110kV輸電線路功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)

1、xxxx 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)微機(jī)繼電保護(hù)微機(jī)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目：110kv110kv 輸電線路功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)（輸電線路功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)（1 1）院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電氣電氣111111班班 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：起止時(shí)間： 2014120141. .12.15-2014.12.26.12.15-2014.12.26.本科生課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名

2、專(zhuān)業(yè)班級(jí)電氣 111課程設(shè)計(jì)（論文）題目110kv 輸電線路功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)（1）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)系統(tǒng)接線圖如圖：課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)下表設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)工作量,10,3/1151gxkve,25,1532ggxxl1=l2=60km,l3=40km,lb-c=40km,lc-d=30km,ld-e=20km,線路阻抗 0.4/km,2 . 1irelkrelk15. 1relk最大負(fù)荷電流 ib-c.lmax=300a,ic-d.lmax=200a, id-e.lmax=150a,電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù) kss=1.5，電流繼電器返回系數(shù) kre=0.85。最大運(yùn)行方式：三臺(tái)發(fā)電機(jī)及線路

3、l1、l2、l3 同時(shí)投入運(yùn)行；最小運(yùn)行方式：g2、l2 退出運(yùn)行。一、整定計(jì)算1.等值電抗計(jì)算、短路電流計(jì)算。2.整定保護(hù) 4、5 的電流速斷保護(hù)定值，并盡可能在一端加裝方向元件。3確定保護(hù) 5、7、9 限時(shí)電流速斷保護(hù)的電流定值，并校驗(yàn)靈敏度。4確定保護(hù) 4、5、6、7、8、9 過(guò)電流保護(hù)的時(shí)間定值，并說(shuō)明何處需要安裝方向元件。二、硬件電路設(shè)計(jì)包括 cpu 最小系統(tǒng)、電流電壓數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、控制輸出、報(bào)警顯示等部分。三、軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)思想，給出參數(shù)有效值計(jì)算及故障判據(jù)方法，繪制流程圖或邏輯圖。四、仿真驗(yàn)證給出仿真電路及仿真結(jié)果，分析仿真結(jié)果同理論計(jì)算結(jié)果的異同及原因。bag1

4、123l3l2l1edcg2g3987654系統(tǒng)接線圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）續(xù)表進(jìn)度計(jì)劃第一天：收集資料，確定設(shè)計(jì)方案。 第二天：等值電抗和短路電流計(jì)算，電流速斷保護(hù)整定計(jì)算。第三天：限時(shí)電流速斷、過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算。 第四天：硬件電路設(shè)計(jì)（最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)檢測(cè)部分） 。第五天：硬件電路設(shè)計(jì)（控制輸出、報(bào)警顯示部分） 。 第六天：軟件設(shè)計(jì)（有效值計(jì)算、故障判據(jù)） 。第七天：軟件設(shè)計(jì)（繪制流程圖或邏輯圖）第八天：仿真驗(yàn)證及分析。 第九天：撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。第十天：課設(shè)總結(jié)，迎接答辯。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量

5、60% 答辯20% 以百分制計(jì)算本科生課程設(shè)計(jì)（論文）摘 要電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、也是最方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過(guò)變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過(guò)各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能量。在輸送電能的過(guò)程中,電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性,因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時(shí),保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時(shí)的保護(hù)動(dòng)作,從而切斷故障點(diǎn)極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的。電流方向保護(hù)是在每個(gè)斷路器的電流保護(hù)中增加一個(gè)功率方向測(cè)量元件。使其對(duì)對(duì)電流保護(hù)段來(lái)說(shuō)，因?yàn)榉捶较蚨搪窌r(shí)功率方向測(cè)量

