【正文】 生變化。4）可靠性可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最根本的要求。3）靈敏性靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應能力。(3) 中、低壓線路導線截面過小，為避免過熱不允許延時切除的故障。1）選擇性選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒動時，應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。執(zhí)行部分根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護裝置所承擔的任務。而在正常運行時系統(tǒng)對稱，負序和零序分量不會出現(xiàn)。同樣，在正常運行時，線路始端的電壓與電流之比反映的是該線路與供電負荷的等值阻抗及負荷阻抗角（功率因數(shù)角）其數(shù)值一般較大，阻抗角較小。利用流過被保護元件中電流幅值的增大，可以構(gòu)成過電流保護。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同運行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有：流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向；元件的運行相電壓幅值、序電壓幅值；元件的電壓和電流的比值即“測量阻抗”等。為了巨型發(fā)電機組的安全，不僅應有完善的繼電保護，還應研究、推廣故障預測技術(shù)。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā)，研究故障元件被相應繼電保護裝置的動作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復其正常運行等。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點，但較易受環(huán)境溫度和外界干擾的影響。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護領(lǐng)域的研究應用，繼電保護技術(shù)向計算機化、網(wǎng)絡化、一體化、智能化方向發(fā)展。 繼電保護 電力系統(tǒng)發(fā)展簡史繼電保護是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。由于自然資源分布與經(jīng)濟發(fā)展水平等條件限制，電源點與負荷中心多處于不同地區(qū)。根據(jù)電力系統(tǒng)中裝機容量與用電負荷的大小，以及電源點與負荷中心的相對位置，電力系統(tǒng)常采用不同電壓等級輸電（如高壓輸電或超高壓輸電），以求得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效益。各電源點還互相聯(lián)接以實現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟性。電力系統(tǒng)運行包括了所有這些狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)移。系統(tǒng)的運行指組成系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)都處于執(zhí)行其功能的狀態(tài)。電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡結(jié)點千百個交織密布，有功潮流、無功潮流、高次諧波、負序電流等以光速在全系統(tǒng)范圍傳播。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的電能。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心，通過各種設備再轉(zhuǎn)換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟和人民生活服務。在大電流接地系統(tǒng)（中性點直接接地）中，發(fā)生單相接地故障時，接地短路電流很大，就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電量構(gòu)成保護接地短路的繼電保護裝置，統(tǒng)稱為零序保護。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化。而電力系統(tǒng)各元件之間是通過電或磁建立的聯(lián)系，任何一元件發(fā)生故障時，都可能立即在不同程度上影響到系統(tǒng)的正常運行。明顯可見，接地保護是高壓電網(wǎng)中最重要的一種保護。s necessary, we need to adopt corresponding locking device.Zerosequence current protection is the protection of the small ground current system. It uses the characteristic of zero sequence current of the failure system bigger than normal operation. To achieve selective transient signal or cut off the main circuit power supply, in order to avoid accidents. Zero sequence current can be obtained by symmetrical ponent method，it can be measured by the current transformer in practical applications.In this paper, bined with the advantages of the zerosequence current and microcontroller ,this design focuses on explain and demonstrate the power system zerosequence current protection principles and single chip microputerbased realization method.Keywords：Relay protection, zerosequence current, singlechip microputer, Symmetrical ponents method.目 錄第1章 緒論 1 1 課題的研究背景和意義 1 3 3 電力系統(tǒng)簡介 3 電力系統(tǒng)的組成 4 繼電保護 5 電力系統(tǒng)發(fā)展簡史 5 研究現(xiàn)狀 6 繼電保護的基本原理 6 繼電保護的組成 7 對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求 8 發(fā)展趨勢 9第3章 電力系統(tǒng)零序電流保護 11 電力系統(tǒng)零序電流 11 零序電流簡介 11 零序電流產(chǎn)生原因 11 電力系統(tǒng)的正序、負序和零序 12 對稱分量法 12 電力系統(tǒng)的對稱分量方法介紹 12 對稱分量法原理 13 15 零序電流保護的原則 15 零序電流保護原理 16 零序電流保護的特點 17 19 STC89C52單片機 19 STC89C52RC單片機介紹 19 STC89C52RC單片機的工作模式 20 STC89C52RC引腳功能說明 20 A/D轉(zhuǎn)換接口 21 A/D轉(zhuǎn)換器概述 21 ADC0809 23 ADC0809工作過程 25 A/D轉(zhuǎn)換器與單片機接口要考慮的問題 26 ADC0809與STC89C52單片機的接口 26 單片機的時間中斷 30 時間中斷的工作模式 30 中斷服務試驗程序 31第5章 零序電流保護 33 零序電流保護的硬件組成 33 零序電流保護的過程通道的設計 34 模擬量輸入系統(tǒng) 34 電壓形成回路 35 采樣保持電路 35 采樣方式 37第6章 基于單片機的零序電流保護的實現(xiàn) 41 概述 41 單片機數(shù)據(jù)采集構(gòu)成通道 41 開關(guān)量輸出電路 42 系統(tǒng)顯示構(gòu)成通道 43 基于單片機的零序電流保護軟件部分 45 45 47 47總結(jié)與論文展望 48參考文獻 49致 謝 50 53第1章 緒論零序電流保護由于其自身固有的優(yōu)點，受到很大的關(guān)注，在微機繼電保護的時代趨勢下，對于零序電流保護微機化的研究和論證已經(jīng)顯得十分必要。