110kV输电线路零序保护原理分析与程序设计--课程设计.docVIP

目 录 第1章 绪论 1 1.1 零序电流保护的概况 1 1.2 本文主要内容 2 第2章 输电线路零序电流保护整定计算 3 2.1 零序电流Ι段整定计算 3 2.1.1 零序电流Ι段动作电流的整定 7 2.1.2 灵敏度校验 8 2.1.3 动作时间的整定 10 2.2 零序电流Ⅱ段整定计算 11 2.3零序电流Ⅲ段整定计算 11 第3章 硬件电路设计 12 3.1 CPU最小系统图 12 3.2 110KV输电线路零序保护的硬件 13 3.3 数据采集系统 13 3.3.1电压形成回路 14 3.3.2 采样保持和模拟低通滤波 15 3.3.3 多路转换开关和模数转换 15 3.4开关量输入输出系统 17 3.4.1开关量输入输出模块 17 3.4.2开关量输入部分 17 3.4.3开关量输出部分 19 3.5电源模块 20 第4章 软件设计 21 4.1软件结构分析概述 21 4.2程序总框图 22 4.3中断程序模块 24 4.4各程序的子模块介绍 25 4.4.1初始化 25 4.4.2启动元件 26 4.4.3零序方向电流保护 26 4.4.4重合闸及后加速 27 4.5微机保护的算法 28 4.5.1输入为正弦量的算法 29 4.5.2突变量电流算法 29 4.5.3选相方法 31 4.5.4傅里叶级数算法 33 第5章 实验验证及分析 36 5.1仿真结果及分析 36 第6章 课程设计总结 38 参考文献 39 第1章 绪论 1.1 零序电流保护的概况 与当代新兴科学技术相比，电力系统继电保护是相当古老了，然而电力系统继电保护作为一门综合性科学又总是充满青春活力，处于蓬勃发展中。之所以如此，是因为它是一门理论和实践并重的科学技术，又与电力系统的发展息息相关。它以电力系统的需要作为发展的源泉，同时又不断地吸取相关的科学技术中出现的新成就作为发展的手段。继电保护装置是电力系统的重要组成部分，它在保证系统安全、稳定和经济运行等方面起着非常重要的作用。它在系统发生故障时切除故障设备，对系统安全运行作出贡献，但若不正常动作(包括拒动和误动)，则给系统造成的危害也是巨大的。所以对继电保护装置的可靠性(包括安全性和信赖性两个方面)要求很高。信赖性是指不应拒动，安全性是指不应误动。继电保护装置除了在故障的很短时间内动作外，长期是不动作的，因而被喻为电力系统的无声警卫。因此装置的某些缺陷可能不被察觉，从而成为故障时不正确动作的隐患。微型机保护可以实现自我监视和检测，大大提高了装置的安全性。 传统的整流型或晶体管型继电保护装置的调试工作量很大，尤其是一些复杂的保护，例如超高压线路的保护设备，调试一套保护常常需要一周，甚至更长的时间。究其原因，这类保护装置都是布线逻辑的，保护的每一种功能都由相应的硬件器件和连线来实现。为确定保护装置是否完好，就需要把所具备的各种功能都通过模拟试验来校核一遍。微机保护则不同，它的硬件是一台计算机，各种复杂的功能是由相应的软件来实现的。换言之，它是用一个只会作几种单调的、简单操作的硬件，配以软件，把许多简单操作组合而完成各种复杂功能的。因而只要用几个简单的操作就可以检验微型机的硬件是否完好。或者说如果微型机硬件有故障，将会立即表现出来。如果硬件完好，对于已成熟的软件，只要程序和设计时一样，就必然会达到设计的要求，用不着逐台作各种模拟试验来检验每一种功能是否正确。微型机保护装置具有自诊断功能，对硬件各部分和存放在EPROM中的程序不断地进行自动检测，一旦发现异常就会发出报警。通常只要给上电源后没有警报，就可确认装置是完好的。所以对微机保护装置可以说几乎不用调试，从而可大大减轻运行维护的工作量。 1.2 本文主要内容 1.计算B母线、C母线、D母线处正序（负序）及零序综合阻抗Z1∑、Z0∑。 2．计算B母线、C母线、D母线处发生单相或两相接地短路时出现的最大、最小零序 电流。 3．整定保护1、2、3零序电流I段的定值，并计算各自的最小保护范围。 4．当 B母线上负荷变压器始终保持两台中性点都接地运行时，整定保护1、2零序Ⅱ定值，并校验灵敏度。 5．整定保护1零序Ⅲ段定值，假定母线D零序过电流保护动作时限为0.5s，确定保护1、2、3零序过电流保护的动作时限，校验保护1零序Ⅲ段的灵敏度。 6. 用计算机实现线路保护装置，用三相一次自动重合闸重合方式，采用后加速方式。 第2章 输电线路零序电流保护整定计算 2.1 零序电流Ι段整定计算 系统接线图如图2.1所示： 图2.1 系统接线图 一、计算各母线处正序（负序）和零序综合阻抗、 （1）当、、、、、均投入运行时： 图2.2、、、、、均投入运行时等值正序（负