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1、目 录第1章 绪论11.1 零序电流保护的概况11.2 本文文主要内容2第2章 输电线线路零序电流流保护整定计计算32.1 零序电电流段整定计算算32.1.1 零零序电流段动作电流流的整定72.1.2 灵灵敏度校验82.1.3 动动作时间的整整定102.2 零序电电流段整定计算算112.3零序电流流段整定计算算11第3章 硬件电电路设计123.1 CPUU最小系统图图123.2 1100KV输电线线路零序保护护的硬件133.3 数据采采集系统133.3.1电压压形成回路143.3.2 采采样保持和模模拟低通滤波波153.3.3 多多路转换开关关和模数转换换153.4开关量输输入输出系统统173
2、.4.1开关关量输入输出出模块173.4.2开关关量输入部分分173.4.3开关关量输出部分分193.5电源模块块20第4章 软件设设计214.1软件结构构分析概述214.2程序总框框图224.3中断程序序模块244.4各程序的的子模块介绍绍254.4.1初始始化254.4.2启动动元件264.4.3零序序方向电流保保护264.4.4重合合闸及后加速速274.5微机保护护的算法284.5.1输入入为正弦量的的算法294.5.2突变变量电流算法法294.5.3选相相方法314.5.4傅里里叶级数算法法33第5章 实验验验证及分析365.1仿真结果果及分析36第6章 课程设设计总结38参考文献39
3、9第1章 绪论1.1 零序序电流保护的的概况与当代新兴科学学技术相比，电电力系统继电电保护是相当当古老了，然然而电力系统统继电保护作作为一门综合合性科学又总总是充满青春春活力，处于于蓬勃发展中中。之所以如如此，是因为为它是一门理理论和实践并并重的科学技技术，又与电电力系统的发发展息息相关关。它以电力力系统的需要要作为发展的的源泉，同时时又不断地吸吸取相关的科科学技术中出出现的新成就就作为发展的的手段。继电电保护装置是是电力系统的的重要组成部部分，它在保保证系统安全全、稳定和经经济运行等方方面起着非常常重要的作用用。它在系统统发生故障时时切除故障设设备，对系统统安全运行作作出贡献，但但若不正常动
4、动作(包括拒动和和误动)，则给系统统造成的危害害也是巨大的的。所以对继继电保护装置置的可靠性(包括安全性性和信赖性两两个方面)要求很高。信信赖性是指不不应拒动，安安全性是指不不应误动。继继电保护装置置除了在故障障的很短时间间内动作外，长长期是不动作作的，因而被被喻为电力系系统的无声警警卫。因此装装置的某些缺缺陷可能不被被察觉，从而而成为故障时时不正确动作作的隐患。微微型机保护可可以实现自我我监视和检测测，大大提高高了装置的安安全性。传统的整流型或或晶体管型继继电保护装置置的调试工作作量很大，尤尤其是一些复复杂的保护，例例如超高压线线路的保护设设备，调试一一套保护常常常需要一周，甚甚至更长的时时
5、间。究其原原因，这类保保护装置都是是布线逻辑的的，保护的每每一种功能都都由相应的硬硬件器件和连连线来实现。为为确定保护装装置是否完好好，就需要把把所具备的各各种功能都通通过模拟试验验来校核一遍遍。微机保护护则不同，它它的硬件是一一台计算机，各各种复杂的功功能是由相应应的软件来实实现的。换言言之，它是用用一个只会作作几种单调的的、简单操作作的硬件，配配以软件，把把许多简单操操作组合而完完成各种复杂杂功能的。因因而只要用几几个简单的操操作就可以检检验微型机的的硬件是否完完好。或者说说如果微型机机硬件有故障障，将会立即即表现出来。如如果硬件完好好，对于已成成熟的软件，只只要程序和设设计时一样，就就必
6、然会达到到设计的要求求，用不着逐逐台作各种模模拟试验来检检验每一种功功能是否正确确。微型机保保护装置具有有自诊断功能能，对硬件各各部分和存放放在EPROOM中的程序序不断地进行行自动检测，一一旦发现异常常就会发出报报警。通常只只要给上电源源后没有警报报，就可确认认装置是完好好的。所以对对微机保护装装置可以说几几乎不用调试试，从而可大大大减轻运行行维护的工作作量。1.2 本文文主要内容1.计算B母线线、C母线、DD母线处正序序（负序）及及零序综合阻阻抗Z1、Z0。2计算B母线线、C母线、DD母线处发生生单相或两相相接地短路时时出现的最大大、最小零序序 电流流。3整定保护11、2、3零零序电流I段
7、段的定值，并并计算各自的的最小保护范范围。4当 B母线线上负荷变压压器始终保持持两台中性点点都接地运行行时，整定保保护1、2零零序定值，并校校验灵敏度。5整定保护11零序段定值，假假定母线D零零序过电流保保护动作时限限为0.5ss，确定保护护1、2、33零序过电流流保护的动作作时限，校验验保护1零序序段的灵敏度度。6. 用计算机机实现线路保保护装置，用用三相一次自自动重合闸重重合方式，采采用后加速方方式。第2章 输电线线路零序电流流保护整定计计算2.1 零序电电流段整定计算算系统接线图如图图2.1所示示： 图2.1 系统接线图图一、计算各母线线处正序（负负序）和零序序综合阻抗、（1）当、均均投
