输电线路微机继电保护系统设计
110kV区域电网的继电保护设计
11、对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序过电流保护。
本题目中的G1、G2、G3发电机额定容量分别为50MW、50MW、70MW，均小于100MW，因此要装设的保护有：纵联差动保护（与发电机变压器共用）、匝间短路保护、定子接地保护G3可多装设一组负序过电流保护。
由此可得：本次设计的变压器主保护为：瓦斯保护、纵联差动保护；后备保护为：复合电压启动的过电流保护、零序电流电压保护、过负荷保护。
1.5线路保护配置
在110-220kV中性点直接接地电网中，线路的保护以以下原则配置：
（1）对于相间短路，单侧电源单回线路，可装设三相多段式电流电压保护作为相间短路保护。如不满足灵敏度要求，应装设多段式距离保护。双电源单回线路，可装设多段式距离保护，如不能满足灵敏度和速动性的要求时，则应加装高频保护作为主保护，把多段式距离保护作为后备保护。
4、对于采用发电机变压器组单元接线的发电机，容量在对100MW以下的，应装设保护区小于90%的定子接地保护;容量在100MW以上的，应装设保护区为100%的定子接地保护；
5、1MW以上的水轮发电机，应装设一点接地保护装置；
6、与母线直接连接的发电机，当单相接地故障电流大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置；
正序阻抗
零序阻抗
线路阻抗标幺值的计算：
正序阻抗
零序阻抗
式中： ——每公里线路正序阻抗值Ω/ km
——每公里线路零序阻抗值Ω/km
——线路长度km
——基准电压115kV
——基准容量100MVA
(完整word版)电力系统继电保护课程设计1(word文档良心出品)
1 设计原始材料1.1 具体题目一台双绕组降压变压器的容量为20MV A，电压比为35±2×2.5%/6.6kV，Y，d11接线；采用BCH-2型继电器。
求差动保护的动作电流。
已知：6.6kV外部短路的最大三相短路电流为10536A；35kV侧电流互感器变比为600/5，35kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取。
试对变压器进行相关保护的设计。
1.2 要完成的内容For personal use only in study and research; not for commercial use对变压器进行主保护和后备保护的设计、配置、整定计算和校验。
2 分析要设计的课题内容（保护方式的确定）2.1 设计规程For personal use only in study and research; not for commercial use根据设计技术规范的规定，针对变压器的各种故障、不正常工作状态和变压器容量，应装设相应的保护装置。
(1)对800kV A以上的油侵式变压器：应装设瓦斯保护做为变压器内部故障的保护。
(2)对于变压器的引出线、套管和内部故障：①并联运行、容量为6300kV A及以上,单台运行、容量为10000kV A及以上的变压器，应装设纵差动保护。
②并联运行、容量为6300kV A及以下，单台运行、容量为10000kV A及以下的变压器，应装设电流速断保护。
2000kV A及以上的变压器，如果电流速断保护的灵敏度不能满足要求，应装设纵差动保护。
(3)对于由外部相同短路引起的遍野器过电流，应装设过电流保护。
如果灵敏度不能满足要求，可以装设低电压启动的过电流保护。
(4)对于一项接地故障，应装设零序电流保护。
(5)对于400kV A及以上的变压器，应根据其过负荷的能力，装设过负荷保护。
(6)对于过热应装设温度信号保护。
2.2 本设计的保护配置2.2.1 主保护配置电流纵差动保护不但能区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除区内各种故障，具有明显的优点。
电力系统110KV_线路的继电保护方式进行保护配置及整定计算
第一章绪论第 1.1节继电保护的作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。
电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。
但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。
因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。
故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。
为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制。
这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。
第1.2节对电力系统继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1.2.1选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
1.2.2速动性：是指快速地切除故障，以提高电力系统并列运行稳定，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及小故障元件的损坏程度。
因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作，切除故障。