零序電流保護屬于小接地電流系統(tǒng)的保護方式，它利用系統(tǒng)發(fā)生故障時零序電流比正常運行時大的特點，來實現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號或瞬時切斷主回路電源, 避免事故的發(fā)生。根據(jù)接地短路時零序電流大小變化作為故障特征量，變壓器接地方式、非全相運行、單相自動重合閘等因素對零序電流保護的運行產(chǎn)生重要的影響，必要時需要采取相應閉鎖裝置。關(guān)鍵詞：繼電保護；零序電流；單片機；對稱分量法AbstractPower system relay protection is to guarantee the safe and stable operation of power system and it is also the most basic and the most effective technological way to restrictions on a large scale power blackouts．According to ground short circuit，Transformer grounding method the size changed of the zero sequence current as fault characteristics, transformer grounding method. The openphase operation and singlephase automatic reclosing such as zerosequence current protection of the operation have a major impact. When it39。母線故障、變壓器差動保護范圍內(nèi)高壓配電裝置故障的情況也類似，一般也約占70%到80%。電力系統(tǒng)運行中常會出現(xiàn)故障和一些異常運行狀態(tài)，而這些現(xiàn)象會發(fā)展成事故，使整個系統(tǒng)或其中一部分不能正常工作，從而造成對用戶少送電、停止送電或電能質(zhì)量降到不能容許的地步，甚至造成設備損壞和人員傷亡。繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍（這是首要任務），還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這些控制操作的技術(shù)與裝備大致可以分為二大類：其一是為了保證電力系統(tǒng)正常運行的經(jīng)濟性和電能質(zhì)量的自動化技術(shù)和裝備，主要進行電能生產(chǎn)過程的連續(xù)自動調(diào)節(jié)，動作速度相對遲緩，調(diào)節(jié)穩(wěn)定性高，把整個電力系統(tǒng)或其中的一部分作為調(diào)節(jié)對象，這就是通常理解的“電力系統(tǒng)自動化（控制）”；其二是當電網(wǎng)或電氣設備發(fā)生故障，出現(xiàn)影響安全運行的異常情況時，自動切除故障設備和消除異常情況的技術(shù)與裝備，其特點是動作速度快，其性質(zhì)是非調(diào)節(jié)性的，這就是通常理解的“電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置”。第2章. 電力系統(tǒng)繼電保護 電力系統(tǒng)簡介由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使用高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應用，推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。它的功能是將電源發(fā)出的電能升壓到一定等級后輸送到負荷中心變電所，再降壓至一定等級后，經(jīng)配電線路與用戶相聯(lián)。它成為實現(xiàn)電力系統(tǒng)信息傳遞的神經(jīng)網(wǎng)絡，使電力系統(tǒng)具有可觀測性與可控性，從而保證電能生產(chǎn)與消費過程的正常進行以及事故狀態(tài)下的緊急處理。其中，正常狀態(tài)又分為安全狀態(tài)和警戒狀態(tài)；異常狀態(tài)又分為緊急狀態(tài)和恢復狀態(tài)。電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源（水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠），變電所（升壓變電所、負荷中心變電所等），輸電、配電線路和負荷中心。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應保證在先進的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟效益的基礎上，實現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費的合理協(xié)調(diào)。直流輸電是將交流發(fā)電機發(fā)出的電能經(jīng)過整流后采用直流電傳輸。電力系統(tǒng)繼電保護。從20世紀50年代到90年代末，在40余年的時間里，繼電保護完成了發(fā)展的4個階段，即從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置。雖然在1928年電子器件已開始被應用于保護裝置，但電子型靜態(tài)繼電器的大量推廣和生產(chǎn)，只是在50年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速發(fā)展之后才得以實現(xiàn)。 研究現(xiàn)狀隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，僅設置系統(tǒng)各元件的繼電保護裝置，遠不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴重事故。因此，系統(tǒng)的繼電保護和安全自動裝置的配置方案應考慮機、爐等設備的承變能力，機爐設備的設計制造也應充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的實際需要。依據(jù)可測電氣量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護。如果在線路BC上發(fā)生三相短路，從電源到短路點之間將流過很大的短路電流。利用短路時電壓幅值的降低，可以構(gòu)成低電壓保護。 如果發(fā)生的不是三相對稱短路，而是不對稱短路，則在供電網(wǎng)絡中會出現(xiàn)某些不對稱分量，如負序或零序電壓和電流等，并且其幅值較大。邏輯部分使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動作及是否延時等，并將對應的指令傳給執(zhí)行輸出部分。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應同時滿足四個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護裝置，這四個基本要求中有些要求可以降低。(2) 大容量的發(fā)電機、變壓器和電動機內(nèi)部故障。對于反應不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。保護裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴重危害。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進行統(tǒng)一。當電路中發(fā)生觸電或漏電故障時，回路中有漏電電流流過，這時穿過互感器的三相電流相量和不等零，