輸電線路功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)

1、微機(jī)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：35kV輸電線路功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)院（系）： 電氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（簽字）起止時(shí)間：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)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目35kV輸電線路功率方向保護(hù)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)BAG1123L3L2L1EDCG2G3987654系統(tǒng)接線圖系統(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L1=L2=40km,L3=40km,LB-C=40km,LC-D=30km,LD-E=30km,線路阻抗0.4/km,最大負(fù)荷電流IB-C.Lmax=90

2、A,IC-D.Lmax=60A, ID-E.Lmax=45A,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

3、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。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：

4、 年 月 日注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算摘 要電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和安全穩(wěn)定運(yùn)行，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了巨大動(dòng)力和效益。但是一旦發(fā)生故障如不能及時(shí)有效控制，就會(huì)破壞穩(wěn)定運(yùn)行，造成大面積停電，給社會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的嚴(yán)重后果。所以在輸送電能的過(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

5、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。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；主保護(hù)；整定；方向保護(hù)目 錄第1章 緒論11.1 輸電線路功率保護(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32.1 方向電流段整定計(jì)算3 保護(hù)4、5的段動(dòng)作電流的整定3 靈敏度校驗(yàn)4 動(dòng)作時(shí)間的整定42.2 保護(hù)5、7、9方向電流段整定計(jì)算42.3 方向電流段動(dòng)作時(shí)間整定計(jì)算及方向元件的安裝6第3章 微機(jī)保護(hù)的軟硬件組成73.1 微機(jī)保護(hù)總體設(shè)計(jì)方案73.2 CPU的選擇83.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.4 微機(jī)保護(hù)的軟件組成113.

6、5 功率方向保護(hù)的邏輯流程圖12第4章 MATLAB建模仿真分析134.1 MATLAB系統(tǒng)仿真圖134.1 仿真種波形13第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)16第6章 參考文獻(xiàn)17第1章 緒論1.1 輸電線路功率保護(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

7、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

8、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)即為方向電流保護(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(mǎn)足保護(hù)的各種性能要求。三段式方向電流保護(hù)的特點(diǎn)，三段式電流保護(hù)在作用原理、征訂計(jì)算原則等方面與無(wú)方向三段式保護(hù)基本相同。但方向電流保護(hù)用于雙電源網(wǎng)絡(luò)和單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在構(gòu)成、整定、相互配合等問(wèn)題上還有以下特點(diǎn)：在保護(hù)構(gòu)成中增加功率方向測(cè)量原件，并與電流測(cè)量元件共同判別是否在保護(hù)線路的正方向上發(fā)生故障。方向電流保護(hù)第1段，即無(wú)時(shí)限方向電流速度保護(hù)的動(dòng)作電流整定可以不必躲過(guò)反方向外部

9、最大短路電流；第1段電流保護(hù)動(dòng)作電流還應(yīng)考慮躲過(guò)反向不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，流過(guò)非故障相的電流，這樣可防止在反方向發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)非故障線功率方向測(cè)量元件誤動(dòng)作而造成的保護(hù)誤動(dòng)作；在環(huán)網(wǎng)和雙電源網(wǎng)中，功率方向可能相同的電流保護(hù)第1段的動(dòng)作電流之間和動(dòng)作時(shí)間之間應(yīng)相互配合，以保證保護(hù)的選擇性。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 保護(hù)4、5的段動(dòng)作電流的整定BAG1123L3L2L1EDCG2G3987654圖2.1 系統(tǒng)接線圖各段線路的阻抗為：=40*0.4=16=40*0.4=16=40*0.4=16=30*0.4=12=30*0.4=12系統(tǒng)接線圖如圖2.1所示，

10、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，可計(jì)算保護(hù)4= 0.574A =1.2*1.5457=1.85A保護(hù)5因?yàn)?所以在4QF加方向元件2.1.2 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(mǎn)足可靠系數(shù)的要求。 （2-1）保護(hù)4的靈敏度校驗(yàn)=8.05=30=36.37%>15%滿(mǎn)足靈敏度要求所以合格保護(hù)5的靈敏度校驗(yàn) （2-2）=7.0916=44.31%>15%,滿(mǎn)足靈敏度要求所以合格2.1.3 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=

