【正文】 的損耗，以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。交流輸電應(yīng)用最廣。最早的繼電保護(hù)裝置是熔斷器。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用,極大地推動(dòng)了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā)，目前微機(jī)數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗(yàn)階段，并已有少量裝置正式運(yùn)行。而要進(jìn)行“區(qū)分和甄別”，必須尋找電力元件在這三種運(yùn)行狀態(tài)下的可測(cè)參數(shù)（繼電保護(hù)主要測(cè)電氣量）的“差異”，提取和利用這些可測(cè)參數(shù)的“差異”，實(shí)現(xiàn)對(duì)正常、不正常工作和故障元件的快速“區(qū)分”。短路后，各變電所母線電壓有不同程度的降低，離短路點(diǎn)越近，電壓降得越低，短路點(diǎn)的相間或?qū)Φ仉妷航档偷搅恪?繼電保護(hù)的組成圖24 繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)圖測(cè)量部分是測(cè)量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。一般必須快速切除的故障有:(1) 使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值()。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：被保護(hù)線路末端短路時(shí)，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式；系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。以上兩個(gè)條件缺一不可。正序：A相領(lǐng)先B相120度，B相領(lǐng)先C相120度，C相領(lǐng)先A相120度。’表示，相序與原正弦量相反，即A一C一B,相位間也差120度。能否把這種不對(duì)稱電路通過一定的方法轉(zhuǎn)換為對(duì)稱電路來分析、計(jì)算呢？回答是肯定的。即存在如下關(guān)系： （31）由于各相的分量均為對(duì)稱分量，如已知一相的正序，負(fù)序和零序分量，令該相為“基準(zhǔn)相”（通常為a相），則可求出其它相的各序分量，關(guān)系為： （32）逆變換為： （33）不對(duì)稱故障時(shí)，要特別關(guān)注電壓和電流的零序分量。每一個(gè)變電所一般只考慮一回線停檢，不考慮同時(shí)兩回線停檢。零序電流動(dòng)作值及時(shí)間的整定應(yīng)保證較線路的零序電流保護(hù)靈敏。零序電壓的正方向?yàn)椋壕€路高于大地的電壓為正。 零序電流保護(hù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)零序過電流保護(hù)的靈敏度高，零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也較相間保護(hù)為短；(2) 零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響要小得多，零序I段的保護(hù)范圍較大，也較穩(wěn)定，零序Ⅱ段的靈敏系數(shù)也易于滿足要求；(3)當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，例如系統(tǒng)振蕩，短時(shí)過負(fù)荷等、三相是對(duì)稱的，相間短路的電流保護(hù)均將受它們的影響而可能誤動(dòng)作，因而需要采取必要的措施予以防止，而零序保護(hù)則不受它們的影響；(4)零序功率方向元件無死區(qū)。此時(shí)，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。 P1口功能特性引腳號(hào)功能特性T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（～，21～28引腳）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。（1）逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器是采用最廣泛的一種A/D轉(zhuǎn)換方法，如下圖。（2）量化誤差量化誤差是由于ADC的有限分辨率引起的誤差，這是連續(xù)的模擬信號(hào)在整數(shù)量化后的固有誤差。2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕DDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。Vcc：電源，單一+5V。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。（3） 中斷方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。A/D啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后，CPU通過程序不斷地讀取轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)有效時(shí)即表示一次轉(zhuǎn)換結(jié)束，CPU可以用輸入指令讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。首先用指令控制ADC0809工作過程如下。如果單片機(jī)時(shí)鐘頻率采用6MHz，則ALE腳的輸出平率為1MHz，再二分頻后為500kHz，恰好符合ADC0809對(duì)時(shí)鐘頻率的要求。程序如下：INT1：SETB IT1 ；外部中斷1初始化編程 SETB EA ；CPU開中斷 SETB EX1 ；選擇外中斷為跳沿觸發(fā)方式 MOV DPTR，7FF8H ；端口地址送DPTR MOV A，00H MOV DPTR，A ；啟動(dòng)0809對(duì)IN0通道轉(zhuǎn)換 中斷服務(wù)程序：PINT：MOV DPTR，7FF8H ；讀取A/D結(jié)果送內(nèi)部RAM單元30H MOVX A，DPTR MOV 30H，A MOV A， 00H ；啟動(dòng)0809對(duì)IN0的轉(zhuǎn)換 MOVX DPTR,A RET1 單片機(jī)的時(shí)間中斷STC89C52單片機(jī)有4個(gè)定時(shí)器，其中定時(shí)器0和定時(shí)器1有兩個(gè)16位定時(shí)器，與傳統(tǒng)8051的定時(shí)器完全兼容，也可以設(shè)置為1T模式，當(dāng)在定時(shí)器1做波特率發(fā)生器時(shí)，定時(shí)器0可以當(dāng)兩個(gè)8位定時(shí)器用(另外2路PCA/PWM可以再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1除模式3外，其它工作模式與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0相同，在模式3時(shí)無效，停止計(jì)數(shù)。