35kV輸電線路電流電壓保護(hù)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)微機(jī)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：35kV輸電線路電流電壓保護(hù)設(shè)計(jì)（2）院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(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： 專心-專注-專業(yè)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告的內(nèi)容及其文本格式1、課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告要求用A4紙排版，單面打印，并裝訂成冊(cè)，內(nèi)容包括：封面（包括題目、院系、專業(yè)班級(jí)、學(xué)生學(xué)號(hào)、學(xué)生姓名、指導(dǎo)教師姓名、起止時(shí)間等）設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)及評(píng)語(yǔ)中文摘要 （黑體小二，居中，不少于200字）目錄正文（設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、研究報(bào)告、研究論文等）參考文獻(xiàn)2、課程設(shè)計(jì)（論文）正文參考字?jǐn)?shù)：2000字周數(shù)。3、封面格

2、式4、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)格式5、目錄格式標(biāo)題“目錄”（小二號(hào)、黑體、居中）章標(biāo)題（小四號(hào)字、黑體、居左）節(jié)標(biāo)題（小四號(hào)字、宋體）頁(yè)碼（小四號(hào)字、宋體、居右）6、正文格式頁(yè)邊距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，頁(yè)眉1.5cm，頁(yè)腳1.75cm，左側(cè)裝訂；字體：一級(jí)標(biāo)題，小二號(hào)字、黑體、居中；二級(jí)，黑體小三、居左；三級(jí)標(biāo)題，黑體四號(hào)；正文文字，小四號(hào)字、宋體；行距：20磅行距；頁(yè)碼：底部居中，五號(hào)、黑體；7、參考文獻(xiàn)格式標(biāo)題：“參考文獻(xiàn)”，小二，黑體，居中。示例：（五號(hào)宋體）期刊類：序號(hào)作者1,作者2,作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:頁(yè)次.圖書(shū)類：序號(hào)

3、作者1,作者2,作者n.書(shū)名.版本.出版地:出版社，出版年:頁(yè)次.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)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目35kV輸電線路電流電壓保護(hù)設(shè)計(jì)（2）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=60km,L3=40km,LB-C=30km,LC-D=30km,LD-E=20km,線路阻抗0.4/km,最大負(fù)荷電流IB-C.Lmax=110A,IC-D.Lmax=70A, ID-E.Lmax=35A,電動(dòng)機(jī)自啟

4、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.確定保護(hù)3在最大、最小運(yùn)行方式下的等值電抗。2.進(jìn)行C母線、D母線、E母線相間短路的最大、最小短路電流的計(jì)算。3.整定保護(hù)1、2、3的電流速斷保護(hù)定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范圍。4.整定保護(hù)2、3的限時(shí)電流速斷保護(hù)定值，并校驗(yàn)靈敏度。5.整定保護(hù)1、2、3的過(guò)電流保護(hù)定值，假定母線E過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0.5s，確定保護(hù)1、2、3過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，校驗(yàn)保護(hù)1作近后備，保護(hù)2、3作遠(yuǎn)后備的靈敏度。二、硬件電路設(shè)計(jì)包括CPU最小

5、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、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證給出實(shí)驗(yàn)電路及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)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I段整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)。第三天：電流II段、III段整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)。 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：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析。 第

6、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60% 答辯20% 以百分制計(jì)算摘 要電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、最方便的能源。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),正確地整定計(jì)算及保護(hù)線路的各種繼電裝置的可靠的、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)的停電范圍。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。選擇保護(hù)方式時(shí)，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。力求采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。只有簡(jiǎn)單的保護(hù)

7、裝置不能達(dá)到目的時(shí)，才考慮采用較復(fù)雜的保護(hù)裝置。對(duì)于35KV的單側(cè)電源供電網(wǎng)常采取三段式電流保護(hù)的保護(hù)方式。由于WL1段位于單側(cè)電源的最靠近電源側(cè)，所以必須進(jìn)行I、 II、 III段保護(hù);對(duì)WL2段只進(jìn)行I、III段保護(hù)。WL2段由于II段不能保護(hù)下一段，只能保護(hù)本條線路全長(zhǎng)。因此對(duì)WL2段進(jìn)行III段保護(hù)作為WL2段主保護(hù)拒動(dòng)的近后備和WL3段的線路保障和斷路器拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備。對(duì)WL3段只進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)作為主保護(hù)，而WL2段III段為其遠(yuǎn)后備保護(hù)。關(guān)鍵詞：電流；電壓；整定；微機(jī)；目 錄第1章 緒論電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和異常運(yùn)行狀態(tài)。故障和異常運(yùn)行狀態(tài)都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。較