1.2.3灵敏度：是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。
1.2.4可靠性：是指在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。
而在不属于该保护动作的其它任何情况下，则不应该动作（即不误动）。
可靠性取决于保护装置本身的设计、制造、安装、运行维护等因素。
一般来说，保护装置的组成元件质量越好、接线越简单、回路中继电器的触点和接插件数越少，保护装置就越可靠。
同时，保护装置的恰当的配置与选用、正确地安装与调试、良好的运行维护。
对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。
保护的误动和拒动都会给电力系统造成严重的危害，在保护方案的构成中，防止保护误动与防止其拒动的措施常常是互相矛盾的。
微机型继电保护
3.能操作保护出口回路压板、动作信息的复归； 4.管理好打印机和打印报告，防止其卡纸和报告丢失，熟悉打印信息； 5.了解保护装置现有定值； 6.熟悉保护装置的运行环境要求。
检修基本要求
（一）检修时间 在装置无故障的情况下，建议6年检修，每两年可作一次小修。 （二）小修内容
1.检修电源； 2.输入通道检查； 3.检查定值； 4.出口检测； 5.插件完好性检查； 6.校正时钟。 （三）大检修基本内容 1.清洁处理； 2.检查端子； 3.保护静态测试； 4.小修中各项试验 5.保护联动试验。
（五）电源系统 通常这种电源是逆变电源，即将直流逆变为交流，再把交流整定为 微机系统所需的直流电压。 作用：它把水电站的强电系统的直流电源与微机的弱点系统电源完 全隔离开。 微机继电保护装置的抗干扰措施 可靠性是对继电保护的基本要求之一，它包括不误动和不拒动两方面。 除了保护的基本原理应满足可靠性要求，还有两个因素影响保护 的可靠性，这就是干扰和元件损坏，这些都不应该引起误动和拒 动。 为了防止由于干扰使保护的可靠性下降，微机保护通常在硬件及软件 方面采取以下防范：
电流差动保护
差 动 保 护 的 动 作 特 性
各相差动保护判据如下： 1、 当 Iop Icd ，且 Iop 3Icd 时，
Iop 0.6Ires 时满足动作条件； 2、 当 Iop 3Icd ，且 Iop I res 2Icd 时，满足动作条件。 I res 其中，分相差动电流 Iop IM I N ， I M I N 分相制动电 I 流 ；I M 、 N 分别是任一相两侧的电流。
中性点直接接点系统的110KV输电线路一般可以配置三段式相间距 离及接地距离保护、四段式零序电流保护、双回路相继速动保护、 不对称故障相继速动保护、三相一次重合闸等保护。
超高压输电线路继电保护方法
超高压输电线路继电保护方法超高压输电线路继电保护方法是保护超高压输电线路的重要手段，其目的是在出现故障或异常情况时，及时采取措施维持线路的安全运行，保护设备不受损坏，确保供电的可靠性和稳定性。
下面将介绍几种常用的超高压输电线路继电保护方法。
1.过电流保护：过电流保护是超高压输电线路继电保护的基本方法之一、它通过安装在线路两端和关键位置的继电器来检测电流异常情况。
当电流超过额定值或超过设定的限制范围时，继电器会发出信号，将线路断开，以避免进一步损坏设备或线路。
2.距离保护：距离保护是一种常用的超高压输电线路继电保护方法。
它通过测量线路长度和当前电流，利用计算和比较的方法，确定故障距离，并定位故障位置。
一旦故障发生，距离保护会及时切断故障点所在的线路段，从而保护线路的其他部分。
3.差动保护：差动保护是一种对超高压输电线路进行全线保护的方法。
它基于电流差动原理，通过将线路两端的电流进行比较，来检测线路是否存在故障。
当差动电流超过设定值时，差动保护会发出信号，将故障线路与电网隔离。
4.非电量保护：非电量保护是一种基于非电量信号进行故障检测和判别的超高压输电线路保护方法。
它包括频率保护、振动保护和温度保护等。
频率保护可以检测到输电线路振荡频率的异常情况，温度保护可以监测线路的温度变化，振动保护可以检测到线路振动的异常情况。
这些信号一旦达到设定阈值，就会触发保护动作。
5.微机继电保护：随着计算机技术的发展，微机继电保护逐渐应用于超高压输电线路。
微机继电保护系统能够实现数字化、智能化管理和控制，提高保护可靠性和操作灵活性。
它可以通过对线路信息进行实时监测，快速准确地判断故障类型和位置，并采取相应的保护措施。
综上所述，超高压输电线路继电保护方法包括过电流保护、距离保护、差动保护、非电量保护和微机继电保护等。
不同的保护方法可以互补和配合使用，从而提高超高压输电线路的安全性和可靠性。
电力系统继电保护实验报告
电⼒系统继电保护实验报告Word⽂档电⼒系统继电保护实验报告⼀、常规继电器特性实验（⼀）电磁型电压、电流继电器的特性实验 1．实验⽬的1）了解继电器基本分类⽅法及其结构。
2）熟悉⼏种常⽤继电器，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。
3）学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。
4）测量继电器的基本特性。
5）学习和设计多种继电器配合实验。
2．继电器的类型与原理继电器是电⼒系统常规继电保护的主要元件，它的种类繁多，原理与作⽤各异。
3．实验容1）电流继电器特性实验电流继电器动作、返回电流值测试实验。
实验电路原理图如图2-2所⽰：虚线框为台体部接线220R动作信号灯aWord ⽂档图2-2 电流继电器动作电流值测试实验原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的动作值整定为1.2A ，使调压器输出指⽰为0V ，滑线电阻的滑动触头放在中间位置。
