【正文】 e F o u r i e r 2InM agPh as eD i s cr e t e F o u r i e r 1InM agPh as eD i s cr e t e F o u r i e r5C o n s t a n tA d d 圖 23 離散 Fourier分析高次諧波信號 圖 23中用離散 Fourier模塊分析了包含 3次， 4次， 11次諧波在內(nèi)的電壓信號，通過 Display模塊顯示出基波和 3次諧波的電壓有效值和 初 相位角 ，誤差幾乎為 0。 三相電壓不平衡 度 的準確算式： 211 3 6%%1 3 6AA ????? ?? 4 4 42 2 2 2()K L MK L M? ??? ?? (26) 3) 線路電流過高引起線路過負載。極端情況是全部負荷由一相供電，是三相平衡時的 6倍，增大了 5倍。造成線路過負荷的原因具 體包括： 1) 三相負載不平衡。 3. 線路引跳線斷線弧光短路故障：線路老化引起斷線以及線路過載等。短路故障中常見故障包括線路金屬性短路故障；線路引跳線斷線弧光短路故障；跌落式熔斷器、隔離開關弧光短路故障；雷電閃絡短路故障等。對 10kV微機線路保護裝置的設計開發(fā)工作進行了總結并提出了改進意見。主要分析了線路保護裝置的交流采樣電路、選相電路、開關量輸入輸出電路、通信電路等主要的硬件電路。主要介紹論文的背景和意義，國內(nèi)外繼電保護的研究現(xiàn)狀以及微機繼電保護的今后發(fā)展方向。 本論文的主要內(nèi)容和章節(jié) 本文主要是設計開發(fā)一種 10kV微機線路保護裝置，著重分析了該保護裝置的硬件電路，軟件程序以及通信方式。神經(jīng)網(wǎng)絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經(jīng)網(wǎng)絡方法則可迎刃而解。繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。 現(xiàn)代繼電保護裝置的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代繼電保護裝置的發(fā)展趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡化，智能化和保護、控制、測量以及數(shù)據(jù)通信一體化。隨著光互感器 (光 TA、光 TV)的研究采用 ,保護裝置應適用于光互感器，國內(nèi)目前開展了適用于光互感器的保護裝置的研究。 線路保護的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國線路保護主保護 1994年前主要采用高頻相差、高頻距離，通道采用電力載波高頻通道。很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。 從上世紀 90年代開始我國繼電保護技術 進入 微機保護時代。 20xx 年冬季的凍災當中，由于輸電線路受損導致受災省份供電一度中斷，很多企業(yè)蒙受了經(jīng)濟損失尤其是對電力依賴較大的企業(yè)如電解鋁廠，減產(chǎn)非常明顯。繼電保護的基本任務是：當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設備從系統(tǒng) 中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。 關鍵詞： 線路保護 線路故障 交流采集 廣西大學畢業(yè)設計論文 ABSTRACT II ABSTRACT Electrical transmission lines is the fundamental part of electrical system, undertakes the important task of power transmission and work. More requests have been raised in the dealingwith the quality of power supply. The paper designs a lines relay protection instrument based on micro processor and aims to detect various lines failure and abnormal operation state and supply protection accordingly. The lines relay protection instrument adopts ATmega128 as micro processor, the hardware circuit mainly consist of the chip peripheral circuit, analog signals procession and sampling circuit, switch value inputoutput circuit, source circuit and RS485 municative physical interface circuit and soon. Considering outdoor plex ferromagic condition, the hardware circuit evaluates antiinterference design. The paper expounds position and function of circuit in detail. On the part of soft ware design, the paper research various faults happened in transmission lines, adopts MATLAB to simulate inadequate influence that faults cause to. The soft ware program adopts C language programming method and modular design according to different functions, which facilitates modulation and evaluation. On the part of municative design, the paper introduce RS485 municative interface circuit and Modbus protocol. KEY WORDS: lines protection failure。 這套線路保護裝置采用 ATmega128 芯片作為控制核心，硬件電路主要包括芯片外圍電路，模擬信號處理和采樣電路，開關量輸入輸出電路，電源電路和 RS485 通信電路等。