8、其他電氣元件，輸電線路是電力系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的一環(huán)。故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性的切除故障區(qū)段，使非故障區(qū)段正常供電，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。實(shí)現(xiàn)這些功能的就要靠繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)代社會(huì)對(duì)供電可靠性的提高，微機(jī)保護(hù)裝置正日益普遍的用于電力系統(tǒng)中。無(wú)論傳統(tǒng)繼電保護(hù)還是現(xiàn)代微機(jī)保護(hù)，其基本任務(wù)都是：當(dāng)電力系統(tǒng)被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)能自動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；當(dāng)電力系統(tǒng)被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)，能根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)，減負(fù)荷或跳閘?？梢?jiàn)，繼電

9、保護(hù)對(duì)保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，阻止故障的擴(kuò)大和事故的發(fā)生，發(fā)揮著極其重要的作用。因此，合理配置繼電保護(hù)裝置，提高整定和校核工作的快速性和準(zhǔn)確性，以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，理應(yīng)得到我們的重視。對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求：動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指保護(hù)動(dòng)作裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。分別是：快速的切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時(shí)間，以及縮小故障元件的損壞程度。因此，在故障發(fā)生

10、時(shí)，應(yīng)力求保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作切除故障；繼電保護(hù)的靈敏性，是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或者不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置、短路的類型如何，以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻都能敏銳感覺(jué)，正確反應(yīng)；保護(hù)裝置的可靠性是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其他該保護(hù)不該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的。首先是與電力系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行可靠性要求的不斷提高密切相關(guān)的。熔斷器就是最初出現(xiàn)的簡(jiǎn)單過(guò)電流保護(hù)。這種保護(hù)時(shí)至今日仍廣泛應(yīng)用于低壓線路和用電設(shè)備。由于電力

11、系統(tǒng)的發(fā)展，用電設(shè)備的功率發(fā)電機(jī)的容量不斷增大，發(fā)電廠變電所和供電電網(wǎng)的結(jié)線不斷復(fù)雜化，單純采用熔斷器保護(hù)難以實(shí)現(xiàn)選擇性和快速性要求，于是出現(xiàn)了作用于專門(mén)的斷流裝置的過(guò)電流繼電器，利用繼電器和斷路器的配合來(lái)切除故障設(shè)備。19世紀(jì)90年代出現(xiàn)了裝于斷路器上并直接作用于斷路器的一次式電磁式過(guò)電流繼電器。20世紀(jì)初繼電器開(kāi)始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù)。這個(gè)時(shí)期可認(rèn)定是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開(kāi)端。 20世紀(jì)50年代以前繼電保護(hù)裝置都是由電磁型，感應(yīng)性或電動(dòng)型繼電器組成的，統(tǒng)稱為機(jī)電式繼電器。20世紀(jì)50年代，由于半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展，開(kāi)始出現(xiàn)了晶體管式繼電保護(hù)裝置。20世紀(jì)80年代后期，標(biāo)志著靜態(tài)繼電保護(hù)從第

12、一代向第二代的過(guò)渡。再20世紀(jì)60年代末，就提出用小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的設(shè)想。70年代后半期，出現(xiàn)了比較完善的微型計(jì)算機(jī)保護(hù)樣機(jī)，并投入到電力系統(tǒng)中試運(yùn)行。80年代微型計(jì)算機(jī)保護(hù)在硬件結(jié)構(gòu)和軟件技術(shù)方面已趨向成熟，并在一些國(guó)家推廣應(yīng)用，這就是第三代靜態(tài)繼電保護(hù)裝置。微型計(jì)算機(jī)保護(hù)具有巨大的計(jì)算分析和邏輯判斷能力，有很強(qiáng)的存儲(chǔ)記憶功能，可實(shí)現(xiàn)和完善各種復(fù)雜的保護(hù)功能。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，在我國(guó)已得到廣泛的應(yīng)用，受到電力系統(tǒng)運(yùn)行人員的歡迎，已成為繼電保護(hù)裝置的主要型式。在電力系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)同電力用戶的關(guān)系最密切，最直接、配電系統(tǒng)的安全可靠供電直接關(guān)系各行各業(yè)的生產(chǎn)、千家萬(wàn)戶的生活、甚至于

