低压数字继电器的设计(硬件)论文.doc

摘 要 在低压电力系统中，涉及测量、计量、继电保护等基本要求。传统的低压元件多采用机电式结构，这种结构的低压元件性能差，体积大，成本高，功能单一，而且不具备智能。随着微电子技术、计算机技术、网络技术的飞速发展及在低压电力系统中的广泛应用，使得各种智能低压元件的开发成为可能而且正在飞速发展；这些智能低压元件可以完成测量、计量、保护等多种功能；它们既可单独工作，又可与计算机及其它智能单元一起构成智能化监控、保护及信息网络系统。 低压数字继电器具有很强的综合测量、显示功能，能直接显示三相电流、三相电压、功率因数、无功功率、有功功率、电度、频率等电量参数；能指示断路器的分闸、合闸和故障状态。通过面板上的操作按键可整定CT变比、便可直接显示进线的一次电流、一次电压；通过对各项保护参数的整定，便可实现短路速断、过流报警、过压报警、欠压报警等保护功能。通过RS485接口，可以组成功能完善、经济实用的计算机电能管理网络系统。 本文构建了装置的硬件框架结构，论述了装置的各种测量、保护算法以及具体到微控制器中的实现算法。采用了实时多任务调度系统以保证各个优先级不同的任务能够按先后顺序有条不紊地执行，既保证了软件的可靠性和稳定性，也满足了电力系统对强实时性的要求。软件的编制采用模块化的编程方法，每一个模块相对独立，完成某一个特定的功能，便于维护和添加新功能。本文还对电磁兼容性做了较为详细的论述，对本文所研制的装置在硬件上和软件上所采取的各种抗干扰措施进行了具体说明。 低压数字继电器是在借鉴国内外同类产品的基础上，根据我国对电力设备与运行、保护和计算机监控要求设计的，适合我国工矿企业、民用建设等供配电的自动化装置，主要用于低压系统（0.4KV）的继电保护,可广泛应用于电力、纺织、轻工、化工、石油等行业的电量参数的监测。该仪表具有以往仪表所不具备的优点，会有广泛的应用前景。 关键词：继电保护，电磁兼容，通信协议，实时多任务 Design and Realization of Low-Voltage Digital Relay Apparatus Abstract In low-voltage electric power system, some basic requirements such as measuring, computing, relay protection are involved. The traditional Low-voltage components always use mechanical and electrical structure,with bad performance, large volume, high cost, single function and without intelligence.With the rapid development of microelectronic technique, computer technique and net technique as well as the wide application in low-voltage electric power system，it makes development of all kinds of intelligent low-voltage components possible and has a rapid development. These intelligent low-voltage components can complete the measurement, computation, protection and other functions.They can not only work alone but also constitute intelligent monitoring, protection and information network system together with computer and other intelligent units. . Low-voltage digital relay has better function of integrated measurement and display, for example ,it can display directly three phase current, three phase voltage, power factor, reactive power, active power, watt-hour, frequency and other power parameters;it als