【正文】 數(shù)字量后輸入給裝置。如圖 為一個(gè)4 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器的原理圖，更多位數(shù)的情況與此類似。如果電流信號(hào)出現(xiàn)這種溢出情況，則出口短路可能會(huì)被計(jì)算成區(qū)外短路，導(dǎo)致拒動(dòng)。 開關(guān)量輸入部分在微機(jī)線路保護(hù)裝置中，通常需要采集斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)和外部分、合閘等狀態(tài)信息，這些狀態(tài)量的采集都是以光電隔離方式輸入的，采用光電隔離的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸入信號(hào)與輸出信號(hào)在電氣上完全隔離，抗干擾能力很強(qiáng)；無觸點(diǎn)，耐沖擊，壽命長(zhǎng)，可靠性高；響應(yīng)速度快，易與邏輯電平配合使用。圖中二極管起保護(hù)作用，用于防止開關(guān)量輸入回路電源極性接反時(shí)將光電耦合器中的發(fā)光二極管反向擊穿，另一方面二極管還能夠加速繼電器的返回。在整體電路中，上面4路為220V開關(guān)量輸入電路，并配有兩路220V開關(guān)量監(jiān)視電路；下面4路為24V開關(guān)量輸入電路，配有兩路24V開關(guān)量監(jiān)視電路。這樣，就可以將裝置的電源停掉，實(shí)現(xiàn)省電功能。如下圖為一簡(jiǎn)單的輸出接線圖。因此，開關(guān)量輸出回路需要將CPU輸出的小信號(hào)放大為大功率信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)斷路器。另外，任何一路的輸出均由兩個(gè)信號(hào)通過與非門產(chǎn)生的控制信號(hào)所控制，這樣就可以有效地抑制干擾產(chǎn)生的誤動(dòng)，可也以在裝置出現(xiàn)故障的時(shí)候有效地實(shí)現(xiàn)閉鎖。 電源模塊保護(hù)系統(tǒng)對(duì)電源要求較高，通常這種電源是逆變電源，即將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，再把交流電整流為微型機(jī)系統(tǒng)所需的直流電壓。 圖 電源模塊原理圖第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件結(jié)構(gòu)分析概述110KV 輸電線路零序電流保護(hù)裝置是由 P89C51RD 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的兩 CPU 線路保護(hù)裝置?？捎煽刂谱挚刂剖欠窦铀?II、III 段。本科生課程設(shè)計(jì)（論文)22 程序總框圖如圖 4．1 所示軟件整體流程圖。首先本科生課程設(shè)計(jì)（論文)23F2812 對(duì)自身的工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，初始化各種寄存器，按照電路設(shè)計(jì)的輸入輸出要求，設(shè)置每一個(gè)端口用作輸入還是輸出，初始化保護(hù)輸出的開關(guān)量，以保證出口繼電器均不動(dòng)作；初始化 DSP 采樣定時(shí)器，控制采樣間隔時(shí)間等。并將告警信息顯示在液晶顯示屏上。若發(fā)現(xiàn)只讀存儲(chǔ)器EEPROM定值求和碼與事先存入的定值和不一致，說明EEPROM有故障，轉(zhuǎn)至告警模塊，并將告警信息顯示在顯示器上。對(duì)保護(hù)計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行判斷，該計(jì)數(shù)器用于保護(hù)起動(dòng)元件動(dòng)作后的6s延時(shí)計(jì)算。 中斷程序模塊在保護(hù)裝置開中斷后，每隔一個(gè)Ts，定時(shí)器就會(huì)發(fā)出一個(gè)采樣脈沖，隨即產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。采用全波傅氏算法等微型機(jī)保護(hù)算法對(duì)各數(shù)字量采樣值進(jìn)行計(jì)算。首先對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)都檢查三相電流之和是否與變壓器中性點(diǎn)側(cè)TA引入的零序電流3Io相等，如果不相等，則判定為采樣回路出錯(cuò)，進(jìn)行上傳數(shù)據(jù)請(qǐng)求置位，將相應(yīng)的報(bào)警信息上傳給ARM。在TV斷線期間，相應(yīng)的TV斷線標(biāo)志位置“1”，并通過程序安排閉鎖自動(dòng)重合閘。若啟動(dòng)繼電器動(dòng)作，則設(shè)置保護(hù)計(jì)數(shù)器的初始值，并通過保護(hù)計(jì)數(shù)器每次循環(huán)自減“l(fā)”來實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)元件動(dòng)作后自保持6s的時(shí)間。