【正文】 ............................. 29 電壓形成 ....................................................................................................... 31 型 A/D 轉(zhuǎn)換回路 .................................................................................. 32 CPU 主系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 34 開關(guān) 量輸入與輸出回路 ........................................................................................... 35 開關(guān)量輸入回路 ........................................................................................... 35 開關(guān)量輸出回路 ........................................................................................... 38 跳閘出口回路及信號電路設(shè)計(jì) ............................................................................... 38 II 跳閘出口回路 ............................................................................................... 38 信號回路 ...................................................................................................... 39 第 4 章 變壓器微機(jī)保護(hù)的算法研究 .................................................................................... 41 概述 ........................................................................................................................... 41 遞推最小二乘算法的推導(dǎo) ...................................................................................... 41 遞推最小二乘算法中頻響特性及精度分析 ........................................................... 43 第 5 章 微機(jī)變壓器保護(hù)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................ 45 軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 ............................................................................................... 45 主程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 45 中斷服 務(wù)程序設(shè)計(jì) ................................................................................................... 50 故障處理子程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 50 總 結(jié) .................................................................................................................................. 55 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 57 致 謝 ........................................................................................................................................ 58 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 電力工業(yè)擔(dān)負(fù)著為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供能源的重要性。本 文在介紹電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)原理及其發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上 ,對電力系統(tǒng)中大量應(yīng)用的 220/35KV 電壓等級的變壓器的繼電保護(hù)進(jìn)行了專門研究 , 分析了影響變壓器差動(dòng)保護(hù)可靠性和靈敏度的不平衡電流的產(chǎn)生原因和特點(diǎn)，利用微機(jī)技術(shù)補(bǔ)償不平衡電流的影響。 關(guān)鍵詞 ：變壓器；差動(dòng)保護(hù)； 繼電保護(hù)；微機(jī)保護(hù) II Abstract Transformer relaying protection is one important part of power system relay protection, it is very important to the transformers39。在發(fā)生短路是可能產(chǎn)生以下的后果： 通過故障點(diǎn)很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件遭到破壞； 短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。 近三十年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展深入地影響了科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)同樣影響到繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。這是第一套比較完整的用于現(xiàn)場的計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)裝置。五十年代后期東北 120/220 kv 電網(wǎng)中引進(jìn)了蘇聯(lián)制造的保護(hù)設(shè)備。 變壓器保護(hù)理論發(fā)展現(xiàn)狀 變壓器保護(hù)成套設(shè)備由主保護(hù)和后備保護(hù)構(gòu)成。在印度進(jìn)行了應(yīng)用 Harr 函數(shù)， Walsh 函數(shù)及 Hartley 變換算法用于微機(jī)變器差動(dòng)保護(hù)的研究，利用小波變換對變壓器差動(dòng)保護(hù)的研究嘗試也取得一定成效。 (2)變壓器各側(cè)繞組中因連接組關(guān)系而引起的電流相位移可由 CT 副邊 Y— △變換改變?yōu)閿?shù)字計(jì)算補(bǔ)償。 (5)采用復(fù)雜的運(yùn)算和邏輯處理在一定程度上實(shí)現(xiàn) CT 和 PT 斷線的報(bào)警和閉鎖。電力變壓器本體一般沒有旋轉(zhuǎn)設(shè)備，運(yùn)行起來比較 可靠，故障機(jī)會(huì)較少。發(fā)生這類故障時(shí)一般也應(yīng)迅速切除變壓器，以盡量減少或消除短路電流造成的危害。防御變壓器過勵(lì)磁的過勵(lì)磁保護(hù)。因此，可利用上述特點(diǎn)構(gòu)成二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)，使之有效地躲 過勵(lì)磁涌流的影響。但由于運(yùn)用該原理的裝置投入運(yùn)行并不多，所以現(xiàn)在尚無成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 間斷角原理，主要是根據(jù)勵(lì)磁涌流波形出現(xiàn)間斷特征來區(qū)分內(nèi)部故障和勵(lì)磁涌流的。 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 在設(shè)計(jì) 大型變壓器差動(dòng)保護(hù)的雙重化配置時(shí)，往往采用成熟的二次諧波原理，在變壓器空投于內(nèi)部故障時(shí)，采用間斷原理和分相差動(dòng)式的差動(dòng)保護(hù)來彌補(bǔ)二次諧波原理保護(hù)的缺點(diǎn)，這兩種原理具有互補(bǔ)性。相電流判別原理，主要是將 CT斷線分為 Y 型側(cè)斷線和△側(cè)斷線，根據(jù)斷點(diǎn)在 CT 的不同位置時(shí)的相電流的變化來判別 。常規(guī)的變壓器差動(dòng)裸護(hù)為了保證 Y/△接法變壓器差流的平衡，一般將 Y側(cè) CT接成△型，而將△側(cè) CT接成 Y型。容錯(cuò)的基本思想是在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上精心設(shè)計(jì)，利用外加資源的冗余技術(shù)來達(dá)到當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)掩蔽故障的影響，從而保持正常服務(wù)。但是該繼電器存在下列缺陷 : (1)由于外部短路時(shí)在差動(dòng)回路中有較大的不平衡電流以及空投變壓器時(shí)三相勵(lì)磁涌流中的一相有時(shí)無非周期分量，這將使該相的速飽和變流器失去作用。 比率差動(dòng) 保護(hù)裝置的原理 目前比率差動(dòng)保護(hù)裝置的型式有晶體型、整流型和微機(jī)型。內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí) cI 等于短路電流。zU 該元件不動(dòng)作 。zI 為有比 率制動(dòng)作用的最小制動(dòng)電流。 由于變壓器兩側(cè)電流互感器的選擇無法使 jI1 = jI2 ，為此在采用晶體型和整流型裝置時(shí)需在差動(dòng)回路高壓臂 (或在低壓臂或在高、低壓臂 — 本文是以在高壓臂進(jìn)行說明的 )加裝自耦變流器。 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 21 J ul 2021 S he e t of F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 99 S E \ E X A M P L E S \ M yD e s i gn2. ddbD r a w n B y:2Q FT2Y RRHL SBKM2K S1K SKG1Y RXB去信號1Q F瓦斯保護(hù)原理接線圖 圖 當(dāng)氣體繼電器 KG 輕瓦斯觸點(diǎn)閉合，通過繼電器 1KS，延時(shí)發(fā)出預(yù)警信號 ,重瓦斯觸點(diǎn)閉合后 ,經(jīng)信號繼 電器 2 KS ，連接片 XB 接通中間繼電器 KM,作用于斷路器跳閘，切除變壓器 .為避免氣體繼電器下觸點(diǎn)受油流沖擊出現(xiàn)跳動(dòng)現(xiàn)象造成失靈 ,出口中間繼電器 KM 具有自保持功能，利用 KM 第三對觸點(diǎn)進(jìn)行自鎖 ,以保證斷路器可靠跳閘，其中按鈕 SB 用于解除自鎖 ,如不用按鈕，也可用斷路器 1 QF 輔助常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解鎖 .但這種辦法只有出口中間繼電器 KM距高壓配電室的斷路器距離較近時(shí)才采用，否則連線太長不經(jīng)濟(jì) .連接片 XB 用以將氣體繼電器下觸點(diǎn)切換到信號燈，使重瓦斯保護(hù)退出工作。后備保護(hù)應(yīng)裝設(shè)于變壓器各側(cè)。低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，其過電流元件動(dòng)作值是按大于變壓器額定電流整定的，而低電壓元件動(dòng)作值是按正常運(yùn)行時(shí)最低工作電壓整定的，因此它的靈敏度有所提 高。因此，在低壓保護(hù)中一般應(yīng)裝設(shè)電壓回路斷線的信號裝置，以便及時(shí)采出信號，由運(yùn)行人員加以處理。 LI1 ， LI2 —— 高、低壓側(cè)電流互感器一次額定電流 （ A）。 歸算到基本側(cè)的電流為 2maxdI = ??2421412035 （ A） ( 5 ) dmax1I 2maxdI 所以 ,變壓器發(fā)生三相短路時(shí)最大的電流為 A 確定差動(dòng)元件的動(dòng)作電流 0。 =（ ff nIU ????? ） 20。zI =5 ~ A 因此 0。zI }+ 0。1 = 8 ?= （ A） 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 jeI。同時(shí)，在外部故障切除后電機(jī)自起動(dòng)過程中，保護(hù)必須返回。 2)、電壓閉鎖元件定值整定計(jì)算 按正常系統(tǒng)運(yùn)行工作電壓計(jì)算，取 dzjU =154 （ KV） 3)、靈敏度校驗(yàn) 對于電流元件，當(dāng) 35KV 側(cè)為正常運(yùn)行方式，在 220KV 母線上發(fā)生兩相短路時(shí)計(jì)算得流經(jīng)保護(hù)的最小短路電流為 2mindI = 4940 A ，則 ImK = dzdII2min = (19) 4)、動(dòng)作時(shí)間整定 動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與各側(cè)相間后備保護(hù)段最長時(shí)間 (s)配合，取 1t = 4 s 作用于主變壓器 35KV 側(cè)斷路器。顯示鍵盤模塊可以實(shí)時(shí)顯示裝置的工作狀態(tài)、故障等詳細(xì)信息，進(jìn)行各項(xiàng)整定值的修改和查詢。如 100V， 5A等。開關(guān)量 1/0 模塊將 主控制板模塊的邏輯輸入進(jìn)行隔離驅(qū)動(dòng)，完成出口動(dòng)作等功能。 2t = s 作用于主變壓器兩側(cè)斷路器。 eI — 變壓器高壓側(cè)額定電流。這說明采用比率差動(dòng)保護(hù)裝置時(shí)靈敏度是相當(dāng)高的。 dzminI 一發(fā)生 2dminI 時(shí)，差動(dòng)元件的動(dòng)作電流。dzI = 0。dzI = fbpkIK 。 2）當(dāng) 35KV 側(cè)發(fā)生三相短路故障時(shí)的最大短路電流 2jI = 35310032 ??jjUS =1652 （ A）