【正文】 和 錯(cuò)誤 !未找到引用源。傅氏變換算法來自于傅里葉級(jí)數(shù)，以電流為例，即一個(gè)周期性函數(shù) I（ t） 可用傅里葉級(jí)數(shù)展開為各次諧波的 正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)之和，即： ??? ?? 0 11 ]si nco s[)( n nsne tItnIti ?? （ ） 式 （ ） 中， n為自然數(shù)， n=0,1,2…… 表示諧波分量次數(shù)。利用 MATLAB 軟件設(shè)計(jì)濾波器方法有很多，可以采用 FDATool 濾波器設(shè)計(jì)分析工具箱和 SPTool 信號(hào)處理工具，還可以直接編程實(shí)現(xiàn)。i++） 。利用 C語言得到 256個(gè)點(diǎn)的輸入信號(hào)的源代碼如下： include include main（ void） { int i,。 1z 1z 1z 1zx ( n )x ( n 1 )x ( n 2 )x ( n N + 1 )h ( 0 ) h ( 1 )h ( 2 )h ( N 1 )h ( N 1 )y ( n ) 圖 FIR濾波器結(jié)構(gòu)圖 14 FIR濾波器的 C語言算法實(shí)現(xiàn) 由上述分析可知， FIR濾波器的算法實(shí)際上是一個(gè)乘累加運(yùn)算。 （ 2） FIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu) 設(shè) h（ n） ， n=0,1,2…N1為濾波器的沖激響應(yīng) ， 輸入信號(hào)為 x（ n）， 則 FIR濾波 器就是要實(shí)現(xiàn)下列差分方 ： ??? ?? 10 )()()( Ni inxihny （ ） 式（ ）中 ,y（ n） 為輸出信號(hào) ， 即經(jīng)過濾波之后的信號(hào) ； N 為濾波器階數(shù)。但其保護(hù)范圍要隨運(yùn)行方式的變化而變化，特別是在運(yùn)行方式變化比較劇烈的情況下（引水式中小型水電站），甚至可能在最小 運(yùn)行方式下沒有保護(hù)范圍。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，是反映電流升高而動(dòng)作，是不帶時(shí)限動(dòng)作的一種保護(hù)，也稱 Ⅰ 段保護(hù)。000零 序 電 流 保 護(hù) 壓 板3 I o 零 序 電 流 定 值零 序 電 流 跳 閘 投 / 退保 護(hù) 警 告跳 閘零 序 電 流 告 警 信 號(hào)保 護(hù) 動(dòng) 作圖 瞬時(shí)電流速斷保護(hù) （ 1）工作原理 為了獲得動(dòng)作的快速性與保護(hù)的選擇性，保護(hù)區(qū)范圍不能超出全線范圍。零序電流保護(hù)邏輯框圖如圖 。 fqxKDZ IKI .0ⅢⅢ .0 3? （ ） ⅢKK 為可靠系數(shù)， 為非全相遠(yuǎn)行時(shí)的最大零序電流。 零序 III段保護(hù)的整定為： 1） 零序過電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過本線路三相短路時(shí)的最大不平衡電流即： 10 max.ⅢⅢ .0 bpKDZ IKI ? （ ） ⅢKK 是零序 III段可靠系數(shù)，取 — ， 為三相短路時(shí)最大不平衡電流。造成零 序電流的故障包括接地故障，單相重合閘過程中的兩相運(yùn)行等。 cre MstkOP IkkkI .? （ ） cTAre kxMstkKop Ikk kkkI .. ? （ ） 9 rek —返回系數(shù)， DL型取 ，用 GL型 1） 為保證在正常情況下過電流保護(hù)絕對(duì)不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流；同時(shí)還必須考慮在外部故障切除后電壓恢復(fù)，負(fù)荷自起動(dòng)電流作用下保護(hù)裝置必須能夠返回，其返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自起動(dòng)電流。 8 T A a 1 K A2 K AT A cW S W CF UF US AQ FY RK MK TK SK MK T1 K A2 K AK S+ W S過 電 流 保 護(hù)電 流 回 路控 制 小 母 線及 熔 斷 器跳 閘 回 路過 電 流保 護(hù) 回 路信 號(hào) 回 路 圖 定時(shí)限電流保護(hù)展開圖 正常運(yùn)行時(shí)， 1KA、 2KA、 KT、 KS的觸點(diǎn)都是斷開的，當(dāng)被保護(hù)區(qū)故障或電流過大時(shí)， 1KA和 2KA動(dòng)作，通過其觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間繼電器 KT，經(jīng)過預(yù)定的延時(shí)后， KT的觸點(diǎn)閉合，將斷路器 QF的跳 閘線圈 YR接通， QF跳閘，同時(shí)起動(dòng)了信號(hào)繼電器 KS，信號(hào)牌掉下，并接通燈光或音響信號(hào)。其中， 1KA、2KA是測(cè)量元件，用來判斷通過線路電流是否超過預(yù)設(shè)值； KT為延時(shí)元件，它以適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來保證裝置動(dòng)作有選擇性； KS用來發(fā)出保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)。 （ 1） 定時(shí)限過電流保護(hù)的原理 定時(shí)限過電流保護(hù)是指過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是固定的，與通過其上電流的大小無關(guān)。 