在執(zhí)行故障處理程序時(shí)，定時(shí)器仍將每隔一個(gè)TS發(fā)出中斷請(qǐng)求，以保證采樣不中斷。接著是對(duì)裝置的硬件進(jìn)行一次全面的自檢，包括RAM，EPROM、各開關(guān)量輸出通道等。完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化后，即可開放中斷，程序轉(zhuǎn)入振蕩閉鎖模塊。 零序方向電流保護(hù)零序電流方向保護(hù)是反應(yīng)線路發(fā)生接地故障時(shí)零序電流分量大小和方向的多段式電流方向保護(hù)裝置，在我國(guó)大短路電流接地系統(tǒng)不同電壓等級(jí)電力網(wǎng)的線路上，根據(jù)部頒規(guī)程規(guī)定，都裝設(shè)了這種接地保護(hù)裝置作為基本保護(hù)。零序方向元件十分靈敏，3U 電壓應(yīng)躲過不平衡電壓的影響，否則不能保證判別接地故障方向的正確性。由于零序電流保護(hù)反映的是接地故障，不反映相間短路故障，因此不論零序電壓取用母線側(cè)電壓互感器還是線路側(cè)電壓互感器，當(dāng)三相合閘（自動(dòng)重合和手動(dòng)合）于出口接地故障時(shí)，零序方向元件可靈敏動(dòng)作而沒有死區(qū)，所以零序電流加速段經(jīng)零序方向元件控制。接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)：①故障點(diǎn)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，中性點(diǎn)接地變壓器處零序電壓為零。 ④對(duì)于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率方向與正序功率方向相反，零序功率方向?qū)嶋H上都是由線路流向母線的。因此，自動(dòng)將斷路器重合，不僅提高了供電的可靠性，減少停電損失，而且還提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增大了高壓線路的送電容量。裝置設(shè)有兩個(gè)啟動(dòng)重合閘回路：保護(hù)啟動(dòng)以及斷路器位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)。不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘與保護(hù)跳閘的配合：保護(hù)發(fā)跳令后，閉鎖不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘。后加速保護(hù)重合閘或手合后投入100ms，滿足加速條件時(shí)出口永跳，100ms 以后進(jìn)入正常的保護(hù)。分析和設(shè)計(jì)各種不同的算法的優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是精度和速度。所以研究算法的是指是如何在速度和精本科生課程設(shè)計(jì)（論文)29度兩個(gè)方面進(jìn)行權(quán)衡。i s1s221iI????212iI??2itgI?112Iiarctg??12utg???U21u??21arctgu?221U?21iuIZ????????????????211itgtIUz II Iss II TnTi 11 01co2n2i????????????? ???????本科生課程設(shè)計(jì)（論文)30 圖 故障系統(tǒng)測(cè)量電路 圖 故障系統(tǒng)分解電路故障分量電流： 式（）正常運(yùn)行的負(fù)荷電流是周期信號(hào)，有： 式（）式 代入 得：又有：可推出： 式（）微機(jī)保護(hù)的采樣值計(jì)算公式為：R K)(tim故 障 后 的 測(cè) 量 電 流?)(timR RK(a)正 常 運(yùn) 行 狀 態(tài) (b)短 路 附 加 狀 態(tài))(tiL )(tik )(tuk負(fù) 荷 電 流?)(tiL ＝ 故 障 電 流 分 量)(tik)()(tititiLmk??)(TtiL??()())kLititit(TTtimL???)()kit本科生課程設(shè)計(jì)（論文)31式（）故障分量電流的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，計(jì)算出來的值等于 0；（2）當(dāng)系統(tǒng)剛發(fā)生故障的一周內(nèi)，求出的是純故障分量；（3）突變量電流 算法受頻率偏移的影響。 圖 兩相短路相量圖Nkkii???NkkNkk iiii 2????本科生課程設(shè)計(jì)（論文)32（3）兩相接地短路：圖如下所示，三種不同相電流之差中，兩相電流之差最大。全波傅氏算法不僅能濾除所有整次諧波分量(奇次諧波不能完全濾除)和恒定的直流分量，對(duì)于非整次諧波分量和按指數(shù)衰減的非周期分量所包含的低頻分量也由一定的抑制能力。計(jì)算求得三相基波的實(shí)部和虛部參數(shù)后，可實(shí)現(xiàn)對(duì)稱分量濾過器的功能。