输电保护零序电流(电气工程及其自动化)

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Ι段整定计算............................................32.1.1零序电流Ι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Ⅱ段整定计算...........................................112.3零序电流Ⅲ段整定计算............................................11第3章硬件电路设计..................................................123.1CPU最小系统图..................................................123.2110KV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...................................................264.4.3零序方向电流保护............................................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：G11AB1BC1CDT1G2T2ZABCDZZZZZZ图2.2、、、、、均投入运行时等值正序（负序）网络图T40AB0BC0CDT1T3T2ZABCDZZZZZZ图2.3、、、、、均投入运行时等值零序网络图B母线：ABTGTGBZZZZZZ122111//3320)1016//()1016(4030.0210//////TTABTTBZZZZZZ18)60//60//()4010//10(C母线：532033111BCBCZZZ584018000BCBCZZZD母线：934053111CDCDZZZ1388058000CDCDZZZ（2）当、、、、投入运行时:B母线：3320)1016//()1016(//122111ABTGTGBZZZZZZ71.2560//)4010//10(////30210TABTTBZZZZZC母线：532033111BCBCZZZ71.654071.25000BCBCZZZD母线：934053111CDCDZZZ71.1458071.65000CDCDZZZG11AB1BC1CDT1G2T2ZABCDZZZZZZ图2.4、、、、投入运行时等值正序（负序）网络图0AB0BC0CDT1T3T2ZABCDZZZZZ图2.5、、、、投入运行时等值零序网络图（3）当、、、投入运行时G11AB1BC1CDT1ZABCDZZZZ图2.6、、、投入运行时等值正序（负序）网络图T40AB0BC0CDT1T3ZABCDZZZZZ图2.7、、、投入运行时等值零序网络图B母线：462010161111ABTGBZZZZ75.18)60//60//()4010(////4030010TTABTBZZZZZC母线：662046111BCBCZZZ75.584075.18000BCBCZZZD母线：1064066111CDCDZZZ75.1388075.58000CDCDZZZ（4）当、、投入运行时G11AB1BC1CDT1ZABCDZZZZ图2.8、、投入运行时等值正序（负序）网络图0AB0BC0CDT1T3ZABCDZZZZ图2.9、、投入运行时等值零序网络图B母线：462010161111ABTGBZZZZ27.2760//)4010(//3010TABTBZZZZC母线：662046111BCBCZZZ27.674027.27000BCBCZZZD母线：1064066111CDCDZZZ27.1478027.67000CDCDZZZ二、计算B、C、D母线处发生单相或两相接地