13、人們的生命安全。因此在配電系統(tǒng)中對(duì)繼電保護(hù)有很高的要求。傳統(tǒng)上采用獨(dú)立的裝置，有專門(mén)人負(fù)責(zé)，希望繼電保護(hù)裝置能快速有效地檢出，切除、隔離故障，并能快速恢復(fù)供電。配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置與整個(gè)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)一樣，歷經(jīng)了電磁型、晶體管型、集成電路型、微機(jī)型的發(fā)展過(guò)程。至今，不同形式的保護(hù)還在配電系統(tǒng)中廣泛存在并發(fā)揮作用。對(duì)于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置由于其性能的優(yōu)越運(yùn)行可靠，越來(lái)越得到用戶的認(rèn)可而在配電系統(tǒng)中大量使用。同時(shí)，由于用戶不斷提高的要求和制造廠家的努力，繼電保護(hù)技術(shù)在配網(wǎng)中得到很大的發(fā) 展，并且超越原有的行業(yè)范圍，走向多功能智能化，而傳統(tǒng)意義上的獨(dú)立的繼電保護(hù)裝置正在消失。 本設(shè)計(jì)的總體思路

14、是首先收集資料，確定設(shè)計(jì)方案。然后對(duì)等值電抗和短路電流計(jì)算、電流I段整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)。電流II段、III段整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)。接著對(duì)硬件電路經(jīng)行設(shè)計(jì)其中包括最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)檢測(cè)、控制輸出、報(bào)警顯示等部分。再對(duì)軟件經(jīng)行設(shè)計(jì)其中包括對(duì)有效值計(jì)算、故障判據(jù)及其流程圖的繪制。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。第2章 輸電線路電流保護(hù)整定計(jì)算 電流、電壓保護(hù)裝置是反應(yīng)相間短路基本特征（既反映電流突然增大，母線電壓突然降低），并接于全電流、全電壓的相間保護(hù)裝置。整套電流、電壓保護(hù)裝置一般由瞬時(shí)段、定時(shí)段組成，構(gòu)成三段式保護(hù)階梯特性。三段式電流、電壓保護(hù)一般用于110kV及以下電壓等級(jí)的單

15、電源出線上，對(duì)于雙電源輻射線可以加方向元件組成帶方向的各段保護(hù)。三段式保護(hù)的、段為主保護(hù)，第段為后備保護(hù)段。段一般不帶時(shí)限，稱瞬時(shí)電流速斷，或瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷，其動(dòng)作時(shí)間是保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。段帶較小延時(shí)，一般稱為延時(shí)電流速斷或延時(shí)電流閉鎖電壓速斷。段稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，帶較長(zhǎng)時(shí)限。對(duì)于610KV線路一般采用兩段式保護(hù)。兩段式保護(hù)的第一段為主保護(hù)段，第二段為后備保護(hù)段。電流、電壓保護(hù)簡(jiǎn)單可靠，有一定反映弧光電阻的能力，因此，當(dāng)保護(hù)性能滿足要求基本要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用。2.1 電流段整定計(jì)算2.1.1 動(dòng)作電流的整定電流速斷保護(hù)（電流保護(hù)I段）：根據(jù)繼電器保護(hù)速動(dòng)性的要求，保護(hù)裝置動(dòng)作切

