【正文】 軟件的可適應(yīng)性較差，有待于進(jìn)一步的改進(jìn)，以使其能在不同網(wǎng)絡(luò)下，均能正常動 作。其動作時限也要再高出一個 t? 來 ［ 7］ 。若非單相故障，也非兩相故障，那么就轉(zhuǎn)向判斷是否為三相故障了。保護(hù)裝置在動作后經(jīng)由出口執(zhí)行元件去跳閘并發(fā)出信號。 （ 4）運行程序看是否能達(dá)到要求。 在前面板上正確地放置了各種控件后，虛擬儀器還不能正常工作，因為虛擬儀器不僅是指用戶在前面板放置了相應(yīng)的輸入或輸出對象，還需要一個與之配套的程序框圖，用來完成與前面板上輸入數(shù)據(jù)控件間的傳遞和交換、數(shù)據(jù)信號的處理等任務(wù)。最方便的方法是直接調(diào)用各程控儀器廠商提供的圖標(biāo)式驅(qū)動程序，對儀器進(jìn)行控制。 工具模板（ Tools Palette） 該模板提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試 VI 程序的工具。 （ 2） 功能強大的函數(shù)庫 :LABVIEW 提供了大量現(xiàn)成函數(shù)供用戶直接調(diào)用，包括數(shù)據(jù)采集、 GPIB ,串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲，甚至還有口前十分熱門的網(wǎng)絡(luò)功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用 TCP/IP、 ActiveX 等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。微機保護(hù)采用軟件算法實現(xiàn)。 當(dāng)系統(tǒng)振蕩時，振蕩中心的電壓降低、電流升高；那么處于振蕩中心的阻抗繼電器因感受到的測量阻 抗降低，所以也必須采取振蕩閉鎖措施，當(dāng)發(fā)生振蕩時閉鎖保護(hù)。 =KK (ZAB +Kfz Zdz39。例如，在三相短路時， U=U=U=0,AB 兩相短路時， U=0 等等。 方向阻抗繼電器： 在最大靈敏角方向上圓的直徑。 對距離 III 段整定值的考慮是與過電流保護(hù)相似的，其起動 阻抗要躲開正常運行時的負(fù)荷阻抗來選擇，而動作時限使其比距離 III 段保護(hù)范圍內(nèi)其他各個保護(hù)的最大動作時限高出一個 Δt。 2 本課題的研究內(nèi)容 本文的研究對象是基于虛擬儀器的三段式距離保護(hù)。虛擬儀器將在航天、航空、通信、醫(yī)療、電力、石油、鐵路等行業(yè)普及及應(yīng)用。他利用高性能的模塊化集成概念和方法，結(jié)合軟件設(shè)計平臺高效、簡便的程序編譯功能，依據(jù)用戶各類特殊需求創(chuàng)建出人機對話界面，實現(xiàn)并取代各類特殊、昂貴的測試儀器的功能，目前已成為測試?yán)碚摵蛻?yīng)用試驗研究的重要支撐。 保護(hù)裝置的可靠性是指該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了他該動作的故障時，他不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。 繼電保護(hù)裝置，就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。 繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運 行起著至關(guān)重要的作用。就傳統(tǒng)實驗裝置而言，其儀器繁多，連線復(fù)雜，占地面積大，儀器的更新?lián)Q代需要大量的資金。就一般而言，整套繼電保護(hù)裝置是由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成的 【 1】 。繼電保護(hù)的工作稍有差錯，就有可能對電力系統(tǒng)的運行造成嚴(yán)重的影響，給國民經(jīng)濟和人民生活帶來不可估計的損失。在當(dāng)今儀器儀表界， “軟件就是儀器 ”、 “軟件就是系統(tǒng) ”的觀念已經(jīng)被人們普遍接受。 作為儀器領(lǐng)域中新興的技術(shù)，虛擬式儀器的研究開發(fā)已經(jīng)過了起步 階段。主要是三段式距離保護(hù)試驗系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案及設(shè)計方法，分模塊介紹了保護(hù)系統(tǒng)的軟件構(gòu)成，以及功能結(jié)構(gòu)、可視效果等。 1當(dāng)測量阻抗正好位于圓周上 時，繼電器剛好動作，對應(yīng)此時的阻抗就是繼電器的起動阻抗 由于這種特性是以原點為圓心而做的圓，因此，不論加入繼電器的電流與電壓之間的角度 ?J為多大，繼電器的起動阻抗在數(shù)值上都等于整定阻抗，即 Zjdz. =。 ，也就是保護(hù)范圍不遂故障類型的變化而變化。這就相當(dāng)于把原先的電壓記憶下來，故稱為 “ 記憶回路 ” 。 2 所以說，正真構(gòu)成一套距離保護(hù)至少包含以下幾個部分：啟動元件、阻抗測量元件、電壓閉鎖元件、振蕩閉鎖元件、邏輯回路。常規(guī)保護(hù)引入第三相電壓構(gòu)成 RLC 串聯(lián)諧振回路，使故障時保持故障前相位；微機保護(hù)直接讀取故障前數(shù)據(jù)。在由 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境下編寫的代碼就是 G 語言代碼。