（2）查线路⽆误后，先合上三相电源开关（对应指⽰灯亮），再合上单相电源开关和直流电源开关。
（3）慢慢调节调压器使电流表读数缓慢升⾼，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1亮）时的最⼩电流值，即为动作值。
（4）继电器动作后，再调节调压器使电流值平滑下降，记下继电器返回时（指⽰灯XD1灭）的最⼤电流值，即为返回值。
（5）重复步骤（2）⾄（4），测三组数据。
（6）实验完成后，使调压器输出为0V ，断开所有电源开关。
（7）分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值。
（8）计算整定值的误差、变差及返回系数。
误差＝［动作最⼩值－整定值 ]／整定值变差＝［动作最⼤值－动作最⼩值］／动作平均值 100%返回系数＝返回平均值／动作平均值表2-1 电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表动作值/A 返回值/A 1 1.21 1.12 2 1.19 1.12 3 1.19 1.12 平均值 1.197 1.12误差 0.8% 整定值I zd 1.2 变差1.6%2）电流继电器动作时间测试实验电流继电器动作时间测试实验原理图如图2-3所⽰：图2-3 电流继电器动作时间测试实验电路原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的常开触点接在多功能表的“输出2”和“公共端”，将开关BK 的⼀条⽀路接在多功能表的“输⼊1”和“公共端”，使调压器输出为0V ，将电流继电器动作值整定为1.2A ，滑线电阻的滑动触头置于其中间位置。
110KV电力系统继电保护设计1
2.2.1 主变台数和容量计算根据“35～110KV 变电所设计规范”主要变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。
在有一、二级负荷变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。
装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。
具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器的15％以上，主要变压器宜采用三线圈变压器。
由于我国电力不足、缺电严重、电网电压波动较大。
变压器的有载调压是改善电压质量、减少电压波动的有效手段。
对电力系统，一般要求110KV 及以下变电所至少采用一级有载调压变压器，因此城网变电所采用有载调压变压器的较多。
（1）35KV 中压侧： 其出线回路数为4回，92.0=t K ,结合“2.1变电站的负荷分析”35kv 负荷情况分析表1－1知：＝92.005.19.08.48.44.82.7⨯⨯+++＝27.048MV A（2）10KV 低压侧：由于其出线回路数共11回，故可取Kt=0.85,结合10kv 负荷情况分析可知：＝0.85⨯1.05⨯（)78.06.378.06.38.08.48.08.472.06.375.06.375.08.478.08.478.08.475.0675.06++++++++++＝0.85⨯1.05⨯（8＋8＋6.15＋6.15＋6.4＋4.8+5+6+6+4.615+4.615） ＝58.664MV A则三绕组变压器的计算容量： 因此，选择两台50MV A 的变压器。
校验：（1）50＝选S >MVA S 716.436.0＝总⨯ 满足一台停运时另一台不小于全部容量的60％。
＝31.8MV A（2）50＝选S >MVA S S kv 3.42k v 1035＝、、∏I ∏I +也满足一台停运时另一台满足全部一、二类负荷。
基于DSP的超高压输电线路微机保护方案
式要 求 的影 响， 合 起 来 主 要 有 以 下几 点 ： 综
须装设能够保护线路全长的纵联保护， 这就需要考虑
通道对 保护动作的影响 。
（） １ 由于超高压电网线路距离长， 为了保证系统稳 定、 提高输送容量 ， 经常采用 串联 电容补偿， 因此故障 暂态过程中谐波含量很高， 成分也很复杂。 串补 电容将 对距离保护产生影响， 其影响与串补电容的大小、 装 安 位置及系统运行方式等有关 。 （ ）目前的超高压线路距离保护装置大都具有选 ２
（． ｌ ａ ａ ｐ ｏ ｒ ｕｍａ ｌ ｔｃｙＢ ｒａ ， ｌｄｏ１５ ２ ， ｈ ａ ２ ｕ ｏ ｎ ｉ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ｉ ｕｅｕＨｕｕａ ０ ７Ｃ ｉ ） Ｈｕ ｄ Ｎ ａ Ａｇ ｃ ｔ Ｅ ｃ ｉｔ ２ ｎ
