǒng)保護(hù)所沒(méi)有的優(yōu)良特性。本設(shè)計(jì)首先簡(jiǎn)要介紹了電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展、技術(shù)構(gòu)成及其發(fā)展方向。其次對(duì)硬件、軟件的結(jié)構(gòu)做了分析，它的硬件結(jié)構(gòu)核心由P89C51RD和DSP2181組成，CPU完成裝置的總啟動(dòng)和人機(jī)界面及與外圍設(shè)備的通信功能,CPU內(nèi)設(shè)總啟動(dòng)元件，啟動(dòng)后開(kāi)放出口繼電器正電源,使得裝置具有很高的固有可靠性及安全性。最后本文對(duì)裝置進(jìn)行了軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)模塊的功能作了具體介紹本文研究的 110kV輸電線路微機(jī)零序電流保護(hù)原理分析與程序設(shè)計(jì)是由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的線路保護(hù)裝置，用三相一次自動(dòng)重合閘重合方式，采用后加速方式，適用于110kV的輸電線路。關(guān)鍵詞：微型機(jī)保護(hù)。110kV 輸電線路。零序電流。重合閘本科生課程設(shè)計(jì)（論文)VI目 錄第 1 章 緒論 .............................................................1 零序電流保護(hù)的概況 ...............................................1 本文主要內(nèi)容 .....................................................2第 2 章 輸電線路零序電流保護(hù)整定計(jì)算 .....................................3 零序電流 Ι 段整定計(jì)算 .............................................3 零序電流 Ι 段動(dòng)作電流的整定 ...................................7 靈敏度校驗(yàn) ....................................................8 動(dòng)作時(shí)間的整定 ...............................................10 零序電流Ⅱ段整定計(jì)算 .............................................11 零序電流Ⅲ段整定計(jì)算 .............................................11第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) ....................................................12 CPU 最小系統(tǒng)圖 ...................................................12 110KV 輸電線路零序保護(hù)的硬件 .....................................13 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) .....................................................13 電壓形成回路 ...................................................14 采樣保持和模擬低通濾波 .........................................15 多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換 .........................................15 開(kāi)關(guān)量輸入輸出系統(tǒng) ...............................................17 開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊 ...........................................17 開(kāi)關(guān)量輸入部分 ...............................................17 開(kāi)關(guān)量輸出部分 ...............................................19 電源模塊 .........................................................20第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ........................................................21 軟件結(jié)構(gòu)分析概述 .................................................21 程序總框圖 .......................................................22 中斷程序模塊 .....................................................24 各程序的子模塊介紹 ...............................................25 初始化 .......................................................25 啟動(dòng)元件 .....................................................26本科生課程設(shè)計(jì)（論文)VII 零序方向電流保護(hù) .............................................26 重合閘及后加速 ...............................................27 微機(jī)保護(hù)的算法 ...................................................28 輸入為正弦量的算法 ...........................................29 突變量電流算法 ...............................................29 選相方法 .....................................................31 傅里葉級(jí)數(shù)算法 ...............................................33第 5 