《【本科毕业论文】220kv变压器微机保护技术的研究26334》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【本科毕业论文】220kv变压器微机保护技术的研究26334（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、220kv变压器微机保护技术的研究摘 要作为电力系统继电保护重要组成部分的变压器继电保护，对保障变压器的安全运行具有十分重要的作用。本文在介绍电力系统微机保护原理及其发展趋势的基础上,对电力系统中大量应用的220/35KV电压等级的变压器的继电保护进行了专门研究, 分析了影响变压器差动保护可靠性和灵敏度的不平衡电流的产生原因和特点，利用微机技术补偿不平衡电流的影响。根据这一类变压器的运行特点，吸取以往各种保护方法的长处，制定了一套适合于220/35KV电压等级的电力变压器保护方案，以差动保护和瓦斯保护为主保护，低电压启动的过电流保护为后备保护。以所制定的保护方案为依据，选择了以MCS-96 系
2、列16位单片机8098为核心的变压器微机保护装置的硬件平台,进行保护装置的硬件系统设计和软件模块设计。在硬件设计方面，主要包括数据采集系统、CPU主系统、开关量输入/输出系统及跳闸出口部分等电路的设计。在软件设计方面, 对现有主要的微机保护算法进行了比较、分析，选择具有计算简便、收敛速度快、收敛过程稳定等优点的递推最小二乘算法，满足了变压器保护对算法估计精度和估计速度的要求。关键词 ：变压器；差动保护；继电保护；微机保护I AbstractTransformer relaying protection is one important part of power system relay pr
3、otection, it is very important to the transformers safe operation. This paper is on introduce the microprocessor-based protection power system to protect the foundation of the principle and its development trend , to power system inside large quantity application of 220/35KV electric voltage the gra
4、de s transformer of relay protection the specialized researched, and analyze the produce cause and characteristic of the unbalanced current which influence the reliability and sensitivity of transformer differential protection, some microcomputer-based methods are compensating the unbalanced current
5、. According to this the transformers movement characteristics , absorb the strength of the every kind of protection method before , formulation a suitable for 220/35KV electric voltage the grades transformer protect the project , with differential protection and protect with gas to main protection ,
6、 and the low electric voltage is after starting of protect over the electric current for to have the protection . With the established protection the project is a basis , and with the transformer microcomputer-based protection that MCS-96 series 16 single-chip machine 8098 for the core to choice , h
7、ardware that protect the device terrace hardware that combine the right protect the device the system design and software mold the piece designed. Design the aspect in the hardware , include data collecting system , CPU main system , switch amount to import / output the system and trip to export the
8、 design of such circuit as some ,etc. mainly. Design the aspect in the software , protect algorithms to compare , analyze to the existing main computer, is it calculate simple and fast convergence speed , convergence course to is it recursive minimum 2 algorithm to pass advantaging such as being ste
9、ady to have to choose, and satisfy the request that the transformer protects and estimates the precision and estimates the speed to the algorithm.Keywords: Transformer Differential Protection Relay Protection Microprocessor-based ProtectionII 目 录第1章 绪 论11.1电力系统继电保护概述11.2计算机继电保护的国内外发展历程21.2.1国内外计算机继电
10、保护发展概况21.2.2变压器保护理论发展现状31.3计算机变压器保护的特点41.4本次论文的主要内容6 第2章 变压器微机保护原理及整定72.1变压器微机继电保护的特点及其现状72.1.1变压器故障类型及不正常运行状态72.1.2变压器保护功能要求72.1.3变压器保护面临的问题及解决方法82.1.4变压器微机保护方案的确定112.2比率差动保护装置的原理112.2.1变压器差动保护装置的现状112.2.2比率差动保护装置的原理122.3瓦斯保护原理152.4变压器后备保护162.5变压器保护整定计算182.5.1变压器主保护整定计算202.5.2变压器后备保护整定计算25第3章 变压器微机
11、保护的硬件原理283.1硬件系统的结构组成283.2数据采集系统设计293.2.1电流电压采集293.2.2电压形成313.2.3VFC型A/D转换回路323.3 CPU主系统设计343.4开关量输入与输出回路353.4.1开关量输入回路353.4.2开关量输出回路383.5跳闸出口回路及信号电路设计383.5.1跳闸出口回路383.5.2 信号回路39第4章 变压器微机保护的算法研究414.1概述414.2递推最小二乘算法的推导414.3递推最小二乘算法中频响特性及精度分析43第5章 微机变压器保护软件设计455.1软件系统的结构组成455.2主程序设计455.3中断服务程序设计505.4故
12、障处理子程序设计50总 结55参考文献57致 谢58兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）第1章 绪 论电力工业担负着为工农业生产和人民生活提供能源的重要性。因为电力系统故障引发的电力系统事故是非常严重的，它可能造成对用户少送电或电能质量变坏以至到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏，带来巨大的经济损失。可以说，电力系统故障是国民经济的灾难。因此提高电力系统运行的可靠性和保证安全是极其重要的。1.1电力系统继电保护概述电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路。在发生短路是可能产生以下的后果：通过故障点很大的短路电流和所燃起的电弧，
13、使故障元件遭到破坏；短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命。电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏了用户工作的稳定性或影响产品质量。破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。造成停电事故，会对人们生活、生命财产造成重大损失。电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就有可能发展成故障。此外，系统发生功率缺额而引起的频率降
14、低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。在电力系统中，除了应采取各项积极措施消除或减少发生事故的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一，切除故障的时间常常要求小到几十毫秒甚至十几毫秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的继电保护装置才有可能满足这个要求。继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于短路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：1.自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，保证其它无故障
15、部分迅速恢复正常运行，使故障元件免于继续遭到破坏。2.反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是带有一定的延时，以保证选择性。继电保护系统是电力系统自动化的重要组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的主要措施之一。在现代电力系统中，如果没有专门的继电保护系统，要想维持系统的正常可靠工作是不可能的。1.2计算机继电保护的国内外发展历程近三十年来，计算机技术的飞速发展深入地影响了科学技术、生产、生活的各个领域，计算机技术同样影响到继电保护技术的发展。1.2.1国内外计算机继电保护发展概况始于四十年代的静态型继电器保护经历了半导体、晶体管、集成电路的发展阶段，已进入以微机处理器控制为核心的时期。计算机在继电保护领域里的应用是一个重要的里程碑，自六七十年代计算机保护概念提出后，继电保护装置的技术才真正有可能进入真正的自动化，智能化、高性能的新阶段。二十年来，各国都在微机继电保护方面进行了不懈的研究。国外在微型计算机应用于继电保护方面研究较早。1965年初，英国剑桥大学的P.C.Maclaren等提出了利用采样技术实现输电线路的距离保护。接着1966年下半年，澳大利亚新南威尔士大学的 I.F.Morrison 预测了