這樣， LABVIEW 中程序的執(zhí)行次序是由被連接的功能節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流控制的，而不像文本程序受到行順序執(zhí)行的約束。每個圖標(biāo)代表一類子模板。 注：只有打開了流程圖程序窗口，才能出現(xiàn)功能模板。一個 VI 可以作為子程序，在這里稱為 VI,被其他 VI 調(diào)用。 第 4 章 距離保護(hù)軟件系統(tǒng)開發(fā) 本文采用虛擬儀器中常用的編程語言 LabVIEW 進(jìn)行編程。 a1 =2/T?t ttX0 1sin)( ? dt (42) b1 =2/T?tttX0 1cos)( ?dt (43) 于是 X(t)中的基波分量為： Xl(t)= b1 cos?t1 +a1 sin?t1 (44) 經(jīng)三角變換，可寫為： Xl(t)=Xm sin(?t1 +θ) (45) 式中， Xm = 2 X 為基波分量的幅值， X 為有效值。 根據(jù)選相結(jié)果來判斷是選用接地阻抗繼電器還是相間阻抗繼電器。因此計算機還必須有人機對話部分，這一點可以用良好的界面來實現(xiàn)。論文進(jìn)行過程中，由于我知識有限遇到的許多困難，老師在百忙之中抽出時間給我講解，使我的論文順利的進(jìn)行，也是我學(xué)到了許多知識。 2. 利用 LabVIEW 實現(xiàn)故障類型的判別，本文是根據(jù)相電流突變原理來進(jìn)行故障類型的判別的。流程圖如下： 以下為區(qū)段判別程序的前面板： N N Y 在 I 斷內(nèi) 單相接地 在Ⅲ 斷內(nèi) I 斷出口報告 經(jīng) t3 Ⅲ斷出口報告 經(jīng) t2 Ⅱ斷出口報告 Y 跳閘 跳閘 跳閘 48 區(qū)段判別邏輯圖 49 區(qū)段判別的前面板 以下為區(qū)段判別程序的程序 框圖： 動作邏輯模塊 距離保護(hù)為了滿足速凍性、選擇性靈敏性，目前廣泛廣泛使用具有三段式動作的保護(hù)。保護(hù)裝置針對不同的情況，綜合利用各種選相原理。為了作為相鄰線路保護(hù)裝置和斷路器拒絕工作后的后備保護(hù)，同時也作為距離 I II 段的后備保護(hù)。 虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在程序框圖中對 VI 編程 ,以控制和操作定義在前面板上的輸入和輸出功能。 (1) 語言類 語言類子功能模板主要有：數(shù)字運算，布爾運算，字符串運算，比較，蔟運算，程序結(jié)構(gòu)控制，文件 I/O，計時及對話框等。 （ 6）支持多種系統(tǒng)平臺 :LABVIEW 支持多種系統(tǒng)平臺，在Windows98/20/XP、 Power Macintosh、 Linux 等系統(tǒng)平臺上， NI 公司都提供了相應(yīng)版本的軟件，并且平臺之間開發(fā)的應(yīng)用程序可直接進(jìn)行移值。 LabVIEW 的特點 （ 1） 圖形化的編程語言 : LABVIEW 與其它計算機語言相比，有一個特別重要的不同點 :其它計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼行，而LABVIEW 采用圖形化編程語言 —G 語言，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，它采用 “所見即所得 ”的可視化技術(shù)建立人機界面，還提供了面板上所必需的許多顯示和控制對象，如旋鈕、表頭、圖表等。此外，距離 Ⅰ 段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，其他 兩段受到的影響也比較小，因此，保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。 Zf min = IUffmin 距離保護(hù)的整定計算原則 在距離保護(hù)的整定計算中，假定保護(hù)裝置具有階段是的時限特性，并認(rèn)為保護(hù)具有方向性，其原則如下 ［ 1］ 。 由此可見，在 AB 兩相短路的情況下，只有 J 能準(zhǔn)確的測量短路阻抗而動作。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)故障時， ?J =?d ，因此應(yīng)該調(diào)整繼電器的最大靈敏角使 ?lm =?d ，以便繼電器工作在最靈敏的條件下。 （ 23） 引入可靠系數(shù) Kk ，則保護(hù) 2 的起動阻抗為 ZdZ39。當(dāng)短路點到保護(hù)安裝處近時，其測量阻抗小，動作時間短；當(dāng)短路點到保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時，其測量阻抗增大，動作時間增長，這樣就保證了有選擇性的切除故障線路。通過增減硬件電路、修改部分軟件，還可以重新配置原有的儀器，創(chuàng)建新的儀器系統(tǒng)。自問世以來，經(jīng)過幾十年的不斷和發(fā)展，虛擬儀器也有了不斷地豐富 。自 20 世紀(jì) 50 年代末，我國已經(jīng)進(jìn)行了晶體管繼電保護(hù)的研究工作，到 20 世紀(jì) 70 年代，晶 體管保護(hù)進(jìn)入了一個廣泛運用的時間，特別是對 110kV以上線路的線路保護(hù)的運用。現(xiàn)在分別討論如下： 繼電保護(hù)動作的選擇性是指保護(hù)裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，是停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分繼續(xù)安全運行。 