Ａｂ ｔ ｃ ： ｈ ｐ ｃａ ｐ ｏ ｌ ｓｒ ｔＴ ｅｓ ｅ ｉ ｒ ｂｅ ｏ Ｕ ａ ｌ ｍｓ ｆ ＨＶ ｔ ｎ ｍｉｓ ｎｌ ｅ ｎ ｈ ｅ ｅ ｔ ｆ ｒ ｓ ｓ ｏ ｉ ａ ｄｔｅ ｆ ｃ ｏ ＵＨＶ ｏ ａ ｉ ｎ ｎｍｉｒｃ ｍｐ ｔ ａｅ ｎ ｌｚ ｄｉ ｈ ｓ ａ ｅ． ｅ ｒ ｃｐｅ ｃ ｏｏ ｕ ｒ ｒ ａ ａｙ ｅ ｎｔ ｉｐ ｐ ｒＴ ｐｉ ｉｌｓ ｅ ｈ ｎ ｏ ＵＨＶ ｔ ｎ ｍｉｓ ｎｌ ｅ ｂ ｒ ｉ ｅｅ ｔ ｒ ｔ ｔ ｎａ ｄ ｉ ｃｉｎ ｐｏ ｅ ｔ ｎｂ ｓ ｄｏ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎｖ ｌ ｇ ｆｕｔ ｏ ｏ ｅ ｔ ｒ ｉｔ ｄ ｃ ｄ Ａ ｆ ｒ ｓ ｓｉ ｉ ｆ ｅ ｄｆ ｒｎｉ ｐ ｏｅ ｉ ｎ ｄ ｒ ｔ ａ ｒｔｃｉ ａｅ ｎｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｏｔ ｅ ａ ｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ａｅ ｒ ｕ ｅ ． ａ ｏ ｎ ｉ ｌ ａ ｃｏ ｅ ｏｌ ｏ ｏ ａ ｎ ｏ ｎｖｌ ｏ ｅ ＵＨＶ ｔ ｎ ｍ ｓｉ ｎｌ ｅ ｃｏ ｏ ｕｅ ｐ ｏｅ ｔ ｎｐａ ｂ ｓ ｄｏ ｒ ｓ ｓ ａ ｉ ｏ ｉ ｍｉｒｃ ｍｐ ｔｒ ｒ ｔ ｉ ｌ ａｅ ｎＤＳ ｓ ｒｐ ｓｄａ ｄｔｅｌｇ ｃ ｔ ｃｕ ｅ ｆ ｎ ｃｏ ｎ Ｐｉｐ ｏ ｅ ｎ ｈ ｏ ｉ ｒ ｔｒ ｏ ＵＨＶ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｓ ｎｒ ｄ ｃｄ ｏ ｓｕ ａｄ ｒ ｉ ｉｔ ｕ ｅ ． ｏ
电力系统规划及继电保护设计公式及问题
电力系统规划及继电保护设计（15周）（主要计算公式及设计需要注意的问题）第一部分 电力系统规划（8周 包括开题报告撰写、英文翻译）一. 概述1. 概述说明电力系统规划及继电保护设计的意义2. 设计目的培养及锻炼的角度（电力系统规划及继电器保护设计是将本专业所学知识进行一次综合运用的过程，从理论上说它涉及到电力系统分析课程的各方面内容，以及发电厂电气部分和继电保护甚至高电压技术的部分内容，可见它涉及面之广。
从工程上说，它相当于实际工程设计的一部分，其意义也是十分重要的。
该设计是学生对所学过的知识进行一次全面总结和综合训练，也是素质与工程实践能力培养效果的全面检验。
）二. 原始资料及分析1. 原始资料（1）发电厂及变电所的地理位置图（每格20——25km)通常火电厂在中心、变电所（4个）分布在火电厂周围、系统在最左侧、水电厂在最右侧（2）变电所的负荷资料 最大负荷（MW ）、重要负荷（（60~70）%最大负荷）、功率因数、最大利用小时数、二次电压（10.5KV ）、调压要求（最大负荷时、最小负荷时）-+5% （3）电力系统日负荷曲线（最大发电负荷的百分数）：24小时，（冬季、夏季） 0-2最低（70%），18-20最高（100%） （4）现有系统情况原有系统为∞，新系统向原系统提供的最大功率200sl p MW =，cos 0.85ϕ=原系统向新系统提供的最大功率，180sg p MW =，cos 0.85ϕ=； 接口电压220N U KV =（5）原有火电厂、水电厂机组型号、容量；机端电压；设计水平年机压母线最大负荷（；50MW ），最小负荷（30MW ）；水电厂近区负荷(30MW)、保证出力（60MW ） 2．资料分析变电所均有重要负荷，系统接线要有足够的可靠性，变电所至少要有两个电源，在正常运行时保证最大负荷要求，故障时保证重要负荷不停电； 因水电厂不容易扩建，需增加机组均为汽轮机组 变电所负荷较大（50MW ），且考虑远景规划，系统设计采用220KV 电压等级线路，可减少网损，提高可靠性；给定的冬季日负荷曲线可以确定水厂的调峰容量，为新增机组容量的确定提供依据；三. 电源规划 （1周）1. 年负荷的确定 （年初、年中=年初97%、年末=年初110%）(系统分册P38)（1） 用电负荷y P（变电所总负荷+水电厂近区负荷+机压负荷+向老区送负荷）*K=年初最大用电负荷1y - P P P P K P ∑+++⨯=近变新老机压（）K ：同步系数（0.9-0.95），（2） 供电负荷 g P （用电负荷+网损）g PK P =⨯损网损 网损修正系数K ：5%----10%， y g y P P P P 1k =+=-损损（机压负荷、近区负荷可以不考虑）（3） 发电负荷f P （供电负荷+厂用电）f g P P P =+厂用 f P P K =⨯厂用用电率g f p p 1k =-厂用K 用电率：水电厂1%---0.2%；火电厂：供热8%--10% 凝汽式：5%-8% （系统分册P40）总发电容量： f f f P P P =+总火水 f f f P P P =-总火水g y f g y P P P P P P P 1K 1-K ===+-水水近区水水水调峰损水厂用（）或：不细分水厂火厂的发电量，直接按发电总量（末）考虑火厂装机容量2. 备用容量确定事故备用：通常为最大发电负荷的5%----10%，但不小于系统中最大一台机组容量负荷备用：通常取最大发电负荷的2%——5%，大系统取低值，小系统取高值。
微机继电保护
微机继电保护填空1 微机继电保护装置硬件主要包括：数据采集部分、数据处理、逻辑判断及保护算法的核心部分。
2 微机继电保护从功能上分为六个组成部分：数据采集系统、数据处理系统、开关量输入/输出系统、人机接口、通信接口、电源回路。
3 微机保护装置中模拟量输入回路有两种方式：组词逼近原理的A/D转换、电压频率变换原理的A/D转换。
4 在要求真实反映输入信号中的高频分量的场合下，应首选主次逼近原理的A/D转换。
5 采样频率过低将造成频率混叠现象。
6 采样前用一个模拟低通滤波器可将频率高于采样频率一般的信号滤掉。
7 采样保持电路的作用是在一个极短时间内测量一个模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在A/D转换器进行转换的时间内保持其输出不变。
8 A/D转换器的性能指标有：分辨率和转换速度。
9 微机保护装置的模拟转换系统一般采用：逐次逼近式或压-频转换式。
10 VFC不需要加低通滤波器是因为VFC本身含有滤波功能的积分算法。
