【正文】 接受的；關鍵是 32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件 是 微機保護裝置的網(wǎng)絡化。 第三章： 10kV微機線路保護的硬件電路設計。 ：線路隔離開關、跌落式熔斷器因絕緣老化擊穿 引起；線路避雷器爆炸引起；由于線路絕緣子老化或存在缺陷擊穿引起 10kV線路異常工作狀態(tài)分析與仿真 非正弦電壓、不對稱電壓、高頻諧波等因素會使電能質(zhì)量受到嚴重影響，同時也是線路過負荷的原因。當電壓下降到額定電壓的 65%～70%時，無功靜態(tài)穩(wěn)定破壞，將發(fā)生電壓崩潰，造成大面積停電事故。同理若 HWJ上的滅磁二板管軟擊穿就會發(fā)生斷路器合上后自動跳開的現(xiàn)象。第 1段為主保護段，第 2段為后備保護段。保護時限范圍從 0s～ 600s，整定步長為 。同時， ZCH起動加速繼電器 JSJ，其延時常開接點 JSJ1閉合，為后加速保護的動作 做 好準備。000T d y低 電 壓 保 護 投 / 退P T 斷 線U a b 低 電 壓 定 值U b c 低 電 壓 定 值U c a 低 電 壓 定 值跳 閘低 電 壓 跳 閘 信 號（ 顯 示 遠 傳 ）保 護 動 作（ 中 央 信 號 ）圖 233 低電壓保護邏輯分析圖 低電壓保護的接線反應了對稱的電壓降低，但在電壓互感器 回路斷線時，低電壓保護不應動作。000圖 237低頻減載保護邏輯圖 控制回路異常告警 控制回路異常告警用于采集斷路器的跳位和合位，當控制電源正常，斷路器位置輔助觸點正常時，跳位或合位這兩個開入量 中，必有且只能有一個開入，否則經(jīng) 2s 延時報控制回路異常告警信號，同時重合閘放電，但不閉鎖保護。 廣西大學畢業(yè)設計論文 第三章 10kV 線路微機繼電保護裝置的硬件設計 25 第三章 10kV 線路 微機 繼電保護裝置的硬件設計 根據(jù)第二章所闡述的各種故障以及相應的判據(jù)，本裝置采用高性價比的ATmaga128 作為處理器進行開發(fā)設計。 三相電源單相 短路 故障電路如圖 234所示： ABCABCX / R = 1 0ABCT h r e e P h a s e F a u l t 4ABCabcT h r e e P h a s eV I M e a s u r e m e n tA B CT h r e e P h a s eS e r i e s R L C L o a d 1S co p e 4S co p e 3S co p e 2S co p eI a b cF r o m 1V a b cF r o mNABC5 0 0 k VabcM agPh as e3 P h a s eS e q u e n ce A n a l yze r 1abcM agPh as e3 P h a s eS e q u e n ce A n a l yze r 圖 234 單相接地故障電路 故障點零序電流 和電壓 如圖 235所示： 廣西大學畢業(yè)設計論文 第二章 線路保護的原理分析 22 圖 235 零序電流 和電壓 波形圖 本裝置采用的是零序 過 電流保護，當 3倍零序電流大于零序電流保護定值時， 通過算法判斷是否啟動告警或是跳閘 。此外， 10kV線路停電后，接于其上的變壓器二次側(cè) 負荷未全部斷開，線路合閘瞬間，這部分負荷電流迭加在變壓器勵磁涌流上，也增加了重合閘后加速保護誤動作的可能性。重合閘裝置在動作后，均應能夠自動復歸，準備好下一次再動作，但動作次數(shù)應符合預先的設定。因此 ,它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。 斷路器 彈簧未儲能 彈簧在任意伸長為 x 時的彈性勢能為 ： 212PE kx? (27) 在 斷路器合閘之前，首先通過儲能電機將電能轉(zhuǎn)化為動能，再將動能通過壓縮彈簧的形式儲存在彈簧里，當合閘命令到達時，通過一系列的機構(gòu)釋放彈簧里的能量使斷路器合閘。 3)電力系統(tǒng)頻率下降使異步電動機和變壓器的勵磁電流增加，使異步電動機和變壓器的無功消耗增加，從而使系統(tǒng)電壓下降。功率損耗為 : ? ?2 23 2 1 8I R I R?? (25) 2) 線路電壓過高引起線路過負載。 廣西大學畢業(yè)設計論文 第二章 線路保護的原理分析 5 第二章 線路保護的原理分析 1 0 kV 電網(wǎng)線路涉及面廣，是重要的公用基礎設施。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而可能造成誤動或拒動；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。 1994年推出 LFP90 WXH15高頻方向原理技術，逐漸運行成熟，線路保護主保護采用高頻方向、高頻距離原理為主，高頻相差原理逐漸推出。近年來隨著微型計算機和微處理機的飛速發(fā)展，計算速度不斷加快，可靠性也大為提高，微機繼電保護被廣泛使用。 這套線路保護裝置采用 ATmega128 芯片作為控制核心，硬件電路主要包括芯片外圍電路，模擬信號處理和采樣電路，開關量輸入輸出電路，電源電路和 RS485 通信電路等。 從上世紀 90年代開始我國繼電保護技術 進入 微機保護時代。 現(xiàn)代繼電保護裝置的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代繼電保護裝置的發(fā)展趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡化，智能化和保護、控制、測量以及數(shù)據(jù)通信一體化。主要介紹論文的背景和意義，國內(nèi)外繼電保護的研究現(xiàn)狀以及微機繼電保護的今后發(fā)展方向。 3. 線路引跳線斷線弧光短路故障：線路老化引起斷線以及線路過載等。