微机型阻抗继电器设计
LZ-22阻抗继电器的应用研究与特性校验方案设计
本科毕业论文(设计)题目：LZ-22阻抗继电器的应用研究与特性校验方案设计学院：自动化工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：候树宁指导教师：隋岗2015 年5月30 日Study on Application of design and calibration of LZ-22 impedancerelay摘要在自动控制电路中，继电保护装置起到了自动调节、安全保护、转换电路等作用。
为此，进行了本文的研究与设计。
首先对该继电保护装置的原理进行理论性分析与动作方程式的验证，之后就该装置的组成部分：交流形成回路、整流比相回路、执行回路三部分组成。
为了检验该继电保护装置，采用了一般性检验、执行元件动作电流和返回电流检验、整定变压器T抽头正确性检验、电抗变压器TL的检验、最大灵敏角及动作阻抗特性Z OP=f()试验、最小整定值误差的测试等检验项目和要求。
最后就检验项目根据检验要求设计试验方案，完成对执行元件动作电流和返回电流的检验等数据的记录，与文献资料数据进行对照基本一致。
关键词继电保护距离保护整定计算特性校验AbstractIn the automatic control circuit, relay protection device to automatically adjust, safety protection, conversion circuit etc. Therefore, the research and design of this paper. Firstly, the principle of verification of relay protection device using theoretical analysis and motion equations, then on the device part: AC circuit, rectifier circuit is formed, the execution circuit of three parts. In order to test the relay protection device, using the general test, the actuator action current and the return current test, setting T verification, tap transformer reactance transformer TL test, angle of maximum sensitivity and action (test), Z OP=f（fimpedance minimum setting test error inspection items and requirements. Finally, according to theinspection item inspection requirements design, completion of the implementation of components operating current and return current test data records, were consistent with the literature data.Keywords Relay protection Distance protection Distance protection Characteristic check目录前言 (3)第1章电网继电保护1.1 电网继电保护的回首与展望.......................................................... 错误！未定义书签。
微机继电保护测试仪阻抗继电器试验怎么做
微机继电保护测试仪阻抗继电器试验怎么做电力继电器和变压器经常需要定期进行检测，用来判断其性能的好坏，以及细微的故障点，因此需要用到微机继电保护测试仪，同时阻抗继电器试验是微机继电保护测试仪一个比较常规的试验项目，很多电力工作者都很难掌握其要领，本文就以YTC1000微机继电保护测试仪为例，来给大家简单介绍微机继电保护测试仪阻抗继电器试验怎么做。
继电器类型：根据待测试继电器的类型，程序提供了两种常见的继电器类型，包括“接地阻抗”和“相间阻抗”。
返回方式：选择“动作继续”时，无论继电器是否动作，程序都会从起点变化到终点；选择“动作返回”时，一旦程序确认继电器动作，则改变变化方向，向起点返回。
试验电压：选择试验时输出的电压通道。
试验电流：选择试验时输出的电流通道。
整定阻抗：设置待测阻抗继电器的阻抗整定值。
允许误差：待测阻抗继电器允许的阻抗误差范围。
额定电压：待测试继电器的额定电压。
额定电流：待测试继电器的额定电流。
频率：输出至待测试继电器交流电压、电流的频率。
防抖动时间：当保护装置的动作接点闭合或打开时间小于该时间，则接点动作不被确认。
灵敏角起始角度：电压角度变化的起点。
结束角度：电压角度变化的终点。
角度步长：电压角度变化的步长。
间隔时间：电压角度按步长变化时，每一次变化的保持时间。
一般地，该值应大于继电器的动作时间。
动作阻抗起始电压：电压幅值变化的起点。
结束电压：电压幅值变化的终点。
电压步长：电压幅值变化的步长。
电压角度：电压和电流的夹角。
间隔时间：电压幅值按步长变化时，每一次变化的保持时间。
一般地，该值应大于继电器的动作时间。
动作时间各变量从故障前状态进入故障状态后开始计时，当开入量接点的状态发生翻转停止计时。
故障前时间：故障前状态的输出时间。