11 VFC转换器的基本原理：将模拟变压量变换为脉冲信号，该输出脉冲频率与输入电压大小成正比。
12 分析和评价不同算法优劣的标准是精度和速度。
13 数据窗一个算法采用故障点后的多少采样点才能计算出正确结果。
14 全周傅式算法需要的数据窗为一个周波（20ms），半周傅式算法需要的数据窗为半个周波（10ms）。
15 为了减小量化误差，在保护中通常采用的A/D芯片至少是12位的，而减小的舍入误差则要增加字长。
16 微机保护算法往往和数字滤波器联系在一起。
17 正弦函数的半周绝对值积分算法的原理是：一个正弦波信号任意半周期内，其绝对值积分为一常数S。
18 全周波傅式算法可有效滤除恒定直流分量和各整次谐波分量。
19 输入线路R-L模拟算法用于距离保护。
20 目前微机继电保护常用的选相元件有突变量电流选相和对称分量选相。
21 短路初期效果明显的选相元件是突变量电流选相。
22 10/35kv线路一般为小电流接地电网中线路，主要为馈电线路。
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继电保护课程设计 输电线路微机继电保护系统设计
学院：物理与电子电气工程 专业：电气工程及其自动化 姓名: 学号： I
摘要 输电线路继电保护是整个电力系统的重要组成部分,它的任务是快速准确地切除线路故障，保证电网安全运行.本文采用微机控制方法，对高压输电线路故障进行诊断和切除，取代传统电磁型继电保护装置。 线路保护装置采用STC12C5A60S2芯片作为控制核心，硬件电路主要包括芯片外围电路，模拟信号处理和采样电路，开关量输入输出电路，电源电路等。本文首先对整个控制系统进行软件仿真，然后再将设计应用到实际当中，阐述三段式电流保护的控制流程和软件实现方法。
关键词 单片机；继电保护；整流；电流互感器
目 录 1 绪论 ............................................................................................................................................. 0 1。1 设计背景 ........................................................................................................................... 0 1。2 微机继电保护的发展趋势及特点 ................................................................................... 0 1。3 本文主要工作 ................................................................................................................... 2 2 系统硬件设计 ............................................................................................................................. 2 2.1 系统框架 ............................................................................................................................. 2 2。2 系统仿真 ........................................................................................................................... 2 2.2。1 仿真设计 ................................................................................................................... 2 2。2.2 部分电路分析 ........................................................................................................... 3 2.2.3 仿真结果 ..................................................................................................................... 6 2.3 系统硬件 ............................................................................................................................. 7 2。3.1 主要芯片和器件的选择 ........................................................................................... 6 2.3。2 单片机最小系统设计 ............................................................................................... 