11、t=02.2 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 （2-3）IB-C.Lmax=320A ：分支系數(shù)=流過(guò)故障線電流/流過(guò)保護(hù)線電流。=/1.67=220.36A 1796.88A=8.2>1.4 滿(mǎn)足靈敏度要求 與相鄰保護(hù)3段配合 （2-4） IC-D.Lmax=200A 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：=/=230A =/=158.38A =11.35>1.4此結(jié)果滿(mǎn)足靈敏度要求 =

12、1s 保護(hù)7,9與保護(hù)5相同2.3 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），（無(wú)下一級(jí)，相當(dāng)于末級(jí)）若 矛盾，所以需加方向元件。又由于：>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。第3章 微機(jī)保護(hù)的軟硬件組成3.1 微機(jī)保護(hù)總體設(shè)計(jì)方案

13、微機(jī)繼電保護(hù)的主要部分是微機(jī)，因此，除微機(jī)本體外，還必須配自電力系統(tǒng)向計(jì)算機(jī)輸入有關(guān)信息的輸入接口和計(jì)算機(jī)向電力系統(tǒng)輸出控制信息的輸出接口。此外計(jì)算機(jī)還要輸入有關(guān)計(jì)算和操作程序，輸出記錄的信息，以供運(yùn)行人員進(jìn)行分析事故，即計(jì)算機(jī)還必須有人機(jī)聯(lián)系部分。微機(jī)保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)如圖3.1所示，一般包括以下幾部分。數(shù)據(jù)采集人機(jī)接口微機(jī)系統(tǒng)觸摸按鍵繼電器打印機(jī)顯示器開(kāi)關(guān)量輸出開(kāi)關(guān)量輸入圖3.1微機(jī)保護(hù)硬件示意框圖（1）模擬量輸入系統(tǒng)由于微機(jī)系統(tǒng)是一種數(shù)字電路設(shè)備，只能識(shí)別數(shù)字量，所以就需要將來(lái)自TA,TV的電流，電壓這一類(lèi)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的微機(jī)系統(tǒng)能接受的數(shù)字信號(hào)。（2）微機(jī)系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng)是微機(jī)保護(hù)裝置的

14、核心，一般包括：微處理器，只讀存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器以及定時(shí)器，“看門(mén)狗”等。微機(jī)系統(tǒng)用來(lái)分析計(jì)算電力系統(tǒng)的有關(guān)電量和判定系統(tǒng)是否發(fā)生故障，然后決定是否發(fā)生跳閘信號(hào)。（3）開(kāi)關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng) 開(kāi)關(guān)量輸入/輸出回路由若干個(gè)并行接口適配器、光電隔離器件及有觸點(diǎn)的中間繼電器等組成。（4）人機(jī)對(duì)話接口回路該回路主要功能用于人機(jī)對(duì)話，如調(diào)試、定值整定、工作方式設(shè)定、動(dòng)作行為記錄、與系統(tǒng)通信等。人機(jī)對(duì)話接口回路主要包括打印、顯示、鍵盤(pán)及信號(hào)燈、音響或語(yǔ)音告警等。（5）電源微機(jī)保護(hù)的電源是一套微機(jī)保護(hù)裝置的重要組成部分。通常采用逆變穩(wěn)壓電源，一般集成電路芯片的工作電壓為5V,而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的芯片通常需要雙

15、極性的±15V或±12V工作電壓，繼電器回路則需要24V電壓。3.2 CPU的選擇數(shù)據(jù)處理過(guò)程是主要由AT89C51單片機(jī)等芯片完成的。AT89C51是一種帶4K字節(jié)的閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。其中包括128 字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O 口線，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51 降至0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式26。空閑方式體制CPU 的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM

16、中的內(nèi)容，但振蕩器體制工作并禁止其他所有不見(jiàn)工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。AT89C51單片機(jī)管腳圖如圖3.2所示圖3.2 AT89C51單片機(jī)管腳圖引腳功能說(shuō)明如下：·VCC：電源電壓·GND：地·P0口：P0口是一組8 位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址/

17、數(shù)據(jù)總線復(fù)用。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0口接受指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。·P1口:P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（