在電力系統(tǒng)中，除采取各項積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而又有選擇性的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。電 子 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （ 論 文）任 務(wù)書 題 目： 基于虛擬儀器的變壓器實驗系統(tǒng)設(shè)計 任 務(wù)與 要求： 時間 ： 2020 年 10 月 13 日 至 2020 年 12 月 16日 共 8 周 學(xué)習(xí) 中心（或 辦學(xué)單 位）： 天津漢沽電大奧鵬學(xué)習(xí)中心 學(xué) 生姓名： 楊鳳麗 學(xué) 號 ： 202003693440 專業(yè) ： 電力系統(tǒng)及其自動化 指 導(dǎo)單 位或 教研 室： 指 導(dǎo)教師 ： 周平 職 稱 ： 電子科技大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 制 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 2020 年 10 月 18 日 畢業(yè)設(shè)計 (論 文 )進(jìn) 度 計劃 表 日 期 工 作 內(nèi) 容 執(zhí) 行 情 況 指導(dǎo)教師 簽 字 寫開題報告 ． 25 準(zhǔn)備 論文初稿 論文終稿 教師對進(jìn)度計劃實施情況總評 簽名 年 月 日 本表作評定學(xué)生平時成績的依據(jù)之一?？赡墚a(chǎn)生嚴(yán)重的后果如：由于電流很大會使故障元件損壞，或者縮短他們的使用壽命；部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或 影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至整個系統(tǒng)瓦解。 對電力系統(tǒng)的基本要求有四個，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。 20 世紀(jì) 50 年代，我國在引進(jìn)并消化了國外先進(jìn)的電磁式繼電器制造技 術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了我國的電磁型繼電保護(hù)裝置的設(shè)計和制造，其主要是由各個電磁型繼電器組成，這階段在保護(hù)的理論上也有了較大的發(fā)展，建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。 虛擬儀器是信息技術(shù)的一個重要領(lǐng)域，對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)將產(chǎn) 生不可估量的影響 。 ，因此，可以根據(jù)不同的測量要求，設(shè)計出新的數(shù)據(jù)采集、分析和 表達(dá)方案。該裝置的主要元件為距 離繼電器，它可根據(jù)其端子上所加的電壓和電流測知保護(hù)安裝處至短路點之間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測量阻抗。 1用 ?lm 表示。 在 AB 兩相短路的情況下，對繼電器 J2 和 J3 而言，由于所加電壓為非故障相間的電壓，數(shù)值 UAB 較高，而電流又只有一個故障相的電流，數(shù)值較（ IA IB ）為小，因此，其測量阻抗必然大于上式的數(shù)值，也就是說它們不能正確測量保護(hù)安裝地點到短路點的阻抗，因此，不能動作。但 Up 將 逐漸衰減到零，此時第三相電壓的作用將表現(xiàn)出來。 3. 距離保護(hù)第 Ⅲ 段的整定 當(dāng)?shù)?Ⅲ 段采用阻抗繼電器時，其起動阻抗一般按躲開最小負(fù)荷阻抗 Z 來整定，它表示線路上流過最大負(fù)荷電流且母線上電壓最低時，在線路始端 所測量的阻抗，其值為 ∶ Zf min此外，距離 Ⅰ 段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，其他兩段 受到的影響也比較小，因此，保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。 ，因此，距離保護(hù)較電流、電壓保護(hù)具有較高的靈敏度。它主要的方便就是，一個硬件的情況下，可以通過改變軟件，就可以實現(xiàn)不同的儀器儀表的功能，非常方便，是相當(dāng)于軟件即硬件！現(xiàn)在的圖形化主要是上層的系統(tǒng)，國內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出 圖形化的單片機編程系統(tǒng)［ 3］。它像 JAVA 或 C++等其它計算機高級語言一樣，是一種通用編程系統(tǒng)。功能模板的內(nèi)容十分豐富，大體分為語言，數(shù)值信號處理，儀器 I/O，通信和數(shù)據(jù)采集五大類。 程序框圖提供 VI 的圖形化源程序。 3. 用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。距離 I 段和距離 II 段的聯(lián)合工作構(gòu)成本線路的主保護(hù)。選相元件可以判別故障的相別，利用各種選相原理判別不同故障情況以滿足保護(hù)選相跳閘的要求。在 t2或 t3延時到達(dá)之前，微機不斷利用最新得到的電壓和電流采樣值進(jìn)行故障相的阻抗計算 ［ 7］ ?；?LabVIEW 編寫的