16、除故障的時(shí)間，必須滿足穩(wěn)定和保證重要用戶供電的可靠性，原則上總是越快越好，因此力求裝設(shè)快速動(dòng)作的繼電保護(hù)，電流速斷保護(hù)就是這樣的保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。 對(duì)P1進(jìn)行整定（WL1段）I段整定計(jì)算無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)為了保證其保護(hù)的選擇性一般情況下只保護(hù)被保護(hù)線路的一部分，對(duì)于單側(cè)電源供電線路，在每回線路的電源側(cè)均裝設(shè)電流速斷保護(hù)，在輸電線路上發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流計(jì)算式為如下所示，對(duì)于AB段線路=A，其中Ex=。輸電線路的額定線電壓。為保證選擇性，保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流應(yīng)按躲開(kāi)下一條線路出口處（B點(diǎn)短路時(shí)，通過(guò)保護(hù)的最大短路電流（最打運(yùn)行方式下的三相短路電流）來(lái)整定。即從而P2后發(fā)生

17、各種短路時(shí)，保護(hù)P1不動(dòng)作，即 起動(dòng)電流 （取） 對(duì)P進(jìn)行整定（WL2段）：段整定計(jì)算啟動(dòng)電流：通過(guò)保護(hù)的最大短路電流（最打運(yùn)行方式下的三相短路電流）來(lái)整定 A2.1.2 靈敏度校驗(yàn) 保護(hù)范圍（靈敏度）校驗(yàn)按規(guī)定，在最小運(yùn)行方式下，速斷按保護(hù)的范圍的相對(duì)值時(shí)，為合乎要求，即當(dāng)系統(tǒng)為最大運(yùn)行方式三相短路時(shí)保護(hù)范圍最大，當(dāng)系統(tǒng)為最小運(yùn)行方式兩相短路保護(hù)范圍最小，因此求保護(hù)范圍是考慮最小運(yùn)行方式：=其中代人上式得保護(hù)范圍：=18.1km 則=>15%滿足要求。 動(dòng)作時(shí)限t=0.5； 對(duì)P進(jìn)行整定（WL2段）靈敏度（保護(hù)范圍）為保證在最小運(yùn)行方式下，速斷按保護(hù)的范圍的相對(duì)值合乎要求，即 保護(hù)范圍

18、=19.2043km 其中 動(dòng)作時(shí)限 t=0；2.1.3 動(dòng)作時(shí)間的整定通常過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限特性分以下兩種：定時(shí)限特性，當(dāng)短路電流大于保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作。保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限是固定的，與短路電流的大小無(wú)關(guān)。保護(hù)的這種特性稱為定時(shí)限特性；反時(shí)限特性，當(dāng)短路電流較保護(hù)裝置的動(dòng)作電流大得不多時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限與短路電流的大小成反比。但是在短路電流很大的情況下，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限受短路電流大小的影響很小，甚至完全不受短路電流大小的影響。保護(hù)裝置的時(shí)限大小是從用戶至電源逐級(jí)增長(zhǎng)的，即；為了保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性，每個(gè)時(shí)限之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，用時(shí)限階段表示，即這樣構(gòu)成的時(shí)限特性稱為階梯

19、時(shí)限特性。按階段時(shí)限特性選擇保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的這種時(shí)限選擇原則叫階梯原則。當(dāng)k2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)裝置4較其他保護(hù)裝置先動(dòng)作而切除故障線路；保護(hù)裝置1、2、3在短路故障切除后立即返回。同理，當(dāng)k1點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)裝置3動(dòng)作于跳閘，而保護(hù)裝置1、2均不跳閘，只有當(dāng)它們的下一級(jí)保護(hù)裝置或斷路器拒動(dòng)時(shí)才動(dòng)作。2.2 電流段整定計(jì)算限時(shí)電流速斷（電流保護(hù)段）：由于無(wú)時(shí)限電流速斷不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此考慮增加一段新的保護(hù)用來(lái)切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時(shí)也能作為速斷的后備，這就是限時(shí)速斷，稱為II段電流保護(hù)，由于要求限時(shí)電流速斷保護(hù)必須保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此它的保護(hù)范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣

20、當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路使，它就會(huì)誤動(dòng)作，為了保證動(dòng)作的 選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作有一定的時(shí)限，此時(shí)限的大小與其延伸的范圍有關(guān)，為盡量縮小時(shí)限，首先規(guī)定其整定計(jì)算原則為限時(shí)電流的速斷的保護(hù)范圍不超過(guò)下條線路電流速斷的保護(hù)范圍；同時(shí)動(dòng)作時(shí)限比下一條電流速斷保護(hù)高出一個(gè)t的時(shí)間段。 II段整定計(jì)算：由于無(wú)時(shí)限電流速斷不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此考慮增加一段新的保護(hù)，用來(lái)切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時(shí)也能作為無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)的后備保護(hù)，這就是限時(shí)電流速斷保護(hù)。稱為II段電流保護(hù)，由于要求限時(shí)電流速斷保護(hù)必須保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此它的保護(hù)范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短