6、元件不動(dòng)作，其整定值就只需躲過(guò)正方向線路末端短路電流最大值，而不必躲過(guò)反方向短路的最大短路電流，因而提高了靈敏度。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；功率保護(hù)保護(hù)；方向保護(hù)；方向元件本科生課程設(shè)計(jì)（論文）本科生課程設(shè)計(jì)（論文）目 錄第 1 章 緒論.11.1 輸電線路電流保護(hù)概述.11.2 本文主要內(nèi)容.1第 2 章 輸電線路方向電流保護(hù)整定計(jì)算.22.1 方向電流 段整定計(jì)算.22.1.1 方向電流的整定 .22.1.2 保護(hù) 4、5 的 段動(dòng)作電流的整定 .32.1.3 靈敏度校驗(yàn) .42.1.4 動(dòng)作時(shí)間的整定 .52.2 保護(hù) 5、7、9 方向電流段整定計(jì)算.52.3 方向電流段動(dòng)作時(shí)間整定計(jì)算及方向元

7、件的安裝.8第 3 章 硬件設(shè)計(jì).93.1 功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方案.93.2 電壓電流數(shù)據(jù)采集.93.3 報(bào)警顯示電路設(shè)計(jì).103.4 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì).103.5 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì).113.6 cpu 最小系統(tǒng)圖 .12第 4 章 軟件設(shè)計(jì).134.1 主程序流程圖設(shè)計(jì) .13 4.2 模擬量檢測(cè)流程圖設(shè)計(jì) .14第 5 章 matlab 建模仿真分析 .154.1 matlab 系統(tǒng)仿真圖 .154.2 仿真波形.15第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié).18第 7 章 參考文獻(xiàn).19本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 輸電線路電流保護(hù)概述電力系統(tǒng)的輸、配線路因各種原因可能 會(huì)發(fā)生相

8、間或相地短路故障,因此,必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置來(lái)反映這些故障,并控制故障線路的斷路器,使其跳閘以切除故障.對(duì)各種不同電壓等級(jí)的線路應(yīng)該裝設(shè)不同的相間短路和接地短路的保護(hù)。對(duì)于 3kv及以上的電力設(shè)備和線路的短路故障，應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)；對(duì)于電壓等級(jí)在220kv 及以上的線路，應(yīng)考慮或者必須裝設(shè)雙重化的主保護(hù)，對(duì)于整個(gè)線路的故障，應(yīng)無(wú)延時(shí)控制其短路器跳閘。線路的相間短路、接地短路保護(hù)有：電流電壓保護(hù)，方向電流電壓保護(hù)，接地零序流電壓保護(hù)，距離保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)等。電力系統(tǒng)中線路的電流電壓保護(hù)包括：帶方向判別和不帶方向判別的相間短路電流電壓保護(hù)，帶方向判別和不帶方向判別的接地短路電流電壓保護(hù)。他們分別

9、是用于雙電源網(wǎng)絡(luò)、單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)及單電源輻射網(wǎng)絡(luò)的線路上切除相間或接地短路故障。1.2 本文主要內(nèi)容在每個(gè)斷路器的電流保護(hù)中增加一個(gè)功率方向測(cè)量元件（當(dāng)他和電流測(cè)量元件均動(dòng)作后才啟動(dòng)邏輯元件） ，并規(guī)定當(dāng)短路功率從母線流向線路（為正）時(shí)該功率元件動(dòng)作，而從線路流向母線（為負(fù)）時(shí)不動(dòng)作。那么對(duì)電流保護(hù)段來(lái)說(shuō)，因?yàn)榉捶较蚨搪窌r(shí)功率方向測(cè)量元件不動(dòng)作，其整定值就只需躲過(guò)正方向線路末端短路電流最大值，而不必躲過(guò)反方向短路的最大短路電流，因而提高了靈敏度。這種增加了功率方向測(cè)量元件的電流保護(hù)即為功率方向保護(hù)。在雙電源網(wǎng)絡(luò)或其他復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，可以采用帶方向的三段式電流保護(hù)，以滿足保護(hù)的各種性能要求。主要對(duì)保

