【正文】 由于 ? 為設(shè)計(jì)的移相角度，所以， sin? 和 cos? 兩個(gè)參數(shù)可以事先算出來，成為已知的常數(shù)。 在分別求得 A， B， C 三相基波的實(shí)部和虛部參數(shù)后，還可以求得基波的對稱分量，從而實(shí)現(xiàn)對稱分量濾過器的功能。求基波的對稱 分量的公式為 F? 1A=31 （ X? 1A+aX? 1B+a2X? 1c） F? 2A=31 (X? 1A + a2X? 1B +aX? 1c) F? 3A=31 (X? 1A+X? 1B+X? 1c) 式中 F? 1A， F? 2A， F? 3A—— 分別為 A 相的正序，負(fù)序和零序的對稱分量； X? 1A， X? 1B， X? 1c———— 分別為 A， B， C 三相的 基波分量； ? =1∠ 1200。 順便指出，將式（ 37）和式（ 38）改為下列表達(dá)式，即可求得任意 n 次諧渤海船舶職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)（論文） ） 17 波的振幅和相位，適用于諧波分析。當(dāng)然，被分析的最高諧波次數(shù)與采樣頻率之間，應(yīng)滿足采樣定理。 an=N1[2???11Nk kxsin(knN?2)] (37) bn=N1[x0+2???11Nk kxcos(knN?2)+xn] (38) 式中 n諧波次數(shù)。 同樣， n 次分量正余弦的振幅已經(jīng)消除了直流分量、基波和 n 次以外的整次諧波分量的影響。 本次繼電保護(hù)需要計(jì)算出零序電流，我們利用上面傅式算法中計(jì)算出的三相電流基波分量的實(shí)、需部 IaA、 IbA、 IaB、 IbB、 IaC、 IbC及 I1SC計(jì)算三相電流的零序分量。 A 相零序電流與三相電流的關(guān)系為 3 CBA IIII ???? ???0 將實(shí)部和需部分開，得到 3IaA0=IaA+IaB+IaC 3IbA0=IbA+IbB+IbC 于是我們便得到零序電流的幅值為 I0m=020231 bAaA II ? 通常零序電流的整定按照正負(fù)序電流的 。 高頻距離參數(shù)計(jì)算及動作值整定 圓特性的阻抗繼電器整定值較小時(shí)，保護(hù)范圍受過度電阻的影響大；而當(dāng)整定值較大時(shí)，躲過負(fù)載的能力又差。為此，很多距離保護(hù)中的阻抗測量元件均采用了具有四邊形動作特性的阻抗元件。如圖 32所示。 對于單項(xiàng)接地短路來說短路帶過度電阻的情況更為嚴(yán)重， 甚至成為警告阻抗接地短路。根據(jù)單項(xiàng)帶過渡電阻接地短路的特性及對阻抗動作特性的要求，在第一象限電抗動作特性的動作方程： 渤海船舶職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)（論文） ） 18 圖 四邊形動作特性 第一象限 Xm≤ XsetRmtg223。 電阻動作特性的動作方程： Rm≤ Rset+Xmctgа 3 第二象限電抗動作特性的動作方程： Xm≤ Xet 電阻動作特性的動作方程： Rm≥ Xmtgа 4 第四象限電抗動作特性的動作方程： Rm≤ Rset 電阻動作特性的動作方程： Xm≥ Rmtgа 1 動作判據(jù) ： Rmtgа 1 ≤ Xm≤ XsetRmtg223。 Xmtgа 4 ≤ Rm≤ Rset+Xmctgа 3 其中 а 1=20? （а 1為保證被保護(hù)線路出口帶過渡電阻短路時(shí)阻抗元件不拒動的角） 223。=7? 10? （ tg223。=81 ） (223。 為防止在雙電源網(wǎng)絡(luò)中帶過渡電阻短路時(shí)的阻元件見誤動的角 ) а 3 一般取 60? а 4 =а 1（為保證區(qū)內(nèi)金屬短路阻抗元件可靠動作的角） 本次設(shè)計(jì)選用的是 LGJ185 的導(dǎo)線， 電阻 ，電抗在均距（ 2500mm）時(shí)為 ，假設(shè)線路長度為 43Km 。 Rm= 43=(Ω ) Xm= 43=(Ω ) β α4 α1 Xset Rset α3 α2 R jx 渤海船舶職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)（論文） ） 19 第一象限的整點(diǎn)值： Xm≤ XsetRmtg223。 