21、路使，它就會(huì)誤動(dòng)作，為了保證動(dòng)作的 選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作有一定的時(shí)限，此時(shí)限的大小與其延伸的范圍有關(guān)，為盡量縮小時(shí)限，首先規(guī)定其整定計(jì)算原則為限時(shí)電流的速斷的保護(hù)范圍不超過(guò)下條線路電流速斷的保護(hù)范圍；同時(shí)動(dòng)作時(shí)限比下一條電流速斷保護(hù)高出一個(gè)t的時(shí)間段。 流過(guò)下一條線路保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流為 = （1）、起動(dòng)電流動(dòng)作電流按躲過(guò)下一條線路的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流進(jìn)行整定，則 而 ； 則 =1.21.1590.855=779.9286A （2）、靈敏度效驗(yàn)保護(hù)安裝的靈敏性，是指在它的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。其高低用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。即 不滿足要求，重新選

22、擇與仍不滿足要求，因此需要重新整定?？紤]與相鄰線路的II段配合（BC段）=264A，滿足要求。（3）、動(dòng)作時(shí)限為了保證選擇性，限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)比下一條線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)時(shí)間階段，即 2.3電流段整定計(jì)算3定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（電流保護(hù)段）。雖然無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)可以無(wú)時(shí)限的切除故障電路，但它不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，限時(shí)電流保護(hù)雖然可以較小的切除線路全長(zhǎng)上任意一點(diǎn)的故障，但它不能做相鄰線路故障的后備，因此引入定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，又稱三段電流保護(hù)，它是指啟動(dòng)電流按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的一種保護(hù)裝置。 III段整定計(jì)算：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)反應(yīng)電流增大而動(dòng)作，它要求能保護(hù)本條線路的全長(zhǎng)

23、和下一條線路的全長(zhǎng)。作為本條線路的主保護(hù)據(jù)動(dòng)的近后備，也作為下一條線路保護(hù)和斷路器的遠(yuǎn)后備。其保護(hù)范圍應(yīng)包括下一條線路或設(shè)備的末端。另外，過(guò)電流在最大負(fù)荷時(shí)，保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作。 (1)動(dòng)作電流按躲開(kāi)被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，且在自啟動(dòng)電流下繼電器能可靠返回來(lái)進(jìn)行整定A (2)靈敏度校驗(yàn)要求對(duì)本條及下一條線路或設(shè)備相間故障都能有反應(yīng)，其反應(yīng)能力用靈敏系數(shù)衡量。本條線路的近后備的靈敏系數(shù)規(guī)定為近后備 滿足要求。 下一條線路遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)規(guī)定為遠(yuǎn)后備 滿足要求。 (3)整定時(shí)間由于電流III段保護(hù)的范圍很大，為保證動(dòng)作的選擇性，其保護(hù)動(dòng)作延時(shí)應(yīng)比下一條線路的電流III段的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限階段，即；下

24、一條線路電流段的動(dòng)作延時(shí)對(duì)P進(jìn)行整定（WL2段）：III段整定計(jì)算，因?yàn)锳B段的III段保護(hù)不僅保護(hù)其本條線路的全長(zhǎng)，而且保護(hù)BC段的全長(zhǎng)，這與BC段的II段的保護(hù)功能相同，從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，不再對(duì)其進(jìn)行II段保護(hù)。直接進(jìn)行III段保護(hù) (1)啟動(dòng)電流 (2)靈敏度 作為本條線路的近后備： ，滿足要求 作為下條線路的遠(yuǎn)后備 滿足要求。 對(duì)P3進(jìn)行整定(WL3段)對(duì)其進(jìn)行III段定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。 (1)啟動(dòng)電流按躲開(kāi)被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流 ，且在自啟動(dòng)電流下繼電器能可靠返回來(lái)進(jìn)行整定 (2)靈敏度 作為末端只需考慮作為本條線路的近后備即可，而不考慮遠(yuǎn)后備的靈敏度校驗(yàn)。 不滿足，所以 只要對(duì)W