10、護(hù)段的 段動(dòng)作電流的整定、靈敏度的校驗(yàn)、動(dòng)作時(shí)間的整定、方向電流段的整定計(jì)算和方向電流段動(dòng)作時(shí)間整定計(jì)算，繪制方向電流保護(hù)原理圖，并對(duì)動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行分析。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括了六大部分，分別為運(yùn)行方式的選擇、電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)及負(fù)荷電流計(jì)算、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)功率方向保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)、對(duì)所選擇的保護(hù)裝置進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中短路電流的計(jì)算和電氣設(shè)備的選擇是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）2第 2 章 輸電線路方向電流保護(hù)整定計(jì)算2.1 方向電流 段整定計(jì)算 2.1.1 方向電流的整定首先要進(jìn)行動(dòng)作電流的整定，如圖 2.1 和圖 2.2 所示分別為系統(tǒng)最大運(yùn)行狀態(tài)和最小運(yùn)行狀態(tài)下的等效電路

11、圖： 圖 2.1 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式等效電路圖xg11xl13xg32xl34xbc5xcd6xde7 圖 2.2 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式等效電路圖 由條件可知：10321gggxxx16321lllxxx,16bcx12cdx12dex所以最大運(yùn)行方式的等值阻抗為：8 . 8)(|)|(332121min3lgllggxxxxxxxxg11xl14xg22xl25xg33xl36xbc7xcd8xde9本科生課程設(shè)計(jì)（論文）3最小運(yùn)行方式下的等值阻抗為：14)(|)(3311max3lglgxxxxx則 c 母線的最大短路電流為： kaxxeibckc88. 0min3max同理 d 母線的最大短路

12、電流為： kaxxxeicdbckd47. 0min3maxe 母線的最大短路電流為： kaxxxxeidecdbcke35. 0min3max于是可以求出保護(hù) 1、2、3 的第一段動(dòng)作電流分別為：kaikikcrelop576. 0max11kaikikdrelop866. 0max12 2.1.2 保護(hù) 4、5 的 段動(dòng)作電流的整定圖 2.3 系統(tǒng)接線圖各段線路的阻抗為： 244 . 06021llxx164 . 0402lx164 . 040bcx 124 . 030cdx84 . 020dex系統(tǒng)接線圖如圖 2.3 所示，由電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)本線末端的最大短路電流，bag11

13、23l3l2l1edcg2g3987654本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4保護(hù) 4 = 1.423a x)x(x )(l3l2g211)3(maxlgkaxxei 1624)(15 )2415(3115a76. 1423. 12 . 1)3(maxop4iikkarel保護(hù) 5a14. 216153115 xl33)3(maxgkbxei a48. 207. 22 . 1)3(maxop5iikkbrel因?yàn)?所以在 4qf 加方向元件ii(3)maxkb4op 2.1.3 靈敏度校驗(yàn)校驗(yàn)，應(yīng)按電流、電壓元件中保護(hù)范圍小的元件確定，整定值滿足靈敏度senk的要求。 （2-min 41 min 4431

14、 3senlx lklx l1）保護(hù) 4 的靈敏度校驗(yàn)=8.05iopmin142i3selxmaxsx3 115302 2.052 =304opx321lllxxx28 2816=36.37%15%滿足靈敏度要求所以合格senk4min1opxlx10.9130保護(hù) 5 的靈敏度校驗(yàn) （2-min 51 min 5531 3senlx lklx l2）=7.09maxmin1523xopsxielx3 1153162 2.491635lopxx本科生課程設(shè)計(jì)（論文）5=44.31%15%,senk7.0916滿足靈敏度要求所以合格 2.1.4動(dòng)作時(shí)間的整定因?yàn)闊o(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)不必外加延時(shí)元