9 2。4 三段式电流保护理论 ..................................................................................................... 11 2。4。1 电流速断保护(第I段） ...................................................................................... 11 2.4。2 限时电流速断保护(第II段） ............................................................................... 11 2。4.3 定时限过电流保护（第III段) .............................................................................. 12 2。4.4 三段式电流保护小结 ............................................................................................. 12 3 系统软件设计 ........................................................................................................................... 12 3.1 系统软件设计方案 ........................................................................................................... 12 总结 ............................................................................................................................................... 14 参考文献 ....................................................................................................................................... 15 0
1 绪论 1.1 设计背景 当今社会,电能已经成为人类最重要的能源之一，它几乎已经渗透到人类一切的活动当中。由于电能的生产是在相对集中的区域完成，所以电能的输送成为电力系统中重要组成部分。随着电网电压等级的不断升高和用电负荷的不断增加，输电安全也逐渐成为重要研究课题。
传统电力系统继电保护经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段。20世纪70年代以后，电力系统继电保护进入微机时代。微机继电保护降低了设备成本，提高了设备可靠性，同时具有控制灵活、准确,性能优良等特点,成为当今主流的继保控制核心.本文采用51单片机为核心,通过低压数字微机信号采集、数据分析、动作输出,实现对高压输电线路的诊断、分析、故障切除，保护电力系统安全运行。 1.2 微机继电保护的发展趋势及特点
继电保护技术发展趋势向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通 信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势[1］。 微机继电保护主要有以下特点： 1．改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护；可引进自动控制、新的数学理论和技术如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明。 2．可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3．工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置体积小，减少了盘位数量;功耗低。 4．可靠性容易提高.体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强,可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5．使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 6．可以进行远方监控.微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性等等. 1
1.3 本文主要工作 本文在借鉴国内外微机继电保护发展的成功经验结合现有资源对输电线路继电保护系统进行了软件仿真以及硬件实物的设计。其主要内容包括以下几个方面： 1．简单概述了微机继电保护技术［2]。主要介绍了国内国外微机继电保护的发展史、继电保护的几大特点、主要的理论技术和成果以及今后总的发展要求和趋势。 2．三段式电流继电保护的原理，及整定方法. 3．利用protues软件进行系统的电路设计并仿真. 4．与仿真软件配合进行单片机软件编程. 5．系统硬件设计原理与过程。包括单片机最小系统电路设计、A/D模块、AC/DC整流稳压电路设计、三段式电流速断保护电路连接。 6．系统联合调试。