由于電 網(wǎng) 中的多次諧波 大多是周期性的，因而可使用離散傅立葉分析，如圖 23所示 : 廣西大學畢業(yè)設計論文 第二章 線路保護的原理分析 8 90P h 560P h 4120P h 330P h 21 . 2 6 4 e 0 1 4P h 15M a g 51M a g 40 . 5M a g 30 . 1M a g 210M a g 1H a r m o n i c w a ve 41 V 2 0 0 H zH a r m o n i c w a ve 1 01 0 V 5 0 H z1H a r m o n i c w a ve 30 . 1 V 1 5 0 H zF u n d a m e n t a l w a ve 1 0 V 5 0 H zInM agPh as eD i s cr e t e F o u r i e r 4InM agPh as eD i s cr e t e F o u r i e r 3InM agPh as eD i s cr e t e F o u r i e r 2InM agPh as eD i s cr e t e F o u r i e r 1InM agPh as eD i s cr e t e F o u r i e r5C o n s t a n tA d d 圖 23 離散 Fourier分析高次諧波信號 圖 23中用離散 Fourier模塊分析了包含 3次， 4次， 11次諧波在內(nèi)的電壓信號，通過 Display模塊顯示出基波和 3次諧波的電壓有效值和 初 相位角 ，誤差幾乎為 0。 控制 回路中主要包括跳閘位置繼電器、合閘位置繼電器、防跳繼電器及壓力閉鎖繼電器等。 廣西大學畢業(yè)設計論文 第二章 線路保護的原理分析 13 兩段式電流保護的原理與邏輯分析 1 兩段式電流保護的原理 兩段式電流保護是對兩段的電流變化做出反應。在本裝置中， 過負荷保護以三相電流作為輸入，在與其額定負荷相對應的溫度下連續(xù)不間斷運行，當負荷電流超過允許的額定電流一段時間以后，就會出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象。若重合于永久性故障時， 后加速 保護裝置不帶時限無選擇性 動作跳開斷路器，這種方式稱為后加速 保護 ,原理圖如圖216所示： A CD LZ C HZ C HK K1 S J2 S J 12 S J 21 X J2 X J1 L P2 L P3 L PJ S JB C J3 X JK K T B JD LT QB C J1 L J2 L J3 L J1 S J2 S J 圖 216后加速保護原理圖 用加速繼電器 JSJ的瞬時閉合延時斷開常開接點 JSJ1來加速繼電保護動作。 SVC裝置的模型如圖 220所示： P h a s o r ss i nT r i g o n o m e t r i cF u n ct i o nABCT h r e e P h a s e F a u l tABCabcT h r e e P h a s eV I M e a s u r e m e n t 1ABCabcT h r e e P h a s eV I M e a s u r e m e n tB( pu )Vm (pu )ABCS t a t i c V a r C o m p e n s a t o rabcM agPhaS e q u e n ce A n a l yze r( P h a s o r T yp e ) 1abcM agPhaS e q u e n ce A n a l yze r( P h a s o r T yp e )S co p e 3S co p e 1S co p e K G a i n[ I a b c]F r o m 1[ V a b c]F r o mD i vi d e 1D i vi d eA d dNABC5 0 0 k VABCABC3 0 0 0 M V AX / R = 1 0A B C1 0 k W 1A B C1 0 k W 圖 218 SVC裝置 無功補償 的模型 模型中三相電壓為 500kV,設置三相電壓 峰值隨時間 波動 變化 ， SVC 裝置對電壓進行調(diào)整，當三相電壓降低時， SVC 輸出無功功率，當三相電壓升高時，SVC 吸收無功功率 ， 如圖 219,220 所示： 圖 219 SVC 裝置 輸出 無功功率波形圖 圖 220 SVC 裝置輸出電壓波形圖 當在電路中設置短路故障時 ,SVC 通過輸出或吸收無功功率調(diào)節(jié)電壓， 如圖所示 ： 圖 221 SVC 裝置輸出電壓波形圖 圖 222 SVC 裝置 輸出 無功功率 波形圖 雙電源供電 系統(tǒng) SVC模型 如圖 223所示： 廣西大學畢業(yè)設計論文 第二章 線路保護的原理分析 19 P h a s o r sABCT h r e e P h a s e F a u l tABCabcT h r e e P h a s e B r e a k e rABCabcT h r e e P h a s eV I M e a s u r e m e n tB( pu )Vm (pu )ABCS t a t i c V a r C o m p e n s a t o rS co p e 2S co p e 1NABC5 0 0 k V 3 0 0 0 M V ANABC5 0 0 k V 3 0 0 0 M V AA B C3 0 0 M WABCABC3 0 0 0 M V AX / R = 1 0ABCabc2A B C1 0 M W1 0 0 k m 11 0 0 k mABCabc1A B C1 0 M W 圖 223 雙電源供電 SVC系統(tǒng) 當設置單側(cè)三相電源電壓峰值隨時間波動， SVC輸出或吸收無功功率如圖所示： 圖 224 單側(cè)電壓波動 SVC輸出無功功率 波形圖 圖 225 SVC輸出波動 電壓 波形