15、件即可保證保護(hù)的選擇性，也就是說(shuō)電流保護(hù)第 i 段的人為延時(shí)，所以電流保護(hù)第 i 段的動(dòng)作時(shí)間為 0。即 t=t=04op5op2.2 保護(hù) 5、7、9 方向電流段整定計(jì)算由于無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分,而該線路的剩下部分的短路故障必須依靠另外一種電流保護(hù),即帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)對(duì)于此種保護(hù)的動(dòng)作電流整定為: 保護(hù) 5段與保護(hù) 3 配合 （2-brelkk5opi3） a300max.lcbop ：分支系數(shù)=流過(guò)故障線電流/流過(guò)保護(hù)線電流。bk 45. 1113311lgslgsabbbxxexxeiik =/1.67=220.54a brelkk5opi30015. 1 1654

16、.65a33)2(kb23ilgsxxe1616311523 =8.21.4 滿足靈敏度要求 5op2)kbii（senk6.32208.81796 與相鄰保護(hù) 3段配合65. 1113311lgslgsabbbxxexxeiik （2-5op2)kbii（senk4）本科生課程設(shè)計(jì)（論文）6 a200max.2ldc 分支系數(shù)=流過(guò)故障線電流/流過(guò)保護(hù)線電流，且兩電流相等。 所以：1k4b =/=230a 3opi2oprelik4bk1/20015. 1 =/=154.54a 5opi3oprelikbk7.61/23015. 1 =11.351.4 此結(jié)果滿足靈敏度要求 5op2)kbi

17、i（senk8.31588.81796 =1s 5opttt3opttt2op 保護(hù) 7段與保護(hù) 3 配合 （2-brelkk5opi5） a300max.lcbop ：分支系數(shù)=流過(guò)故障線電流/流過(guò)保護(hù)線電流。bk 52. 1113311lgslgsabbbxxexxeiik =/1.67=220.54a brelkk5opi30015. 1 1654.65a33)2(kb23ilgsxxe1616311523 =8.21.4 滿足靈敏度要求 5op2)kbii（senk6.32208.81796 與相鄰保護(hù) 3段配合36. 1113311lgslgsabbbxxexxeiik （2-5op

18、2)kbii（senk6） a200max.2ldc 分支系數(shù)=流過(guò)故障線電流/流過(guò)保護(hù)線電流，且兩電流相等。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）7 所以：1k4b =/=240a 3opi2oprelik4bk1/20015. 1 =/=132.56a 5opi3oprelikbk7.61/23015. 1 =13.531.4 此結(jié)果滿足靈敏度要求 5op2)kbii（senk8.31588.81796 =1s 5opttt3opttt2op 保護(hù) 9段與保護(hù) 3 配合 （2-brelkk5opi7） a300max.lcbop ：分支系數(shù)=流過(guò)故障線電流/流過(guò)保護(hù)線電流。bk 45. 1113311lg

19、slgsabbbxxexxeiik =/1.67=220.54a brelkk5opi30015. 1 1654.65a33)2(kb23ilgsxxe1616311523 =8.11.4 滿足靈敏度要求 5op2)kbii（senk6.32208.81796 與相鄰保護(hù) 3段配合65. 1113311lgslgsabbbxxexxeiik （2-5op2)kbii（senk8） a200max.2ldc 分支系數(shù)=流過(guò)故障線電流/流過(guò)保護(hù)線電流，且兩電流相等。 所以：1k4b本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8 =/=234a 3opi2oprelik4bk1/20015. 1 =/=165.45a 5

20、opi3oprelikbk7.61/23015. 1 =11.461.4 此結(jié)果滿足靈敏度要求 5op2)kbii（senk8.31588.81796 =1s 5opttt3opttt2op2.3 方向電流段動(dòng)作時(shí)間整定計(jì)算及方向元件的安裝為保證選擇性，則必須加延時(shí)元件，且應(yīng)按照階梯形原則整定，即兩相鄰線路的電流動(dòng)作時(shí)間相差一個(gè)t。上一線路與動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)的下一段線路相配合；末級(jí)不裝延時(shí)元件；越靠近電源，延時(shí)越長(zhǎng)。s（線路末端） ，0t1ttt12t2ttt23，（無(wú)下一級(jí)，相當(dāng)于末級(jí)） 5793tttt1.5st 0sttt864若 矛盾，所以需加方向元件。5454,bcopopaopopktt