25、L3進(jìn)行過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 對(duì)WL3過(guò)負(fù)荷保護(hù) 動(dòng)作電流 式中 可靠系數(shù)，取1.05； 返回系數(shù)，取0.85； 電流互感器的變比； 電纜線路的額定電流。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般以長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，左右表2.1 各點(diǎn)短路時(shí)電流大小即整定電流的列表：?jiǎn)挝唬ˋ）WL1WL2WL31029.41590.852201347.2483.42264709.026_779.93_1616.64310.59第3章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 微機(jī)保護(hù)的硬件組成3.1.1 微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)微機(jī)保護(hù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)上的兩個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：高速的運(yùn)算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗

26、干擾措施等技術(shù)，使其在速動(dòng)性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護(hù)，而顯示了強(qiáng)大生命力，與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)有許多優(yōu)點(diǎn)，其主要特點(diǎn)如下：1.改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能，正確動(dòng)作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護(hù)不易獲得的特性；其很強(qiáng)的記憶力能更好地實(shí)現(xiàn)故障分量保護(hù)；可引進(jìn)自動(dòng)控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)，如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運(yùn)行正確率很高，已在運(yùn)行實(shí)踐中得到證明。2.可以方便地?cái)U(kuò)充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能。3.工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；裝置體積小，減少了盤(pán)

27、位數(shù)量；功耗低。4.可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動(dòng)、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強(qiáng)，可用軟件方法檢測(cè)主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。5.使用靈活方便，人機(jī)界面越來(lái)越友好。其維護(hù)調(diào)試也更方便，從而縮短維修時(shí)間；同時(shí)依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。6.可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)裝置具有串行通信功能，與變電所微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機(jī)保護(hù)具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。3.1.2 微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)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

28、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。圖3.1 微機(jī)保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)流程圖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)

29、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)的芯片通常需要雙極性的±15V或±12V工作電壓，繼電器回路則需要24V電壓。電路原理圖如圖3.2所示圖3.2 硬件電路原理圖第4章 軟件設(shè)計(jì) 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。

30、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。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CPU插件的軟時(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

31、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。3. 微機(jī)保護(hù)軟件的三種工作狀態(tài)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)。設(shè)計(jì)中所用程序見(jiàn)附件。第5章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析微

32、機(jī)保護(hù)是用數(shù)學(xué)運(yùn)算方法實(shí)現(xiàn)故障量的分析，測(cè)量，和判斷的。而運(yùn)算的基礎(chǔ)是若干個(gè)離散的，量化了的數(shù)字采樣序列。因此，微機(jī)保護(hù)的一個(gè)基本問(wèn)題是尋找適當(dāng)?shù)碾x散運(yùn)算方法，使運(yùn)算結(jié)果的精度能滿足工程要求。微機(jī)保護(hù)裝置根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，運(yùn)算和判斷，以實(shí)現(xiàn)各種繼電保護(hù)功能的方法稱為算法。按算法的目標(biāo)可分為兩大類：一類是根據(jù)輸入電氣量的若干點(diǎn)采樣值通過(guò)數(shù)學(xué)式或方程式計(jì)算出保護(hù)所反應(yīng)的量值，然后與給定值進(jìn)行比較。另一類算法，他是直接模仿模擬型保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，根據(jù)動(dòng)作方程來(lái)判斷是否在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，而不計(jì)算具體的數(shù)值。雖然這種算法所依循的原理和常規(guī)的模擬型保護(hù)相同，但通過(guò)計(jì)算機(jī)所特有的數(shù)學(xué)

