1、辽 宁 工 业 大 学微机继电保护课程设计（论文）题目：110kV 输电线路零序电流保护设计（2）院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气111 学 号： 110303011 学生姓名： 左钰 指导教师： （签字）起止时间： 2014.12.15-12.26 本科生课程设计（论文)II课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化学 号 110303011 学生姓名 左钰 专业班级 电气 111课程设计（论文）题目110kV 输电线路零序电流保护设计（2）本科生课程设计（论文)III课程设计（论文）任务系统接线图如图：课程设计的内容及技术参数参见下表设计技术参数
2、 工作量,3/15kVE, ,2.IrelKrel1.rlK系统中各元件及线路的负序阻抗与正序阻抗相同,其他参数见图。计算最大和最小零序电流，应根据当Z1Z0时，则有 ；反之，)1.(0).kI当 Z1Z0时，则有 。).().一、整定计算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 零序定值，并校验灵敏度。5.整定保护
3、 1 零序段定值，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 零序段的灵敏度。二、硬件电路设计包括 CPU 最小系统、电流电压数据采集、开关设备状态检测、控制输出、报警显示等部分。三、软件设计说明设计思想，给出参数有效值计算及故障判据方法，绘制流程图或逻辑图。四、仿真验证给出仿真电路及仿真结果，分析仿真结果同理论计算结果的异同及原因。续表ZT4=50ZT3=50ZT2=10ZG2=16ZT1=10321ZG1=16Z1.CD=40Z0.CD=80Z1.BC=20Z0.BC=40Z0.AB=40AZ1.AB=25 DCB本科生课程
4、设计（论文)IV进度计划第一天：收集资料，确定设计方案。 第二天：计算综合阻抗和零序电流，零序 I 段的整定计算。第三天：零序 II 段、零序 III 段的整定计算。 第四天：硬件电路设计（最小系统、数据采集、状态检测部分） 。第五天：硬件电路设计（控制输出、报警显示部分） 。 第六天：软件设计（有效值计算、故障判据） 。第七天：软件设计（绘制流程图或逻辑图）第八天：仿真验证及分析。 第九天：撰写说明书。第十天：课设总结，迎接答辩。指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算本科生课程设计（论文
5、)V摘 要随着时代的进步，电力系统的规模在不断扩大，用户对电能质量的要求也在不断提高。因此，对继电保护装置本身的要求也越来越高，微机继电保护具备了传统保护所没有的优良特性。本设计首先简要介绍了电力系统微机继电保护的发展、技术构成及其发展方向。其次对硬件、软件的结构做了分析，它的硬件结构核心由P89C51RD和DSP2181组成，CPU完成装置的总启动和人机界面及与外围设备的通信功能,CPU内设总启动元件，启动后开放出口继电器正电源,使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。最后本文对装置进行了软件结构设计，对各个模块的功能作了具体介绍本文研究的 110kV输电线路微机零序电流保护原理分析与程序设计
6、是由计算机实现的线路保护装置，用三相一次自动重合闸重合方式，采用后加速方式，适用于110kV的输电线路。关键词：微型机保护;110kV 输电线路;零序电流;重合闸本科生课程设计（论文)VI目 录第 1 章 绪论 .11.1 零序电流保护的概况 .11.2 本文主要内容 .2第 2 章 输电线路零序电流保护整定计算 .32.1 零序电流 段整定计算 .32.1.1 零序电流 段动作电流的整定 .72.1.2 灵敏度校验 .82.1.3 动作时间的整定 .102.2 零序电流段整定计算 .112.3 零序电流段整定计算 .11第 3 章 硬件电路设计 .123.1 CPU 最小系统图 .123.2
7、 110KV 输电线路零序保护的硬件 .133.3 数据采集系统 .133.3.1 电压形成回路 .143.3.2 采样保持和模拟低通滤波 .153.3.3 多路转换开关和模数转换 .153.4 开关量输入输出系统 .173.4.1 开关量输入输出模块 .173.4.2 开关量输入部分 .173.4.3 开关量输出部分 .193.5 电源模块 .20第 4 章 软件设计 .214.1 软件结构分析概述 .214.2 程序总框图 .224.3 中断程序模块 .244.4 各程序的子模块介绍 .254.4.1 初始化 .254.4.2 启动元件 .26本科生课程设计（论文)VII4.4.3 零序方
8、向电流保护 .264.4.4 重合闸及后加速 .274.5 微机保护的算法 .284.5.1 输入为正弦量的算法 .294.5.2 突变量电流算法 .294.5.3 选相方法 .314.5.4 傅里叶级数算法 .33第 5 章 实验验证及分析 .365.1 仿真结果及分析 .36第 6 章 课程设计总结 .38参考文献 .39本科生课程设计（论文)1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
9、。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
10、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
11、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。本科生课程设计（论文)21.2 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
12、、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 零序定值，并校验灵敏度。5整定保护 1 零序段定值，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。本科生课程设计（论文)3第 2 章 输电线路零序电流保护整定计算2.1 零序电流 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 、1Z0（1）当 、 、 、 、 、 均投入运行时：1GT23T4G1 1AB 1BC 1CDT1G2 T2Z A B C DZZ ZZ Z Z图 2.2 、 、 、 、 、 均投入运行时等值正序（负序）网络图1234TT40AB 0BC 0CDT1T3T2Z A B C DZZZZ Z Z图 2.3 、 、 、 、 、 均投入运行时等值零序网络图1G24