21、ktt又由于： 1.5sttt9750sttt864為簡(jiǎn)化保護(hù)接線和提高保護(hù)的可靠性，電流保護(hù)每相的第、段可共用一個(gè)方向元件。電流保護(hù)第段的動(dòng)作時(shí)間較小者而可能失去選擇性時(shí)加方向元件，動(dòng)作時(shí)間相同者可能失去選擇性時(shí)均加方向元件。所以,保護(hù) 4,6,8 加方向元件。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9第 3 章 硬件設(shè)計(jì)3.1 功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方案功率方向保護(hù)硬件設(shè)計(jì)可分為：電流電壓采集系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、a/d轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等幾個(gè)部分。先由電流電壓采集器得到所需要的電流和電壓，再經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)量的輸入與輸出，經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換電路使單片機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)，

22、最后由單片機(jī)來(lái)控制輸出及報(bào)警和顯示。其總體框圖如圖3.1 所示。開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)a/d 轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)聲光報(bào)警電路led 顯示控制輸出電流電壓數(shù)據(jù)采集圖 3.1 功率方向保護(hù)總體框圖3.2 電壓電流數(shù)據(jù)采集電網(wǎng)側(cè)的電壓和電流分別經(jīng)電壓互感器和電流互感器再到電壓形成電路產(chǎn)生微機(jī)可以利用的信號(hào)。其中交流電壓信號(hào)采用電壓變換器即可滿足要求，而交流電流信號(hào)可以采用電抗變換器和電流變換器，在此選用電流變換器對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行變換。此外，為保證后面的電路不受干擾，兩個(gè)經(jīng)變換器出來(lái)的信號(hào)還需經(jīng)低通濾波環(huán)節(jié)進(jìn)行濾波才允許輸入到采樣保持電路，供 cpu 發(fā)出信號(hào)進(jìn)行采樣。低通濾波環(huán)節(jié)可由電阻及電容組合構(gòu)成一模擬低通

23、濾波器。而采樣保持環(huán)節(jié)則選擇較常用的 lf-398 采樣芯片。其邏輯輸入端 s/h 由 cpu 中的定時(shí)器按一定時(shí)序控本科生課程設(shè)計(jì)（論文）10制，從而控制何時(shí)采樣、何時(shí)保持。當(dāng)邏輯輸入端即 s/h=1，即電平為高時(shí)，為采樣功能；當(dāng)邏輯輸入端即 s/h=0，即電平為低時(shí)，為保持功能。 低通濾波及采樣保持電路如圖 3.2 所示。圖 3.2 低通濾波及采樣保持電路3.3 報(bào)警顯示電路設(shè)計(jì)報(bào)警電路采用聲光報(bào)警器。由揚(yáng)聲器 by，普通紅色發(fā)光三極管等組成。其中at89c51 的 p3.5 引腳經(jīng)電阻接到發(fā)光三極管 n 端，當(dāng)輸出為低電平時(shí)，三極管將閃爍發(fā)光。達(dá)到聲光同時(shí)報(bào)警的效果。通過(guò)復(fù)位停止報(bào)警。如

24、圖 3.3 所示。p3.5(t1)at89c51r10kqvccls.圖 3.3 聲光報(bào)警電路3.4 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)在工作時(shí)，是在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖控制下一排一排的進(jìn)行。這個(gè)脈沖是由單片機(jī)控制器中的時(shí)序電路發(fā)出的。而時(shí)鐘電路就是用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11鐘信號(hào)，沒(méi)有時(shí)鐘電路，單片機(jī)就無(wú)法工作。時(shí)鐘信號(hào)可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，其原理如圖 3.4 所示。其中 c1、c2 值為 30pf,晶振頻率為 12mhz。圖 3.4 內(nèi)部時(shí)鐘振蕩電路3.5 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)led 顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。本設(shè)計(jì)使用并行