Rm≤ Rset+Xmctgа 3 代入數(shù)據(jù)為： ≤ 81 Xset≥ (Ω ) 即 ≤ Rset + 373 Rset≥ 第二象限的整定值： Xm≤ Xet Xset≥ (Ω ) Rm≥ Xmtgа 4 ≥ ? ≥ 第四象限的整定值為： Rm≤ Rset Rset≥ Xm≥ Rmtgа ≥ ? ≥ 動作判據(jù)為： Rmtgа 1 ≤ Xm≤ XsetRmtg223。 Xmtgа 4 ≤ Rm≤ Rset+Xmctgа 3 代入數(shù)據(jù)為： ≤ ≤ ≤ ≤ Rset= 高頻零序參數(shù)計(jì)算及動作值整定 零序保護(hù)整定值按正負(fù)序的 倍整定 第一象限 Xset? ≥ Reset? ≥ 第二象限 Xset≥ 渤海船舶職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)（論文） ） 20 第四象限 Rset≥ 動作判據(jù)為 ≤ ≤ Xset? ≤ ≤ Rset? + 渤海船舶職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)（論文） ） 21 第 4章 高頻保護(hù)軟件設(shè)計(jì) 高頻保護(hù)功能概述 本保護(hù)包含高頻距離保護(hù)和高頻零序方向保護(hù)。分別反映相間故障和單相接地故障。 (1)該保護(hù)有相電流差突變量原理的啟動元件 D11．當(dāng)線路在保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)，該啟動元件動作．驅(qū)動其執(zhí)行繼電器 KST，同時(shí)使保護(hù)進(jìn)入故障處理程序，進(jìn)行故障計(jì)算。 (2)啟動元件動作進(jìn)人故障處理程序后，將執(zhí)行 — 段相電流差突變量原理的選相程序，以 判斷故障類型和相別。判為相問故障時(shí)，則計(jì)算故障相間阻抗，由帶記億的多邊形動作特性的阻抗元件判別方向。正方向時(shí)驅(qū)動停信繼電器 KHS ，等待對側(cè)信息。符合出口條件時(shí)出口三跳；若判為反方向故障，直接進(jìn)人振蕩閉鎖程序。 若判為單相接地故障，由零序功率方向元件判別方向，兩側(cè)均為正方向時(shí)，60ms 內(nèi)出口選相跳閘：反方向時(shí)則進(jìn)入振蕩閉鎖程序。 (3)高頻距離保護(hù)開放 100ms。高頻零序保護(hù)不需振蕩閉鎖，在第一次故障時(shí)不帶延時(shí)，但 60ms 內(nèi)不動作，以后再動作需帶 60ms 延時(shí)．其目的是防止零序功率倒向引起高頻零序保護(hù)的誤動 。在振蕩閉鎖狀態(tài)中，高頻零序動作，作用于三跳不選相。在振蕩閉鎖程序中設(shè)有阻抗元件、相電流元件及零序電流元件，用于判別振蕩是否停息，若上述三個(gè)元件持續(xù) 4s 均不動作．說明故障已切除，振蕩已停息，保護(hù)整組復(fù)歸。 (4)本線路非全相運(yùn)行時(shí)，高頻距離保護(hù)和高頻零序保護(hù)退出工作，不再利用通道，此時(shí)利用反應(yīng)兩健全相電流差突變量元件 D12 來判斷健全相是行發(fā)生故障，并用阻抗確認(rèn)。一旦確認(rèn)為健全相又故障，立即出口三跳：為保證可靠切除出口發(fā)展性故障，阻抗元件特性帶偏移。 (5)手投故障線路或重合于永久性故障時(shí)，高頻距離保護(hù)計(jì)算阻 抗在保護(hù)區(qū)內(nèi)時(shí)則瞬時(shí)三跳，此時(shí)本保護(hù)不受對側(cè)高頻信號的閉鎖，所用阻抗特性也與高頻距離保護(hù)中阻抗判別元件相同。為了可靠切除出口故障，特性略帶偏移。重合后的瞬時(shí)加速功能可在整定時(shí)利用控制字投入或退出。 (6)本保護(hù)可以由定值單中的控制字選擇為閉鎖式或允許式兩種工作方式。 a工作在高頻閉鎖方式時(shí) 渤海船舶職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)（論文） ） 22 發(fā)信：由 CPUl 高頻保護(hù)驅(qū)動的 KST 觸點(diǎn)控制 停信：由 CPUl 驅(qū)動的 KHS 觸點(diǎn)控制．停信條件是 :相間故障時(shí)為正方向且區(qū)內(nèi)故障，單相接地時(shí)為正方向且 3I。和 3U0大于整定值 . 出口跳閘條件：兩側(cè)均為正 方向 :啟動后至少先收到高頻傳號持續(xù) 5ms 后才停信收不到對側(cè)高頻信號。 