若系統(tǒng)改為直接接地，中性點(diǎn)會(huì)與故障點(diǎn)成短路回路，線路上將流過很大的短路電流，此時(shí)系統(tǒng)不能繼續(xù)運(yùn)行，需要迅速切除故障線路。若是能利用 Matlab 的 Sfunction 函數(shù)和 Simlink 相結(jié)合的方法給整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，會(huì)使設(shè)計(jì)有更好的效果。在這次設(shè)計(jì)中，我深深體會(huì)到理論知識(shí)的重要性，只有牢固掌握所學(xué)的知識(shí)，才能更好的應(yīng)用到實(shí)踐中去。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本科生課程設(shè)計(jì)（論文)43作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文)44注 意 事 項(xiàng)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300 字左右） 、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論） 、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等） ，文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日 　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本科生課程設(shè)計(jì)（論文)40參考文獻(xiàn) [1]于永源，電力系統(tǒng)分析（第二版） ，北京：中國(guó)電力出版社，2022 [2]何仰贊 電力系統(tǒng)分析（第三版） 。通過這次設(shè)計(jì)，在獲得知識(shí)之余，還加強(qiáng)了個(gè)人的獨(dú)立提出問題、思考問題、解決問題能力，從中得到了不少的收獲和心得。本科生課程設(shè)計(jì)（論文)38系統(tǒng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，由于線圈可產(chǎn)生感性電流，與容性電流相互補(bǔ)償，減少故障的故障電流，可以提高供電的可靠性。模塊聯(lián)接及仿真波形如圖 所示： 圖 　MATLAB 仿真模塊聯(lián)接2nInInbaI??nInIabtg1???本科生課程設(shè)計(jì)（論文)37 仿真結(jié)果及分析 圖 系統(tǒng)仿真波形圖 系統(tǒng)仿真波形系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地方式時(shí)，發(fā)生單相接地故障三相間線電壓仍然對(duì)稱，不必馬上切除故障部分，提高了供電的可靠性。另外提高采樣頻率可以明顯提高傅氏算法計(jì)算結(jié)果的精度。 圖 三相短路（5）突變量電流選相的程序流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文)33計(jì) 算 和 比 較 三 種 相 電 流 差 的 突 變量比 較 三 種 相 電 流 差 ， 找 出 最 大 者?|||| BACB IIII ???? ?????|||| ACCB IIII ???? ????YYNN最 小|| CB II ?? ?最 小|| BA II ?? ? 最 小|| AC II ?? ?故 障 相 判 別 程 序 入 口最 大|| AC II ?? ?最 大|| CB II ?? ?最 小|| BA II ?? ?最 大|| BA II ?? ?A相 接 地 AB相 特 征最 明 顯CA相 特 征最 明 顯BC相 特 征最 明 顯 圖 故障相判別程序流程圖 傅里葉級(jí)數(shù)算法傅里葉算法的基本思想是來自于傅里葉級(jí)數(shù)，本身具有濾波作用。（1）.單相接地故障（ AN）：兩個(gè)非故障相電流可能與故障相電流相位相差。 式（）??212???ssn 式（) 由公式 與 可推導(dǎo)得： 式（） 得： 同理 式（） 得：由（）與（）得 式（） 式（） 突變量電流算法基本原理：線性系統(tǒng)的疊加原理。但是精度和速度又是矛盾的。 微機(jī)保護(hù)的算法定義：微機(jī)保護(hù)裝置根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算和判斷，以實(shí)現(xiàn)各種繼電保護(hù)功能的方法稱為算法。加速方式可靈活的選擇，可以選擇瞬時(shí)加速零序電流Ⅱ段、零序電流Ⅲ段以及是否經(jīng)振蕩閉鎖，也可以選擇零序過流加速、相過流加速。滿足下列任一條件，按不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘處理：①若有不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘信號(hào)輸入。重合閘可以通過整定靈活選擇檢無壓、檢同期、不檢方式進(jìn)行重合。電力系統(tǒng)運(yùn)行