33、處理和邏輯運(yùn)算，可以使某些保護(hù)的性能有顯著提高。例如，為實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)，可根據(jù)電壓和電流的采樣值計(jì)數(shù)出復(fù)阻抗的模和幅角或阻抗的電阻和電抗分量，然后同給定的阻抗動(dòng)作區(qū)進(jìn)行比較。這一類保護(hù)利用了微機(jī)能進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)許多常規(guī)保護(hù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。這種數(shù)字式距離保護(hù)的動(dòng)作特性的形狀可以非常靈活，不像常規(guī)保護(hù)的動(dòng)作特性形狀決定于一定的動(dòng)作方程。繼電保護(hù)的類型很多，然而，不論哪一類保護(hù)的算法，其核心問(wèn)題歸結(jié)到底是算出可表征被保護(hù)對(duì)象運(yùn)行特點(diǎn)的物理量。如電流和電壓的有效值相位，阻抗等，或者算出他們的序分量，基波分量和某次諧波分量的大小和相位等。利用這些基本的電氣量的計(jì)算值，就可以很容易地構(gòu)成各種不

34、同原理的保護(hù)。 因?yàn)槲C(jī)保護(hù)的算法比較繁瑣，考慮到自己所學(xué)知識(shí)的有限和本次設(shè)計(jì)的要求，在這里對(duì)微機(jī)保護(hù)的算法就只做大概的了解，不具體分析了，希望老師能夠諒解。但微機(jī)保護(hù)的算法對(duì)以后工作來(lái)說(shuō)還是很重要的，所以在以后的自學(xué)和工作中還是會(huì)重點(diǎn)學(xué)習(xí)和鉆研的。微機(jī)保護(hù)常用算法主要有正弦函數(shù)模型三采樣值算法；周期函數(shù)模型等。驗(yàn)證采取仿真形式，結(jié)果如圖5.1所示圖5.1 仿真結(jié)果圖第6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)都是反應(yīng)于電流升高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。它們之間的區(qū)別主要在于不同的原則來(lái)選擇起動(dòng)電流由于電流速斷不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護(hù)，因此，為保證迅速而又選

35、擇性地切除故障，常常將電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成階段式電流保護(hù)。輸電線路并不一定都要裝三段式電流保護(hù)，有時(shí)只裝其中的兩段就可以了。具體應(yīng)用時(shí)，可以只采用速斷加過(guò)電流保護(hù)，或限時(shí)速斷加過(guò)電流保護(hù)，也可以三者同時(shí)采用。無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)按保護(hù)全線路考慮后，此時(shí)，可不裝設(shè)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)，只裝設(shè)無(wú)時(shí)限電流速斷和過(guò)電流保護(hù)裝置。又如在很短的線路上，裝設(shè)無(wú)時(shí)限電流速斷往往其保護(hù)區(qū)很短，甚至沒(méi)有保護(hù)區(qū)，這時(shí)就只需裝設(shè)帶時(shí)限電流速斷和過(guò)電流保護(hù)裝置，叫做二段式電流保護(hù)。綜上所述，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)是以避開(kāi)被保護(hù)線路外部最大短路電流為整定的原則，它是靠動(dòng)作電流的整定獲得選擇性。帶時(shí)限

36、電流速斷保護(hù)則同時(shí)依靠動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間獲得選擇性，并要與下一線路的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)相配合。過(guò)電流保護(hù)以躲開(kāi)線路最大負(fù)荷電流和外部短路切除后電流繼電器能可靠返回為整定原則。它依靠動(dòng)作電流及時(shí)間元件的配合獲得選擇性。這次繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步的鞏固了所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)我明白了繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備，對(duì)以前模糊的地方也有了較清晰的認(rèn)識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)，使我積累了此類設(shè)計(jì)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，這將對(duì)我以后

37、求職必將有利，總之，本次設(shè)計(jì)中，我受益匪淺。參考文獻(xiàn)1 賀家李, 宋叢矩. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理M. 北京: 中國(guó)電力出版社,1994. 2 馬長(zhǎng)貴，高電網(wǎng)繼電保護(hù)原理M.北京：水利電力出版社，1987.3 毛錦慶,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答第二版M.北京：中國(guó)電力出版社1999.4 范錫普,發(fā)電廠電氣部分M.北京:中國(guó)電力出版社,1987.5 許建安,電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)M.北京:中國(guó)水利水電出版社，2001.6 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析第三版M.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2002.7 陳悅,電氣工程畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊(cè)M.北京:中國(guó)水利水電出版社，2008.8 芮靜康,現(xiàn)代工業(yè)與

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