b 工作在高頻允許方式時(shí) 由 KHS 繼電器的常開觸點(diǎn)控制發(fā)允許信號，出口條件為：本側(cè)正方向且收到跳頻信號 (若通道阻塞其出口條件為：本側(cè)判定正方向且導(dǎo)頻消失 )： (7)高頻零序保護(hù)所采用的 3Uo 由三相電壓相加而得 (通常稱自產(chǎn) 3U。 )，當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)自動切換到開口三角側(cè)，此時(shí)高頻距離自動退出工作，重合閘后的阻抗加速部分也自動退出。高頻零序保護(hù)仍繼續(xù)運(yùn)行。高頻保護(hù)不發(fā)斷線告警信號，由距離保護(hù)告警。 高頻保護(hù)程序設(shè)計(jì) 高頻保護(hù) 軟件由三部分組成，它們是主程序、中斷服務(wù)程序和故障處理程序。 主程序主要包括上電或復(fù)位后對該保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行初始化、各種自檢、振蕩閉鎖和打印報(bào)告等功能。中斷服務(wù)程序主要包括采樣、電流電壓求和自檢、突變量啟動元件 D11 等功能。故障處理程序主要功能是完成故障計(jì)算、邏輯比較和跳閘邏輯，以實(shí)現(xiàn)高頻保護(hù)功能。 上電或復(fù)位后， CPU 執(zhí)行主程序，在系統(tǒng)初始化后開放中斷，程序進(jìn)人自檢循環(huán)，每隔 Ts時(shí)間主程序被中斷一次，響應(yīng)中斷后執(zhí)行中斷服務(wù)程序；若被保護(hù)線路無故障，突變量元件 DIl 不動作，在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，仍返回到中斷前 的位置，繼續(xù)執(zhí)行主程序，進(jìn)行循環(huán)自檢。若線路發(fā)生故障， DIl 感受到電流突變量而啟動．先將存放在堆棧中的中斷返回地址 (自檢循環(huán)中的某一地址 )修改為故障處理程序的入口地址，然后再從中斷返回，此時(shí)實(shí)際上返回到故障處理程序人口，因而不再執(zhí)行主程序而進(jìn)人故障處理程序。在故障處理程序中要進(jìn)行故障計(jì)算．若故障發(fā)生在保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)正確動作，在跳閘及合閘循環(huán)后，回到主程序中部的整組復(fù)歸入口，保護(hù)整組復(fù)歸；若是區(qū)外故障，將進(jìn)人振蕩閉鎖程序模塊，當(dāng)在振蕩閉鎖模塊確認(rèn)系統(tǒng)穩(wěn)定后保護(hù)整組復(fù)歸。 高頻保護(hù)的主程序流程圖說明 1．初始化 高頻保護(hù)的主程序流程圖如圖 所示，現(xiàn)說明如下： 渤海船舶職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)（論文） ） 23 初始化分三部分： 初始化 (一 )是不論保護(hù)是否在運(yùn)行位置都必須要進(jìn)行的初始化項(xiàng)目，它主要 是對堆棧、串行口、定時(shí)器及有關(guān)并行口韌始化。對于并行口應(yīng)規(guī)定每 — 個(gè)端口用作輸入還是輸出，用作輸出則還要賦以正常值，使所有繼電器都不動作。 初始化 (二 )是在運(yùn)行方式下才需進(jìn)行的項(xiàng)目，它主要是對采樣定時(shí)器的初始化，控制采樣周期為 5/3ms，同時(shí)對 RAM 區(qū)中有關(guān)軟件計(jì)數(shù)器和標(biāo)志清零等。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化是裝置在通過全面自檢后進(jìn)行．主要是將采樣數(shù)據(jù) 寄存區(qū)地 址指針初始化，即把存放各通道采樣值轉(zhuǎn)換結(jié)果的循環(huán)寄存區(qū)的首地址存人指針。 2．自檢 (1)RAM 區(qū)的讀寫自檢：對 RAM 區(qū)的每一個(gè)地址單元都要進(jìn)行讀寫檢查，其方法是 :先寫入一個(gè)數(shù)，然后讀回。若讀回的值與所寫入的一致，說明該單元完好．否則將告警：對單片機(jī)內(nèi)的 RAM報(bào)告“ BADRAM”；對片外擴(kuò)展的