25、輸入硬件譯碼靜態(tài)顯示電路，靜態(tài)顯示電路中，各位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段碼線上保持段碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。電路中采用了鎖存譯碼器將 p1 口低 4 位輸出的 bcd 碼譯成七段字型碼，利用 p1 口高四位做為各鎖存譯碼器的所存信號(hào)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定顯示。led 使用的是共陰極 7 段數(shù)碼管。數(shù)碼管顯示電路如圖 3.5 所示。鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)有兩種：獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵，其中獨(dú)立式按鍵適用于按鍵數(shù)量不多的場(chǎng)合，而矩陣式按鍵適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合。鍵盤(pán)有兩種工作方式：編程掃描方式和中斷掃描方式。本設(shè)計(jì)采用的是矩陣式按鍵鍵盤(pán)，并利用中斷掃描法處理按鍵，消抖由軟件實(shí)現(xiàn)。鍵盤(pán)掃描電路如圖 3.6 所

26、示。xt al 2xt al 1at 89c51c130pfc230pfy1.本科生課程設(shè)計(jì)（論文）12a abaaabbbcccc cd d ddd dd dcececececece1111p1.3p1.0p1.1p1.2p1.4p1.5p1.6p1.7acdbefghhabc cd de ef fg gab bc cdefghabcd defg gh89c51abfcgdedpyledgn1234567abcdefgdpy_7-segabfcgdedpyledgn1234567abcdefgdpy_7-segabfcgdedpyledgn1234567abcdefgdpy_7-segabf

27、cgdedpyledgn1234567abcdefgdpy_7-seg. .圖3.5 led顯示電路int0p2.0p2.1p2.2p2.3p2.4p2.5p2.6p2.7at89c51123123123r14kr24kr34kr44k+5v+5v. . .本科生課程設(shè)計(jì)（論文）13開(kāi)始初始化數(shù)據(jù)處理子程序聲光報(bào)警a/d 轉(zhuǎn)換子程序大于閾值？圖 3.6 鍵盤(pán)電路3.6 cpu 最小系統(tǒng)圖p2.0p2.1p2.2d0d1d2d3d4d5d6d7q0q1q2q3q4q5q6q7a0a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10stbp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7i/o

28、0i/o1i/o2i/o3i/o4i/o5i/o6i/o7oewerdwralecextal2xtal1vccresetvssat89c51c130pfc230pfy1gnd.82826116gnd.c22ufr21kr1200s?sw -pbvccgnd.圖 3.7 cpu 最小系統(tǒng)圖第 4 章 軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序流程圖設(shè)計(jì)該軟件主要包括主程序模塊、裝置功能設(shè)置（按鍵中斷服務(wù)）模塊、a/d轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)處理等模塊。 主程序的任務(wù)是對(duì)中斷、定時(shí)器、各種接口芯片及變量進(jìn)行初始化，對(duì)裝置自檢，循環(huán)執(zhí)行檢測(cè)，等待按鍵處理模塊的中斷請(qǐng)求（int0）和a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求，在a/d轉(zhuǎn)

29、換中斷服務(wù)執(zhí)行完畢時(shí)發(fā)出有效的軟中斷請(qǐng)求，主程序?qū)?zhí)行本軟件的核心模塊執(zhí)行，執(zhí)行完模塊后，返回到主程序循環(huán)判斷處，等待下一次中斷。本次試驗(yàn)將a/d轉(zhuǎn)換子程序和數(shù)據(jù)處理子程序結(jié)合在一起，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否大于閾值，若大于則報(bào)警，反之，就不報(bào)警。主程序流程圖如圖4.1所示。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）14 圖4.1 主程序流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）154.2 模擬量檢測(cè)流程圖設(shè)計(jì)a/d 轉(zhuǎn)換子程序流程圖如下圖 4.2 所示。adc0809 初始化后，把 0 通道輸入的0-5v 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量 00h-ffh，然后將對(duì)應(yīng)數(shù)值存儲(chǔ)到內(nèi)存單元。程序框圖如圖 4.2 所示。 n y圖 4.2 模擬量檢