故障前电压：故障前时间里的输出电压大小。
故障前电压角：故障前时间里的输出电压角度。
故障前电流：故障前时间里的输出电流大小。
故障时间：故障状态的输出时间。
故障电压：故障时间里的输出电压大小。
微机继电保护设计研究
微机继电保护设计研究运行过程中的电力系统，由于雷击、倒塌、内部过压或者错误的运行操作等都会造成故障及危害，一旦发现故障，我们就必须迅速采取并确保系统的可靠运行。
当电气设备出现问题时，应根据系统运行的维护要求，确定出相应的保护动作。
为了确保电力系统能够安全可靠的运行，继电保护装置就此运应而生。
随着计算机技术和电子技术的发展，使电力系统的继电保护突破了传统的电磁型、晶体管型及集成电路型继电保护形式，出现了微型机、微控制器为核心的继电保护形式，这种保护形势称为电力系统微机继电保护。
微机继电保护的原理和特点传统的模拟式继电保护是根据电力系统中的模拟量（电压U、电流I）进行工作的，也就是将采集的模拟量与给定的机械量（弹簧力矩）、电气量（门槛电压）进行对比和逻辑运算，做出判断，从而完成相应的保护。
机电保护装置满足的四项基本要求依次是灵敏性、选择性、速动性、可靠性。
继电保护装置工作原理包括以下三部分：1.信号检测部分、2.逻辑判断部分、3.保护动作部分。
其具体工作流程如下：信号检测部分从被保护侧采集相应的模拟量和开关量，传送到逻辑判断部分，通过算法进行处理，将所得结果与给定的整定值进行对比，判断系统是否出现故障并发出相应的动作命令，最终再由保护动作部分执行相应的动作。
现代微机保护则是将电力系统的模拟量（电压U、电流I）进行采样和编码之后，转换成数字量，通过微型计算机进行分析、运算和判断，从而实现电力系统的继电保护。
微机继电保护具有的特点：稳定性好、逻辑判断准确、设备维护方便、设备附加值高、适应性强。
微机继电保护的设计微机继电保护的设计分为硬件设计和软件设计两部分。
微机继电保护的硬件设计，从功能上讲，微机保护装置包括五个部分：数据采集单元，数据处理单元（CPU），开关量输入输出回路，人机接口部分和电源回路。
微机继电保护的软件设计中，系统软件是整个保护装置的灵魂，基于各个硬件设备的基础之上实现线路继电保护及监控的各种功能。
短路和系统振荡对阻抗继电器的影响设计说明书
word版本. 毕业设计说明书(论文)短路和系统振荡对阻抗继电器的影响Undergraduate Design(Thesis)SHORT CIRCUIT AND OSCILLATION OF THE INFLUENCE OFPOWER IMPEDANCE RELAYSupervised byLECTURER GU YanSchool of Electric Power EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune 2011word版本.摘要在现代电网中，随着超高压、大容量、远距离输电线路的不断增多，对电力系统的继电保护装置提出了更高、更严格的要求。
短路伴随振荡条件下距离继电器动作行为的分析是一项十分重要的工作，振荡是电力系统中一种较为多见的异常运行状态。
引起振荡的原因有很多，电力系统振荡会引起距离保护的误动，如何防止振荡引起距离保护的误动一直是继电保护工作者的重要课题。
本文介绍了距离保护在高压电路中的必要性，以及我国传统和目前几种阻抗继电器的原理,介绍了几种常见的阻抗圆特性并给出了动作方程和动作区域的图形；分析了对距离保护的影响；振荡对距离保护的影响。
经过分析表明：短路时，电流和电压量突变。
而振荡时，电气量呈现周期性变化，可能造成保护误动作。
关键词距离保护，短路，振荡，阻抗动作特性AbstractIn the modern grid, along with the ultrahigh pressure, high capacity, long distance transmission lines of power system, increasing the relay protection device put forward higher, more stringent requirements. Short circuit with oscillation condition distance relay action behavior analysis is a very important work, is a kind of electric power system oscillation less than seen abnormal operating condition. Cause oscillation of electric power system, there are many reasons caused the oscillations distance protection maloperation causes, how to prevent the oscillation maloperation distance protection has been an important subject of relay protection workers.This paper introduces in high voltage circuit distance protection, and the necessity of traditional Chinese and at present the principle of several impedance relay, introduces several common impedance circle