4） 跌落式熔斷器、隔離開關(guān)弧光短路故障：跌落式熔斷器熔斷引起熔管爆炸或拉弧引起相間弧光短路。 2） 接地故障：接地故障分為線路瞬時(shí)接地故障和線路永久性接地故障。繼電保護(hù)裝置就是通過測(cè)量這些參量的變化來反應(yīng)故障并構(gòu)成對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)。 4） 速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè) 備自動(dòng)投入的效果等。 2） 選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路 器失靈保護(hù)切除故障。大多數(shù)情況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護(hù) 裝置 都包括測(cè)量部分（和定值調(diào)整部分）、邏輯部分、執(zhí)行部分。不 僅如此，設(shè)計(jì)、選用完善的繼電保護(hù)裝置，對(duì)于進(jìn)一步提高供電質(zhì)量也有很大作用。 繼電保護(hù)裝置的 主 要作用 1） 當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元 件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求（如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等）。 4） 10KV微機(jī)線路保護(hù)裝置的通信設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)采用的 RS232通信接口，同時(shí)分析了 CDT通信規(guī)約。 本 設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容 本 設(shè)計(jì) 主要是針對(duì) 10kV微機(jī)線路保護(hù)裝置開發(fā)軟件，分析了該保護(hù)裝置的軟件程序 和 通信方式 。 （ 3） 算法智能化 人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。 （ 1） 微機(jī)控制化 電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本功能外，還需要保護(hù)裝置具有存放故障報(bào)告和各種電參量的存儲(chǔ)空間、高速和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理功能、可靠的通信能力以及與其它繼電保護(hù)裝置聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)、信息的能力，能夠運(yùn)行 C/C++等高級(jí)語言的程序代碼。 自 20世紀(jì) 90年代中后期開始，國(guó)外著名繼電保護(hù)制造商如 GE、 ABB等公司的產(chǎn)品就已經(jīng)向保護(hù)測(cè)控裝置網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，開始將網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想引入裝置內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)中。采用32位微機(jī)芯片除了考慮精度之外，關(guān)鍵是 32位微機(jī)芯片具有很高的集成度、工作頻率和計(jì)算速度，同時(shí)芯片內(nèi)部的尋址空間較大，外部的端口資源豐富，具有存儲(chǔ)器管理功能、保護(hù)功能等，能夠滿足繼電保護(hù)算法對(duì)芯片數(shù)據(jù)處理速度和精度的要求。 2020年冬季的凍災(zāi)當(dāng)中，由于輸電線路受損導(dǎo)致受災(zāi)省份供電一度中斷，很多企業(yè)蒙受了經(jīng)濟(jì)損失尤其是對(duì)電力依賴較大的企業(yè)如電解鋁廠，減產(chǎn)明顯。繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。設(shè)計(jì)了主程序、 A/D 采樣、鍵盤、液晶顯示、通信程序的流程圖，針對(duì)一些模塊運(yùn)用 C 語言進(jìn)行了編程。 本 設(shè)計(jì) 的主題是 10kV 線路微機(jī)保護(hù)裝置 的 軟件。因此，對(duì)繼電保護(hù)裝置本身的要求也越來越高。 本 設(shè)計(jì) 針對(duì) 10kV 線路微機(jī)保護(hù)裝置 的 軟件，對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行了軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)模塊的功能做了具體介紹。 Line protection III 目 次 1 緒論 ............................................................... 1 論文選題的背景及意義 ............................................. 1 繼電保護(hù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ............................... 1 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ................................................. 