【正文】 性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，接地故障占故障總次數(shù)的絕大多數(shù)，一般在60%以上。三相星形接線的過電流保護(hù)雖然也能保護(hù)接地短路，但其靈敏度較低，保護(hù)時(shí)限較長(zhǎng)。它既能輸送大量電能，創(chuàng)造巨大財(cái)富，也能在瞬間造成重大的災(zāi)難性事故。根據(jù)電流的特征，電力系統(tǒng)的輸電方式還分為交流輸電和直流輸電。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)。 正常運(yùn)行情況下的單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)接線 三相短路情況下的單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)接線正常運(yùn)行時(shí)，各變電所母線上的電壓一般都在額定電壓的范圍內(nèi)變化，且靠近電源端母線上的電壓略高。2）速動(dòng)性速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。 電力系統(tǒng)的正序、負(fù)序和零序當(dāng)前世界上的交流電力系統(tǒng)一般都是ABC三相的，而電力系統(tǒng)的正序，負(fù)序，零序分量便是根據(jù)ABC三相的順序來定的。對(duì)電力系統(tǒng)的分析不能在按照對(duì)稱電路的方法來分析，求解變得非常復(fù)雜。對(duì)于零序電流，認(rèn)定母線流向故障點(diǎn)為正。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。常用的有雙積分式和逐次逼近式。主要特性1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓。因此可以用查詢方式，測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 ADC0809與STC89C52單片機(jī)的接口在討論單片機(jī)與0809的接口設(shè)計(jì)之前，先討論單片機(jī)如何來控制ADC的問題。采用中斷方式可大大節(jié)省CPU的時(shí)間，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC發(fā)出一個(gè)脈沖向單片機(jī)提出中斷申請(qǐng)，單片機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，由外部中斷1的中斷服務(wù)程序讀A/D結(jié)果，并啟動(dòng)0809的下一次轉(zhuǎn)換，外部中斷1采用跳沿觸發(fā)方式。時(shí)，允許由外部輸入INT0控制定時(shí)器0，這樣就可實(shí)現(xiàn)脈寬測(cè)量。（2）數(shù)字處理系統(tǒng)(CPU主系統(tǒng))零序電流保護(hù)裝置以中央處理器CPU為核心，根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，按照給定算法來檢測(cè)電力系統(tǒng)是否發(fā)生故陳以及故障的性質(zhì)和范圍等。交流電流的變換一般采用電流中間變換器。電子模擬開關(guān)AS每隔 秒短暫閉合一次，將輸入信號(hào)接通，實(shí)現(xiàn)一次采樣。異步采樣的為常數(shù)，通常取為工頻的整倍數(shù)，稱之為每工頻周期N點(diǎn)采樣，這時(shí)總是有成立。順序采樣的優(yōu)點(diǎn)是只需一個(gè)公用的采樣保持器，并且對(duì)其技術(shù)要求低。 限壓電路，因二極管的存在，輸入A/D轉(zhuǎn)換器的電壓被限制在5 V以下。[2]華中工學(xué)院,《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與運(yùn)行》[M]，水利電力出版社1981。最后，感謝評(píng)審老師和所有答辯組成員。懂得了實(shí)踐和理論的相結(jié)合，為以后走向工作崗位做好準(zhǔn)備本次畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，提出了并且論證了設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)地闡述了電力系統(tǒng)零序電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法以及基于單片機(jī)的零序電流保護(hù)方案，設(shè)計(jì)中充分利用了系統(tǒng)的硬件和軟件資源，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和通用性。 信號(hào)預(yù)處理電路互感器與變換器分別包括電流和電壓。在每一個(gè)采樣周期內(nèi)，對(duì)上一個(gè)通道完成采樣及A／D轉(zhuǎn)換后，再開始對(duì)下一個(gè)通道進(jìn)行采樣叫順序采樣。采用跟蹤采樣技術(shù)后，數(shù)字濾波及一些算法能徹底消除基頻波動(dòng)引起的計(jì)算誤差，從而能在基頻偏離工頻很大時(shí)準(zhǔn)確地取出當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的基頻分量、諧波分量或序分量，這是模擬繼電跟蹤采樣，其采樣頻率不再是一個(gè)常數(shù)。就截獲時(shí)間而言，越小越好；但就保持時(shí)間而言，則越大越好。它由一個(gè)電子模擬開關(guān)AS、電容以及兩個(gè)阻抗變換器組成。 電壓形成回路零序電流保護(hù)要從被保護(hù)的電力線路或設(shè)備的電流互感器、電壓互感器或其他變換器上取得信息。}第5章 零序電流保護(hù) 零序電流保護(hù)的硬件組成，一般包括以下3大部分。即此模式下定時(shí)器/計(jì)時(shí)器作為16位定時(shí)器/計(jì)時(shí)器。（地址總線A15）作為片選信號(hào)，由于ALE和START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)，啟動(dòng)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（3）固定延時(shí)方式。（1） 定時(shí)傳送方式對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。（3）轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度反映A/D轉(zhuǎn)換器的實(shí)際輸出接近理想輸出的精度程度，通常采用數(shù)字量的最低有效位LSB來表示。P2作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 STC89C52單片機(jī) STC89C52RC單片機(jī)介紹STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。此外，對(duì)一些不易整定的短線群，可用適當(dāng)增加保護(hù)段數(shù)的方法來解決。為了用好零序電流保護(hù)，提出下列原則：。一般認(rèn)為電力系統(tǒng)的電路是對(duì)稱的，各相短路電流及系統(tǒng)同一地點(diǎn)各相電壓可以認(rèn)為是相等的，三相電路往往只需要取一相來分析。