characters and gives the movement equation and action area graphics; Analyses the influence of distance protection; The influence of distance protection oscillations. After analysis shows that the voltages and currentsshort-circuit, quantity mutations. But oscillates, present cyclical change electric parameters, may cause the protection misoperation.Key Words distance protection，short-circuit，power swing，operating characteristics目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 我国阻抗继电器研究现状 (1)1.3 距离保护构成 (3)2 几种常见的阻抗继电器动作特性和动作方程 (5)2.1 圆特性阻抗继电器 (5)2.2 四边形特性阻抗元件 (10)3 存在过渡电阻短路时对距离保护的影响 (13)3.1 短路点过渡电阻的性质 (13)3.2 单侧电源线路上过渡电阻的影响 (14)3.3 双侧电源上过渡电阻的影响 (15)3.4 过渡电阻对不同动作特性阻抗元件的影响 (16)3.5 防止过渡电阻影响的方法 (17)4 振荡对距离保护的影响 (20)4.1 电力系统振荡对距离保护的影响 (20)4.2 振荡闭锁 (25)5 MATLAB的仿真 (31)5.1 MATLAB软件概述 (31)5.2 仿真模型的建立与分析 (32)5.3 仿真结果分析 (33)6 总结 (39)词 (40)参考文献 (41)附录1 外文资料翻译 (42)A1.1 分布式发电系统中燃料电池和蓄电池组的控制算法 (42)A1.2 Control Algorithm of Fuel Cell and Batteries for Distributed Generation System ............................................... - 541 绪论1.1 引言随着我国的国民经济高速发展，用电负荷的要求越来越高，用户对于电能的质量要求越来越高，对于电能的可靠性提出了更高的要求，所以对于继电保护装置的可靠性，选择性，速动性和灵敏性都有着很高的要求。
微机继电保护设计
基于89c51单片机的继电保护装置的硬件设计张银龙２００９０１１００３２９电气０９－３（订单）1.1继电保护的发展趋势继电保护技术未来趋势是向计算机化、网络化、智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
1）计算机化计算机硬件迅猛发展，系统集成度越来越高。
单一处理器的处理速度和处理能力不断提高，处理速度的不断提高为单一芯片作为微机继电保护技术奠定了基础。
89C51作为32位芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。
CPU寄存器、数据总线、地址总线都是32位，具有存储器管理功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。
2）网络化计算机网络作为信息和数据通信的工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活面貌发生了根本变化。
它深刻影响着个个工业领域，也为各个领域提供了强有力的通信手段。
继电保护作用不只是限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统与重合闸装置分析这些信息和数据基础上协调动作，保证系统安全稳定运行。
显然，实现这种系统保护基本条件是将全系统各主要设备保护装置用计算机网络联系起来，亦即实现微机保护装置网络化。
3）保护、控制、测量、数据通信一体化实现继电保护计算机化和网络化条件下，保护装置实际上市一台高性能，多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。
它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可以将它所获被保护元件任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。
每个微机保护装置可完成继电保护功能，无故障正常运行下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化、4）智能化今年来，人工智能技术在电力系统等各个领域都得到了应用，继电保护领域应用研究也已开始。
神经网络是一种非线性映射方法，很多难以列出方程或难解的复杂问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。
1.2继电保护的基本任务继电保护的基本任务包括：1）自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分恢复正常运行。
阻抗继电器
实际上由于互感器的误差，直线 形动作特性不能采用的，必须扩 大保护区。 4.2.1 圆特性阻抗继电器
1、全阻抗继电器
jX
Z set
Zm
R
动作方程：
Z m Z set
圆的半径为整定阻抗； 全阻抗 继电器 的特点
圆内为动作区；