30、測(cè)流程圖啟動(dòng) adc0809 通道，并延時(shí) 100s讀出 a/d 轉(zhuǎn)換結(jié)果結(jié)果存入內(nèi)存單元開(kāi)始返回轉(zhuǎn)換完？本科生課程設(shè)計(jì)（論文）16第 5 章 matlab 建模仿真分析4.1 matlab 系統(tǒng)仿真圖由 matlab 軟件進(jìn)行輸電線路功率方向保護(hù)仿真實(shí)驗(yàn)的仿真圖形如圖 5.1 所示。圖 5.1 matlab 建模仿真圖將 matlab 仿真技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中輸電線路方向電流保護(hù)的研究，針對(duì)輸電線路方向電流保護(hù)技術(shù)的核心內(nèi)容。仿真步驟如下1) 環(huán)節(jié)庫(kù)及其輸入，將給定的信號(hào)輸入仿真系統(tǒng)；2) 環(huán)節(jié)的聯(lián)接，將各個(gè)環(huán)節(jié)的端口按框圖連接起來(lái)；3) 環(huán)節(jié)參數(shù)的設(shè)定，將參數(shù)以 matlab 中合

31、法的方式表示；4) 系統(tǒng)的建立，構(gòu)建了繼電保護(hù)系統(tǒng)輸電線路方向電流保護(hù)的 matlab 仿真。4.2 仿真波形根據(jù)線路三段式保護(hù)的原理以及各段保護(hù)之間的配合模擬各段保護(hù)的動(dòng)作情況。（1）模擬電流段保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行仿真后，仿真結(jié)果如下圖 4.2 所示：由圖可以看出線路在 0.05s 發(fā)生了故障，產(chǎn)生一個(gè)較大的短路電流，之后經(jīng)過(guò)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）17一個(gè)很小的延時(shí) 0.001s，斷路器 1 跳閘。電流段成功按時(shí)動(dòng)作。圖 5.2 電流段仿真波形圖2）模擬電流段保護(hù)動(dòng)作，在電流段的范圍內(nèi)設(shè)置故障，由于本設(shè)計(jì)是模擬線路不同段發(fā)生故障，所以就可以直接改變線路 1 的值來(lái)模擬線路不同段的故障。將線路 1 的

32、值設(shè)置為 10，線路 0、2 分別為 0.3、3.5。仿真參數(shù)同 1） ，執(zhí)行仿真后，仿真結(jié)果如下圖 4.3 所示:圖 5.3 電流段仿真波形圖 由圖可以看出線路在 0.05s 發(fā)生了故障，產(chǎn)生一個(gè)較大的短路電流，之后本科生課程設(shè)計(jì)（論文）18經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)置的延時(shí) 0.5s，斷路器 1 在 0.55s 跳閘。電流段成功按時(shí)動(dòng)作。3）模擬電流段保護(hù)動(dòng)作，在電流段的范圍內(nèi)設(shè)置故障，由于本設(shè)計(jì)是模擬線路不同段發(fā)生故障，所以就可以直接改變線路 1 的值來(lái)模擬線路不同段的故障。將線路 1 的值設(shè)置為 15.5，線路 0、2 分別為 0.3、3.5。仿真參數(shù)同 1） ，執(zhí)行仿真后，仿真結(jié)果如下圖 4.4 所示:圖 5.4 電流段仿真波形圖 由圖可以看出線路在 0.05s 發(fā)生了故障，產(chǎn)生一