章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析 ..................................................36 仿真結(jié)果及分析 ...................................................36第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) ....................................................38參考文獻(xiàn) ...............................................................39本科生課程設(shè)計(jì)（論文)1第 1 章 緒論 零序電流保護(hù)的概況與當(dāng)代新興科學(xué)技術(shù)相比，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是相當(dāng)古老了，然而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作為一門綜合性科學(xué)又總是充滿青春活力，處于蓬勃發(fā)展中。之所以如此，是因?yàn)樗且婚T理論和實(shí)踐并重的科學(xué)技術(shù)，又與電力系統(tǒng)的發(fā)展息息相關(guān)。它以電力系統(tǒng)的需要作為發(fā)展的源泉，同時(shí)又不斷地吸取相關(guān)的科學(xué)技術(shù)中出現(xiàn)的新成就作為發(fā)展的手段。繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它在保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面起著非常重要的作用。它在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)切除故障設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行作出貢獻(xiàn)，但若不正常動(dòng)作(包括拒動(dòng)和誤動(dòng))，則給系統(tǒng)造成的危害也是巨大的。所以對(duì)繼電保護(hù)裝置的可靠性(包括安全性和信賴性兩個(gè)方面)要求很高。信賴性是指不應(yīng)拒動(dòng)，安全性是指不應(yīng)誤動(dòng)。繼電保護(hù)裝置除了在故障的很短時(shí)間內(nèi)動(dòng)作外，長(zhǎng)期是不動(dòng)作的，因而被喻為電力系統(tǒng)的無(wú)聲警衛(wèi)。因此裝置的某些缺陷可能不被察覺(jué)，從而成為故障時(shí)不正確動(dòng)作的隱患。微型機(jī)保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)自我監(jiān)視和檢測(cè)，大大提高了裝置的安全性。傳統(tǒng)的整流型或晶體管型繼電保護(hù)裝置的調(diào)試工作量很大，尤其是一些復(fù)雜的保護(hù)，例如超高壓線路的保護(hù)設(shè)備，調(diào)試一套保護(hù)常常需要一周，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。究其原因，這類保護(hù)裝置都是布線邏輯的，保護(hù)的每一種功能都由相應(yīng)的硬件器件和連線來(lái)實(shí)現(xiàn)。為確定保護(hù)裝置是否完好，就需要把所具備的各種功能都通過(guò)模擬試驗(yàn)來(lái)校核一遍。微機(jī)保護(hù)則不同，它的硬件是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，各種復(fù)雜的功能是由相應(yīng)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。換言之，它是用一個(gè)只會(huì)作幾種單調(diào)的、簡(jiǎn)單操作的硬件，配以軟件，把許多簡(jiǎn)單操作組合而完成各種復(fù)雜功能的。因而只要用幾個(gè)簡(jiǎn)單的操作就可以檢驗(yàn)微型機(jī)的硬件是否完好?；蛘哒f(shuō)如果微型機(jī)硬件有故障，將會(huì)立即表現(xiàn)出來(lái)。如果硬件完好，對(duì)于已成熟的軟件，只要程序和設(shè)計(jì)時(shí)一樣，就必然會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，用不著逐臺(tái)作各種模擬試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)每一種功能是否正確。微型機(jī)保護(hù)裝置具有自診斷功能，對(duì)硬件各部分和存放在EPROM中的程序不斷地進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會(huì)發(fā)出報(bào)警。通常只要給上電源后沒(méi)有警報(bào)，就可確認(rèn)裝置是完好的。所以對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置可以說(shuō)幾乎不用調(diào)試，從而可大大減輕運(yùn)行維護(hù)的工作量。本科生課程設(shè)計(jì)（論文)2 本文主要內(nèi)容 B 母線、C 母線、D 母線處正序（負(fù)序）及零序綜合阻抗 Z1∑、Z0∑。2．計(jì)算 B 母線、C 母線、D 母線處發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)出現(xiàn)的最大、最小零序 電流。3．整定保護(hù) 3 零序電流 I 段的定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范圍。4．當(dāng) B 母線上負(fù)荷變壓器始終保持兩臺(tái)中性點(diǎn)都接地運(yùn)行時(shí)，整定保護(hù) 2 零序Ⅱ定值，并校驗(yàn)靈敏度。5．整定保護(hù) 1 零序Ⅲ段定值，假定母線 D 零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為 ，確定保護(hù) 3 零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，校驗(yàn)保護(hù) 1 零序Ⅲ段的靈敏度。6. 用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)裝置，用三相一次自動(dòng)重合閘重合方式，采用后加速方式。本科生課程設(shè)計(jì)（論文)3第 2 章 輸電線路零序電流保護(hù)整定計(jì)算 零序電流 Ι 段整定計(jì)算系統(tǒng)接線圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)接線圖一、計(jì)算各母線處正序（負(fù)序）和零序綜合阻抗