TR0是TCON寄存器內(nèi)的控制位。 TH1=(6553650000)/256。零序電流保護(hù)原理由計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，CPU系統(tǒng)主要包括微處理器(MPU)、只讀存儲(chǔ)器(一般用EPROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)及定時(shí)器等，MPU執(zhí)行存放在EPROM中的程序，將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到的信息輸入至RAM區(qū)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以完成各種繼電保護(hù)的功能。信號(hào)預(yù)處理中，還包括隔離和抑制隨有用信號(hào)進(jìn)入的干擾，這對(duì)提高繼電保護(hù)裝置的可靠性非常重要。此外，也有采用電抗變換器。采樣過程是將模擬信號(hào)首先通過采樣保持器，每隔秒采樣一次（定時(shí)采樣）輸入信號(hào)的即時(shí)幅度，并把它放在保持電路里供A/D轉(zhuǎn)換器使用。如果開關(guān)每次閉合的時(shí)間為秒，那么采樣器的輸出將是一串重復(fù)的、周期為、寬度為的脈沖，而脈沖的幅度則是重復(fù)地在這段時(shí)間內(nèi)的信號(hào)幅度。為采樣脈沖寬度，又為采樣周期(或稱采樣間隔)。根據(jù)采樣點(diǎn)的位置以及采樣時(shí)間間隔與輸入波形在時(shí)間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采樣方式可以分為異步采樣和同步采樣。目前微機(jī)繼電保護(hù)中主要采用跟蹤采樣。由于A／D轉(zhuǎn)換器價(jià)格較貴，功耗較大，這樣在經(jīng)濟(jì)上不合適。目前，采樣及A/D轉(zhuǎn)換板幾乎都是工作在順序采樣方式。 單片機(jī)保護(hù)裝置原理圖 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集構(gòu)成通道限壓電路低通有源濾波器互感器與變換器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又稱模擬量輸入系統(tǒng)，它的作用是將互感器側(cè)輸出的電壓、電流等模擬量經(jīng)過隔離、采樣、A／D轉(zhuǎn)換等步驟轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能接受與識(shí)別的數(shù)字量，然后經(jīng)過CPU主系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算，開關(guān)量輸出輸入系統(tǒng)的作用主要是輸出跳閘、信號(hào)等信息。同時(shí)兩個(gè)電阻產(chǎn)生分壓效果。這類實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高我們的素質(zhì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｓ幸妫瑸橐院髲氖码姎忸惖脑O(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。[3]黃松清，電氣工程基礎(chǔ)講稿[M]，安徽工業(yè)大學(xué)。他以敏銳的洞察力、淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)和對(duì)科學(xué)的獻(xiàn)身精神給我留下了刻骨銘心的印象，這些使我受益匪淺，并將成為我終身獻(xiàn)身科學(xué)和獻(xiàn)身事業(yè)的動(dòng)力。衷心的感謝我的父母和其它親朋好友對(duì)我的關(guān)心、支持和理解，沒有他們對(duì)我的關(guān)心、鼓勵(lì)和支持，我無法完成現(xiàn)在的本科學(xué)業(yè)。[6] GroundFault protection based on active ponent of zerosequence current in resistance neutral grounded distribution systems ,Department of electrical engineering, China University of Mining amp。在老師的輔助和啟發(fā)下獨(dú)立的完成了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。 開關(guān)量輸出電路開關(guān)量輸出電路是跳閘合閘信號(hào)的通道，高電平有效。該系統(tǒng)中，共有3個(gè)部分組成：互感器與變換器、低通有源濾波器、限壓電路。將所有輸入通道分成若干組，組內(nèi)各通道同時(shí)采樣，組間人為地增加一時(shí)延再開始采樣叫分組采樣。（2）順序采樣。多通道采樣就是在每一個(gè)采樣周期里對(duì)這些通道的量全部采樣。N的恒定通常是通過硬件或軟件測(cè)取基頻的變化，然后動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣周期來實(shí)現(xiàn)。異步采樣也稱定時(shí)采樣。上述（1）和（2）兩個(gè)指標(biāo)一方面決定于所用阻抗變換器的質(zhì)量，另一方面也和電容器的質(zhì)量有關(guān)。顯然采樣時(shí)間越短越好，因而應(yīng)用阻抗變換器I，它在輸入端呈高阻抗，而輸出阻抗很低，使上的電壓能迅速跟蹤值。電抗變換器的優(yōu)點(diǎn)是線性范圍較大，鐵芯不易飽和，有移相作用。這些信號(hào)通過干擾隔離環(huán)節(jié)，出輸入、輸出接口進(jìn)入微機(jī)。 模擬量輸入回路框圖（a）逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換方式（b）VFC原型的A/D轉(zhuǎn)換方式 零序電流保護(hù)的過程通道的設(shè)計(jì) 模擬量輸入系統(tǒng)電力系統(tǒng)中的電量顯然都是模擬量，而計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)則是基于由微機(jī)對(duì)數(shù)字量進(jìn)行計(jì)算和判斷。 // P1=~P1。include void InitTIME(){AUXR=0x80。 13位定時(shí)器/計(jì)時(shí)器模式1（16位定時(shí)器/計(jì)時(shí)器）模式1除了使用了TH0及TL0全部16位外，其它與模式0完全相同。對(duì)每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(和)，在特殊功能寄存器TMOD中都有一控制位() 來選擇T0或T1為定時(shí)器還是計(jì)數(shù)器。地址譯碼器引腳C、B、A分別于地址總線的第三位AAA0相連，以宣統(tǒng)IN0∽IN7中的一個(gè)通路。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，0809發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束EOC（高電平）信號(hào)，該辛亥可供單片機(jī)查詢，反相后可作為想單片機(jī)發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)執(zhí)行MOVX A,DPTR時(shí)，單片機(jī)發(fā)出讀控制信號(hào)，OE端有高電平，且把經(jīng)過0809轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)字量讀到A累加器中。用轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)作為CPU的總段請(qǐng)求信號(hào)，一旦轉(zhuǎn)換結(jié)束CPU申請(qǐng)中斷，CPU在中斷服務(wù)程序中可用輸入指令讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)，OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。為此可采用下述三種方式。 ADC0809工作過程首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。6）工作溫度范圍為40～+85攝氏度7）低功耗，約15mV。1/2LSB之間。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度快、精度高，一般轉(zhuǎn)換時(shí)間是微秒級(jí)。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。零序電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：(1)對(duì)于短路線路或運(yùn)行方式變化很大的情況，保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求；(2)隨著單相重合閘的廣泛應(yīng)用，在重合閘動(dòng)作的過程中將出現(xiàn)非全相運(yùn)行狀態(tài)、再考慮系統(tǒng)兩側(cè)的電機(jī)發(fā)生搖擺，則可能出現(xiàn)較大的零序電流，因而影響零序電流保護(hù)的正確工作，此時(shí)應(yīng)從整定計(jì)算上予以考慮，或在單相重合閘動(dòng)作過程中使之短時(shí)退出運(yùn)行；(3)當(dāng)采用自耦變壓器聯(lián)系兩個(gè)不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)(例如110kV和220kV電網(wǎng))、則任一網(wǎng)絡(luò)的接地短路都將在另一網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生零序電流，這將使零序保護(hù)的整定配合復(fù)雜化，并將增大第Ⅲ段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。由于零序電流是有零序電壓產(chǎn)生的，在忽略線路的電阻時(shí)，它應(yīng)該引前短路電壓90；當(dāng)計(jì)及線路電阻時(shí)電流引前的角度更加大。，采取有效措施，～，各保護(hù)段時(shí)間得以相應(yīng)縮短，這樣即使沒有裝設(shè)高頻保護(hù)，相當(dāng)一部份線路故障時(shí)，也能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。： 圖32 零序電流向量圖 零序電流保護(hù)的原則零序電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)具有簡(jiǎn)單、可靠、動(dòng)作正確率高，受弧光及接地電阻影響小，不受負(fù)荷及振蕩影響，有相繼動(dòng)作的性能，這些優(yōu)點(diǎn)都只能在選擇適當(dāng)合理的運(yùn)行方式并正確的整定才能得到發(fā)揮。即：對(duì)于三相不對(duì)稱系統(tǒng)而言，就是一組三相不對(duì)稱三相電氣量看成三組不同的對(duì)稱分量之和，應(yīng)用迭加原理，將這三組對(duì)稱分量分別施加到網(wǎng)絡(luò)后即可以按三相對(duì)稱電路求解，再將運(yùn)算結(jié)果迭加在一起，就是不對(duì)稱電路的綜合解。 對(duì)稱分量法 電力系統(tǒng)的對(duì)稱分量方法介紹在進(jìn)行電力系統(tǒng)的分析時(shí)。零序：ABC三相相位相同，哪一相也不領(lǐng)先，也不落后。缺少第二個(gè)，就是我們通常討論的“有電壓是否一定有電流的問題”。 發(fā)展趨勢(shì)微機(jī)保護(hù)經(jīng)過近20年的應(yīng)用、研究和發(fā)展，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。4）可靠性可靠性包括安全性和信賴性，是對(duì)繼電保護(hù)最根本的要求。(3) 中、低壓線路導(dǎo)線截面過小，為避免過熱不允許延時(shí)切除的故障。執(zhí)行部分根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。同樣，在正常運(yùn)行時(shí)，線路始端的電壓與電流之比反映的是該線路與供電負(fù)荷的等值阻抗及負(fù)荷阻抗角（功率因數(shù)角）其數(shù)值一般較大，阻抗角較小。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同運(yùn)行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有