零序電流公式: 正序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出 現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)序）及同向的零序分量。安全性：要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)。如在故障時(shí)動(dòng)作于跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào)，而在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。發(fā)現(xiàn)并正確利用能可靠區(qū)分三種運(yùn)行狀態(tài)的可測(cè)參量或參量的新差異，就可以形成新的繼電保護(hù)原理。在19世紀(jì)里，作為最早的繼電保護(hù)裝置熔斷器已開始應(yīng)用。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。 電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源、電力網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷中心。這樣，繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，對(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確，大大的提高了繼電保護(hù)的保護(hù)性能和可靠性。零序電流可以通過對(duì)稱分量法求得，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可用電流互感器測(cè)得所需分量。 課題的研究背景和意義繼電保護(hù)指繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括繼電保護(hù)的原理設(shè)計(jì)、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)，也包括由獲取電量信息的電壓、電流互感器二次回路，經(jīng)過繼電保護(hù)裝置到斷路器跳閘線圈的一整套具體設(shè)備，如果需要利用通信手段傳送信息，還包括通信設(shè)備。并在同一地域內(nèi)有機(jī)地組成一個(gè)整體，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。系統(tǒng)運(yùn)行分為正常運(yùn)行狀態(tài)與異常運(yùn)行狀態(tài)。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(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就成為制約電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的根本特點(diǎn)。此外，機(jī)、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產(chǎn)，特別是大機(jī)組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。利用測(cè)量阻抗幅值的降低和阻抗角的變大，可以構(gòu)成距離（低阻抗）保護(hù)。故障切除時(shí)間包括保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間，（s）～，～，～，～。第3章 電力系統(tǒng)零序電流保護(hù) 電力系統(tǒng)零序電流 零序電流簡(jiǎn)介在三相四線電路中，三相電流的相量和等于零，即如果在三相四線中接入一個(gè)電流互感器，這時(shí)感應(yīng)電流為零。因此，在線性電路中，系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的三相不對(duì)稱的電壓和電流，分解為正、負(fù)、零序三組對(duì)稱分量，分別按對(duì)稱三相電路去解，然后將其結(jié)果疊加起來。 對(duì)稱分量法原理電工中分析對(duì)稱系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)的一種基本方法。為提高零序電流保護(hù)動(dòng)作的可靠性，盡可能不用零序方向，只有在加零序方向后可以使保護(hù)范圍或保護(hù)相互配合關(guān)系上帶來顯著效果時(shí)，才予以考慮。該處的零序電流與電壓間的相位差也由決定。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強(qiáng)，適合于速度不高的場(chǎng)合，如數(shù)字式溫度測(cè)量等方面。外部特性（引腳功能）ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如上圖所示。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。2. 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)用于啟動(dòng)A/D開始轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)，一般用單片機(jī)的寫指令與地址譯碼信號(hào)想結(jié)合產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)。查詢方式是在單片機(jī)把啟動(dòng)的信號(hào)送到ADC之后，執(zhí)行別的程序，同時(shí)對(duì)0809的EOC腳的狀態(tài)進(jìn)行查詢，以檢查AC變換是否已經(jīng)結(jié)束，如查詢到變換已經(jīng)結(jié)束，則讀入轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)據(jù)。只是計(jì)數(shù)脈沖來源不同：如果計(jì)數(shù)脈沖來自系統(tǒng)時(shí)鐘，則為定時(shí)方式，此時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器每12個(gè)時(shí)鐘或者每1個(gè)時(shí)鐘得到一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)值加1；如果計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)外部引腳(,)，則為計(jì)數(shù)方式，每來一個(gè)脈沖加1。 //T1定時(shí)，T0計(jì)數(shù) 16位定時(shí)計(jì)數(shù)器TH1=(6553650000)/256。由電力系統(tǒng)輸入到繼電保護(hù)裝置的模擬信號(hào)主要有兩類；一類是來自電壓互感器(或電流互感器)的交流電壓(或電流)信號(hào)；另一類是來自分壓器(成分流器)的直流電壓(或電流)信號(hào)。轉(zhuǎn)變的信號(hào)不失真對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)是很重要的，因?yàn)橹挥性谶@種條件下做精確的運(yùn)算或定量分析才有意義。同樣，為了提高保持能力，電路中應(yīng)用了另一個(gè)阻抗變換器，它對(duì)呈現(xiàn)高阻抗。零序電流保護(hù)中的采樣頻率通常取為電力系統(tǒng)工頻的整數(shù)倍N，但電力系統(tǒng)運(yùn)行中，基頻可能發(fā)生變化而偏離工頻，事故狀態(tài)下偏離甚至很嚴(yán)重。