动作不具有方向性。
动作方程两边同乘以测量电流,则方程为
I Z U m m set
小 结
2）整定阻抗：一般取保护安装点到保 护范围末端线路的阻抗； 3）动作阻抗：使阻抗继电器动作 的最大测量阻抗。
4.2.2多边形阻抗继电器 多边型阻抗继电器反应故障点过渡电阻能 力强、躲过负荷能力好，因此在微机保护中 应用的相对广泛。
α
1、四边 形阻抗 继电器
α3 α2
动作方程：
X set 2 X m X set1
Zm 0.5(1 )Zset 0.5(1 )Zset
当 1时 ，方程为；
Z m Z set
当 0时 ，方程为：
Z m 0.5Z set 0.5Z set
偏移特性阻抗继电器比相形式动作方程：
jX
Z set
Zm
C
R
D
Z set
Z Z C set m
2、方向阻抗继电器
jX
z set
Z m 0.5Z set
Zm
R
1 1 动作方程： zm 2 Z set 2 Z set
方向阻抗继电器以电压形式表示的动作 方程为：
1 1 K uvU m K ur I m K ur I m 2 2
Z m 0.5Z set 0.5Z set
3.3-阻抗继电器的实现方法
(3 3Km )ZM1 (3 3K )Zset ZM 0 ) 3Rk ZM1
2Zk Zk0 3Rk (3 3K )Zset 2Zk Zk0 3Rk (ZM1 ZM 0 )
Zk
Zk
1 1 K
Rk
Zset
1 1 K
Rk
2 3Km 3 3K
IARg 3IA1Rg
IA1 Zk ZM1 IA1
EMA 3IA1Rg 2IA（1 Zk ZM1) IA（1 Zk0 ZM0)
IA1
（2 Zk
ZM1)
E MA （Z k 0
ZM
0)
3Rg
E MA
~
M 1 IA
×
U k k
则相位动作条件又可写为：
90
arg
U U
C D
90
TA
UR
R
相
KI Im
UC
位 比
KUU m
较 回
路
TV
KUU m U D
UC KI Im KUU m
U D KUU m
90
arg
KI Im KUUm KUU m
90
90
Zset / 2
Zset Zm Zm
3.3.3 比较工作电压相位法实现的故障区判断
比较工作电压相位法的缺陷：
当正向出口或反向出口出现短路的时候， U（m或者说 Z）m
的值都非常小，所以保护容易出现正方向出口拒动和反方向
出口误动的情况。
又称为电参压考U电m 压的或作极用化就电是压作。为直判接断用UUomp相作位为的比参相考的，参所考以电
110KV线路的微机保护配置及选型
110KV线路的微机保护配置及选型以前传统的线路保护大多使用的是整流型或晶体管型继电保护装置。
随着社会经济的发展，城乡电网规模不断扩大，电网结构日趋复杂，特别是目前我国的电力工业已开始进入“大电网”、“大机组”、“超高压交、直流输电”、“电网调度自动化”、“状态检修”等新技术发展的新阶段。
这无论在选择性,可靠性,灵敏性还是快速性上都对继电保护设备都提出了更高的要求.微机计算机继电保护是一种数字式继电保护,是基于可编程数字电路技术和实时数字信号处理技术实现的电力系统继电保护.与以前传统的保护相比较微机保护具有维护调试方便，可靠性很高，易于获得各种附加功能，灵活性大，保护性能得到改善，经济性好等特点。
从而成为了现在使用最为广泛的保护方式之一.目前,国内外已研制出以32位数字信号处理器为硬件基础的保护,控制,测量及数据通信一体化的微机保护综合控制装置,并将一些人工智能技术引入微机保护中,如人工神经网络,模糊理论实现故障类型判别,故障测距,方向保护,主设备保护等新方法.用小波理论的数字手段分析故障产生信号的整个频带信息并用于实现故障检测.这些人工智能技术不仅为提高故障判别精确度提供了手段,而且使某些基于单一工频信号的传统算法难以识别的问题得到解决.目前,微机保护正沿着微机保护网络化,智能化,自适应和保护,控制,测量,信号,数据通信一体化的方向发展数字型微机保护是什么?模拟型阻抗保护是什么?这两种保护各自有什么特点?又有什么关系?这两种保护各自的整定原则是什么?如何根据要求设计一电气主接线图?如何对主接线图中具体线路进行模拟型阻抗保护的选型配制?如何对指定线路进行微机保护的整定和配制和计算?如何对数字微机保护进行算法优劣的比较?并说明收敛精度?在阅读完参考书籍和期刊论文后，我对这个课题有了进一步的理解，下面是我对各参考文献的理解，为后期毕业设计打下基础。
用规定的设备图形和文字符号,按照各电气设备的连接顺序而绘成的能够全面表示电气主接线的电路图,称为电气主接线图.主接线图中还标注出各主要设备的型号,规格和数量.电气主接线分为有汇流母线和无汇流母线两大类.简单单母线单母线单母线分段单母线带旁路有汇流母线简单双母线双母线分段双母线3/2断路器双母线电气主接线图双母线带旁路变压器母线接线单元及扩大单元接线无汇流母线桥型接线内桥接线角形接线外桥接线对于各种不同的接线方式的优缺点在这里不加细说.阻抗保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值：U/I=Z，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。
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摘
要