2 2 線路繼電保護(hù)原理和算法 ............................................. 4 繼電保護(hù)裝置的基本功能概述 ....................................... 4 線路故障分類及其原因 ............................................. 5 繼電保護(hù)的原理與算法 ............................................. 6 3 線路保護(hù)裝置的算法分析與軟件設(shè)計(jì) .................................. 13 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) ............................................. 13 保護(hù)裝置的采樣算法 .............................................. 15 主程序設(shè)計(jì) ...................................................... 17 故障處理與 A／ D 交流采樣程序設(shè)計(jì) ................................. 18 液晶顯示程序設(shè)計(jì) ................................................ 19 鍵盤設(shè)計(jì) ........................................................ 22 4 CDT 規(guī)約及其設(shè)計(jì) ................................................... 25 電力系統(tǒng)通訊規(guī)約 ................................................ 25 CDT 規(guī)約及其設(shè)計(jì) ................................................. 25 結(jié)論 ................................................................. 30 參考文獻(xiàn) ............................................................. 32 附錄 A 濾波器算法程序代碼 ............................................. 33 附錄 B 微機(jī)保護(hù)傅氏算法程序 ........................................... 33 附錄 C 鍵盤掃描程序 ................................................... 35 附錄 D 液晶顯示程序 ................................................... 36 附錄 E RS232 串口通信程序（接收和發(fā)送） ............................... 42 1 1 緒論 論文選題的背景及意義 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)中的裝置以及用電設(shè)備都是由線路連接且都是開放設(shè)備。 線路是電力系統(tǒng)重要的組成部分，但是由于線路容易受到周圍環(huán)境以及自然災(zāi)害的影響下，其發(fā)生故障的可能性很大。 1988年我國(guó)開始研究基于 DSP的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置。隨著光互感器（光 TA、光 TV）的研究和推廣使用，保護(hù)裝置應(yīng)能夠適用于光互感器，國(guó)內(nèi)目前開展了適用于光互感器的繼電保護(hù)裝置的研究。 現(xiàn)代繼電保護(hù)裝置的發(fā)展趨勢(shì)是向微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和功能一體化。繼電保護(hù)裝置能夠通過網(wǎng)絡(luò)得到的故障信息越多，根據(jù)軟件算法的分析，就能越準(zhǔn)確地判斷所發(fā)生故障的性質(zhì)、位置和距離并啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。 （ 4） 功能一體化 繼電保護(hù)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化和算法智能化后，繼電保護(hù)裝置實(shí)際上就成為一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，可以從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，通過智能化的算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析并作出判斷，生成故障報(bào)告，發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作指令，同時(shí)將存儲(chǔ)的被保護(hù)器件的運(yùn)行和故障數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到控制中心或其它終端。 3） 10KV微機(jī)線路保護(hù)的軟件算法設(shè)計(jì)，主要分析了線路保護(hù)的常用算法并對(duì)保護(hù)裝置的主要程序，如交流采樣程序，顯示程序，鍵盤程序等以流程圖的形勢(shì)表示出來。 繼電保護(hù)裝置的基本功