（1）同時(shí)采樣。在微機(jī)繼電保護(hù)中，可以通過合適的輸人量增加某個(gè)時(shí)延再進(jìn)行采樣來實(shí)現(xiàn)。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。[7]張毅剛，劉杰 單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。[10]凌志浩，張建正 AT89C52單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]，高等教育出版社。它對(duì)于我們學(xué)生來說既有綜合性，又有探索性，它主要側(cè)重于理論知識(shí)的靈活運(yùn)用。這種做法雖然會(huì)帶來額外時(shí)延，但能大幅度減少計(jì)算量和簡(jiǎn)化軟件結(jié)構(gòu)，不過此法顯然只適用于旋轉(zhuǎn)角度很小的情況；否則延時(shí)太大，將延誤保護(hù)的動(dòng)作。一般情況下，保持各個(gè)(或某些個(gè))輸入離散化的同時(shí)性對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)才有意義。這種采樣方式會(huì)給許多算法帶來誤差。阻抗變換器可由運(yùn)算放大器構(gòu)成。但電流中間變換器在非周期分量的作用下容易飽和，線性度較差，動(dòng)態(tài)范圍也較小。由于輸入的信號(hào)往往不止一個(gè)，故由多路轉(zhuǎn)換開關(guān)逐個(gè)交給A／D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字量。 // }void main(){InitTIME()。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在計(jì)數(shù)模式時(shí)，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)不分頻。中斷控制方式效率高，所以特別適合于變換時(shí)間較長(zhǎng)的ADC。3. 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器提供的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，表示A/D轉(zhuǎn)換是否完成，并用該信號(hào)通知CPU讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。若n=12，則分辨率為12位，或分辨率為滿量程電壓的1/4096。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，如果送電線路及中性點(diǎn)接地的變壓器數(shù)目不變，則零序阻抗與零序等效網(wǎng)絡(luò)就不會(huì)發(fā)生變化。，應(yīng)根據(jù)需要裝設(shè)防止開關(guān)非全相運(yùn)行的保護(hù)，以避免由于變壓器出現(xiàn)非全相運(yùn)行使系統(tǒng)零序電流保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)于這種三相對(duì)稱系統(tǒng)的分析計(jì)算可以方便地用單相電路的方法求解。 任意一組不對(duì)稱的三相正弦電壓或電流相量都可以分解成三相對(duì)稱的分量，一組是正序分量，用下標(biāo)“1”表示，相序與原不對(duì)稱正弦量的相序一致，即A一B一C的次序，各相位互差120度。這里所接的互感器稱為零序電流互感器，三相電流的相量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。3）靈敏性靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。而在正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)對(duì)稱，負(fù)序和零序分量不會(huì)出現(xiàn)。為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全，不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)，還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測(cè)技術(shù)。 繼電保護(hù) 電力系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史繼電保護(hù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。電力系統(tǒng)運(yùn)行包括了所有這些狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)移。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。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(shí)，都可能立即在不同程度上影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。根據(jù)接地短路時(shí)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(yùn)行、單相自動(dòng)重合閘等因素對(duì)零序電流保護(hù)的運(yùn)行產(chǎn)生重要的影響，必要時(shí)需要采取相應(yīng)閉鎖裝置。繼電保護(hù)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(wù)），還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)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(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。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(fù)荷中心變電所等），輸電、配電線路和負(fù)荷中心。從20世紀(jì)50年代到90年代末，在40余年的時(shí)間里，繼電保護(hù)完成了發(fā)展的4個(gè)階段，即從電磁式保護(hù)裝置到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置、再到微機(jī)繼電保護(hù)裝置。依據(jù)可測(cè)電氣量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護(hù)。邏輯部分使保護(hù)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(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或是否動(dòng)作及是否延時(shí)等，并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。保護(hù)裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。因?yàn)槿鄙俚谝粋€(gè)，就無來源。另一組是零序分