随着我国电力工业的飞速发展，对电力供应的安全性和可靠性的要求也越来越 高， 而继电保护则是实现电力供应安全可靠的不可缺少的措施之一。 在继电保护中， 应用得最为广泛的保护方式是距离保护，它是一种在电网中能够快速切断故障的保 护，相比较于其他的保护方式，其受电力系统的结构和运行方式的影响低，灵敏度 高，所以在结构复杂的高压电网中被广泛使用。距离保护系统的核心组成元件是阻 抗继电器，其主要作用是测量短路点到保护安装处的距离。随着计算机通讯技术和 集成电路设计的飞速发展，微机保护的技术不断得到完善，阻抗继电器在经历了电 磁型、电子型的发展阶段后，向微机型发展已成为普遍趋势。 本次设计尝试了如何设计基于微机的阻抗继电器装置，总结出了实现微机阻抗 继电器的电路原理方案和软件设计方法，并针对所设计电路的某独立功能制作相应 的硬件接口装置。本次设计具体所做的工作有：介绍距离保护的作用及原理，分析 距离保护的整定方法和整定计算；对三种特性阻抗继电器分析，设计阻抗继电器的 各个模块电路，并制作相应地硬件演示装置；编写系统软件程序；介绍系统振荡及 振荡时带来的影响，阐述了针对系统振荡采取的具体措施。 关键词：继电保护；距离保护；阻抗继电器；微机；软件；系统振荡
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Abstract
Hale Waihona Puke With the rapid development of China's power industry, the security and reliability of the power requirement is also getting higher and higher.and the relay protection is one of the indispensable measures to achieve safe and reliable power supply. The distance protection is the most widely method used in the relay protection .It is a kind of protection which can quickly cut off the fault in the power network .Compared with the other protection methods .It is not affected by the structure and operation mode of the power system and its sensitivity is very high .So it is widely used in high voltage power network .The core component of distance protection system is the impedance relay which the main function is to measure the short circuit point to protect the installation distance .With the rapid development of computer communication technology and integrated circuit design and the technology of microcomputer protection is continuously improved .Impedance relay has experienced the electromagnetic, electronic development stage, the development of micro models has become a common trend. In this design，how to an impedance relay device based on microcomputer is designed and the circuit principle scheme and software design method of microcomputer based impedance relay has been summaried. According to the independent function of the designed circuit, the corresponding hardware interface device is made. This design of the specific work: Introducing the function and principle of distance protection, Analysising of distance protection setting method; Analysising of three kinds of characteristic impedance relay, designing each module circuit in impedance relay, and make corresponding hardware demonstration device; Designingsystem software; Introducing the effects of system oscillation and oscillation, the specific measures taken for the oscillation of the system are expounded. Key Words：Microcomputer protection; Distance protection; Impedance relay; Software; System oscillation