8、入运行时时： 图2.2、均均投入运行时时等值正序（负负序）网络图图图2.3、均均投入运行时时等值零序网网络图B母线： C母线：D母线：（2）当、投投入运行时:B母线： C母线：D母线：图2.4、投投入运行时等等值正序（负负序）网络图图图2.5、投投入运行时等等值零序网络络图（3）当、投投入运行时图2.6、投投入运行时等等值正序（负负序）网络图图图2.7、投投入运行时等等值零序网络络图B母线： C母线：D母线：（4）当、投投入运行时图2.8、投投入运行时等等值正序（负负序）网络图图图2.9、投投入运行时等等值零序网络络图B母线：C母线：D母线：二、计算B、CC、D母线处处发生单相或或两相接地短短
9、路时出现的的最大、最小小零序电流（1）当、均均投入运行时时B母线：C母线：D母线：（2）当、投投入运行时B母线：C母线：D母线：（3）当、投投入运行时B母线：C母线：D母线：（4）当、投投入运行时B母线：C母线： D母线：2.1.1 零零序电流段动作电流流的整定一、保护1零序序电流I段（1）、运运行取两相接接地短路（2） 、运运行取两相接接地短路 最大运行行方式为：、运运行保护1的I段动动作电流为：二、保护2零序序电流I段（1）、运运行取单相接接地短路 （2） 、运运行取单相接接地短路 最大运行行方式为：、运运行保护2的I段动动作电流为：三、保护3零序序电流I段（1）、运运行取单相接接地短路
10、（2）、运运行取单相接接地短路 最大运行方方式为：、运运行保护3的I段动动作电流为：2.1.2 灵灵敏度校验一、保护1的最最小保护范围围计算设 （），则(1)、运运行 取单相接地短短路得，满足灵敏敏度要求(2)、运行行 取单相接地短短路得，满足灵敏敏度要求 根据、，最小运行行方式为：、运运行 保护11的I段最小小可以保护线线路AB全长长的33.77%二、保护2的最最小保护范围围计算设 （），则（1）、运运行 取单相接地短短路得，满满足灵敏度要要求（2）、运行行 取单相接地短短路得，满满足灵敏度要要求 根据、，最小运行行方式为：、运运行 保护护2的I段最最小可以保护护线路BC全全长的16%三、保
11、护3的最最小保护范围围计算设 （），则（1）、运运行 若,则取单相接接地短路得，满满足灵敏度要要求此时，与矛盾盾所以，取两两相接地短路路得，满足灵敏敏度要求（2）、运行行若,则取单相接接地短路得，满满足灵敏度要要求此时，与矛盾盾所以，取两两相接地短路路得，满满足灵敏度要要求 根据（11）、（2），最最小运行方式式为：、运运行 保护护3的I段最最小可以保护护线路CD全全长的34.68%2.1.3 动动作时间的整整定因为零序电流II段是无时限限零序电流保保护，不必加加延时元件，所以其整定的动动作延时为00即，保护1、22、3的动作作时间： 2.2 零序电电流段整定计算算保护1的段与与保护2的II段
12、配合，保护1的分支支系数 灵敏度校验：最最小运行方式式为、运运行流过保护1的最最小零序电流流 不满足足灵敏度要求求所以，保护1的的段与保护22的段配合，保护2的分支支系数满足灵敏度度要求所以，保护1的的段动作电流流： 保护1的段动动作时间与保保护2的段动作时间间配合：2.3零序电流流段整定计算算保护1的段与与保护2的段配合灵敏度校验：最最小运行方式式为、运运行作为近后备：满足灵敏敏度要求作为远后备：满足灵敏敏度要求已知母线D零序序过电流保护护动作时限为为0.5s所以保护1的段零序电流流保护的动作作时间与保护护2的段动作时间间配合：第3章 硬件电电路设计3.1 CPUU最小系统图图本设计中的89
13、9C51的最最小系统包括括89C511单片机，66264可编编程IO接口口，晶振电路路，按键复位位电路。CPU最小系统统图如图3.1 图3.1 CPU最小小系统图3.2 1100KV输电线线路零序保护护的硬件 保护的硬件构构成由四部分分组成：数据采集系系统（或称模模拟量输入系系统）：数据据采集系统包包括电压形成成、模拟滤波波、采样保持持、多路转换换以及模拟转转换，其功能能为完成将模模拟输入量准准确转换为所所需的数字量量。主系统：处处理器（CPPU）、只读读存储器（RROM）或闪闪存内存单元元（FLASSH）、随机机存取储存器器（RAM）、定定时器、并行行以及串行接接口等。其功功能为执行编编制好的程序序，以完成各各种继电保护护测量、逻辑辑和控制功能能。开关量（数数字量）输入入输出系统，并并行接口（PPIA或PIIO）、光电电隔离器件及及有触点的中中间继电器等等组成，其功功能为完成各各种保护的出出口跳闸、信信号、外部接接点输入及人人机对话及通通信等功能。电源模块：其功能为保护装