廣西大學畢業(yè)設計論文 摘要 I 摘要 輸電線路是電力系統(tǒng)中的組成部分，負責電力輸送及聯(lián)網(wǎng)的重要任務?？紤]到戶外復雜的電磁環(huán)境，在硬件電路中還進行了抗干擾設計，本文詳細闡述各部分電路的組成和功能。 alternative signals sampling。近年來隨著微型計算機和微處理機的飛速發(fā)展，計算速度不斷加快，可靠性也大為提高，微機繼電保護被廣泛使用。這次災害體現(xiàn)了 線路保護重要性。微機保護在電力系統(tǒng)的 各個方面及各種電壓等級上均有較大的發(fā)展，如線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地 址總線都是 32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存 (cache)和浮點數(shù)部件都集成在 CPU內(nèi)，完全滿足繼電保護算法對處理器的計算速度和精度更高的要求 近年來，人工智能技術如神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始。 1994年推出 LFP90 WXH15高頻方向原理技術，逐漸運行成熟，線路保護主保護采用高頻方向、高頻距離原理為主，高頻相差原理逐漸推出。 自 20世紀 90年代中后期開始，國外著名繼電保護制造商 GE、 ABB等公司的產(chǎn)品就已經(jīng)在向保護測控裝置網(wǎng)絡化設計的方向發(fā)展，開始將網(wǎng)絡設計思想引入裝置內(nèi)部硬件設計中。 1) 微機控制化 電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了對保護的基本功能要求外，還要求具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間、快速的數(shù)據(jù)處理功能、強大的通信能力與其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡資源的能力，高級語言編程例如 C語言編程等。 ModBus總線具有通用和成熟的第三方標準測試軟件及較低的成本等優(yōu)點。例如在輸電線兩側系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而可能造成誤動或拒動；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。本保護裝置采用 ATmega128芯片作為 CPU，采用 MAX125芯片負責交流采集，顯示部分采用帶字庫的 液晶顯示模塊，通信物理接口是 RS485,采用 ModBus通信規(guī)約，組網(wǎng)方便，可直接與微機監(jiān)控或保護管理機聯(lián)網(wǎng)通信。 第二章：線路故障與微機保護原理分析。 第四章： 10kV微機線路保護保護裝置的主要程序。 廣西大學畢業(yè)設計論文 第二章 線路保護的原理分析 5 第二章 線路保護的原理分析 1 0 kV 電網(wǎng)線路涉及面廣，是重要的公用基礎設施。圖 21為三相電源 A,C相對地短路： ABCT h r e e P h a s e S o u r ceABCT h r e e P h a s e F a u l tVabcI ab cABCabcT h r e e P h a s eV I M e a s u r e m e n ts ign alm ag nit ud ean gleF o u r i e r 1s ign alm ag nit ud ean gleF o u r i e rD i s t r i b u t e d P a r a m e t e r s L i n e 1 4 9 . 2D i s p l a y34 . 1 2 7 e 0 0 7D i s p l a y21 1 6 . 6D i s p l a y10 . 0 9 4 7 4D i s p l a y 圖 21 A， C相對地短路圖 2. 接地故障： 第 1類是 線路瞬時性接地故障； 第 2類是 線路永久性接地故障。 4. 跌落式熔斷器、隔離開關弧光短路故障：跌落式熔斷器熔斷件熔斷引起 熔管爆炸或拉弧引起相間弧光短路；線路老化或過載引起隔離開關線夾損壞造成相間短路。三相負載采用 Y接法時，如果三相負載出現(xiàn)不平衡，各相的負荷電流不相等，就在相間產(chǎn)生了不平衡電流，使某一相的線路工作在過負荷狀態(tài)并增加線損。功率損耗為 : ? ?2 23 2 1 8I R I R?? (25) 2) 線路電壓過高引起線路過負載。通常在在補償電容器在合閘投入電網(wǎng)瞬間，由于電容器兩端電壓不能躍變，相當于電源合閘到短路上去．因而產(chǎn)生頻率，幅值很大的過渡性電流，稱為合閘涌流 一般情況下涌流為正常電流幅值的 6～ 8倍，造成了線路過負荷工作。 負載在非正弦電壓作用下電網(wǎng)中由于大量非線性設備的投運，或是電路中的非完全正弦電勢的存在都會產(chǎn)生高次諧波，使得總電流有效值比基波電流值大得多，從而導致 線路的過負荷運行。由于負載在晝夜之間的變化，當負荷高峰時產(chǎn)生低電壓運行情況；也有在同一時間線路起點到中點電壓是滿足要求的，但在廣西大學畢業(yè)設計論文 第二章 線路保護的原理分析 9 線路的終端卻出現(xiàn)了低電壓運行 ， 發(fā)電機由于接地短路引起低電壓運 行仿真電路如圖 25所示 : 1 0 k wABCT h r e e P h a s e F a u l tABCabcT h r e e P h a s e B r e a k e rT e r m i n a t o r 2T e r m i n a t o r 1T e r m i n a t o rS co p e 2S co p e 1S co p es ign alm ag nit ud ean gleF o u r i e r 2s ign alm ag nit ud ean gleF o u r i e r 1s ign alm ag nit ud ean gleF o u r i e r3 8 0 . 9D i s p l a y23 8 0 . 7D i s p l a y13 8 1 . 6D i s p l a y 1 1C o n s t a n tv+CACBTm mABCabcA s yn ch r o n o u s M a ch i n ep u U n i t sv+ABA1 0 0 k m P a r a m e t e r s L i n eA B Cv+ B C R ot or c urr en t ir_ a (pu ) St