18、IIL）。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1接受低8 位地址。·P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位四肢的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8 位地址數(shù)據(jù)，在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2 寄存器的

19、內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。Flash編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P2也接收高位地址和其他控制信號(hào)。·P3口：P3是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。·RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。·ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)

20、存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元D0位置位，可禁止ALE操作。該位置，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE 才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。·PSEN：程序存儲(chǔ)允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通型號(hào)，當(dāng)89C51由外部存

21、儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。·EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必須是該器件使用12v編程電壓VPP。·XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。·XTAL2：振蕩

22、器反相放大器的輸出端。89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，外接石英晶體或陶瓷諧振器及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)電容C1、C2雖沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30Pf±10Pf，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40Pf±10Pf。用戶(hù)也可以采用外部時(shí)鐘。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL端，即

23、內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端XTAL則懸空。3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由組成單片機(jī)系統(tǒng)必需的一些元件構(gòu)成的，除了單片機(jī)之外，還需要包括電源供電電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。圖3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖3.4 微機(jī)保護(hù)的軟件組成微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的軟件分為接口軟件和保護(hù)軟件兩大部分。（1）接口軟件接口軟件是指人機(jī)接口部分的軟件，其程序可分為監(jiān)控程序和運(yùn)行程序。調(diào)試方式下的執(zhí)行監(jiān)控程序，運(yùn)行方式下執(zhí)行運(yùn)行程序。由接口面板上的工作方式或顯示器上顯示的菜單選擇執(zhí)行哪一部分程序。監(jiān)控程序主要就是鍵盤(pán)命令處理程序，是為接口插件及各CPU保護(hù)插件進(jìn)行調(diào)節(jié)和整定而設(shè)置的程序。接口的運(yùn)行程序由主程序和定時(shí)中斷

24、服務(wù)程序構(gòu)成。主程序只要完成巡檢，鍵盤(pán)掃描和處理，及故障信息的排列和打印。定時(shí)中斷服務(wù)程序包括軟件時(shí)鐘程序，以硬件時(shí)鐘控制并同步各插件CPU的軟時(shí)鐘，檢測(cè)各插件啟動(dòng)元件是否動(dòng)作的檢測(cè)啟動(dòng)程序。（2）保護(hù)軟件的配置各保護(hù)軟件的CPU插件的保護(hù)軟件配置為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序通常由三個(gè)基本模塊：初始化和自檢循環(huán)模塊，保護(hù)邏輯判斷模塊和跳閘模塊，故障處理模塊。對(duì)于不同原理的保護(hù)，一般而言，前后兩個(gè)模塊基本相同，而保護(hù)邏輯判斷模塊就隨不同的保護(hù)裝置而相差甚遠(yuǎn)。中斷服務(wù)程序一般包括定時(shí)采樣中斷服務(wù)程序和串行口通信中斷服務(wù)程序。在不同的保護(hù)裝置中，采樣算法有些不同或因保護(hù)裝置有些特殊要求，使得采樣中

25、斷服務(wù)程序部分也不盡相同。不同保護(hù)的通信規(guī)約不同，也造成程序的很大差異。軟件保護(hù)一般都有三種工作狀態(tài)：運(yùn)行，調(diào)試和不對(duì)應(yīng)狀態(tài)。不同狀態(tài)時(shí)程序流程也就不相同。有的保護(hù)沒(méi)有不對(duì)應(yīng)狀態(tài)，只有運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)試兩種工作狀態(tài)。3.5 功率方向保護(hù)的邏輯流程圖功率電流保護(hù)檢測(cè)輸電線路短路電流檢測(cè)是否超過(guò)動(dòng)作值距離段作為主保護(hù)，距離段作為后備保護(hù)跳閘動(dòng)作重合閘恢復(fù)結(jié)束NY3.4 功率保護(hù)流程圖第4章 MATLAB建模仿真分析4.1 MATLAB系統(tǒng)仿真圖由MATLAB軟件進(jìn)行輸電線路方向電流保護(hù)仿真實(shí)驗(yàn)的仿真圖形如圖4.1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

26、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。4.1 仿真種波形根據(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)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4.2 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4.3 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