110kv输电线路零序电流保护设计课程设计论文(编辑修改稿)

110kv输电线路零序电流保护设计课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

TGK )1(0)(001 22 KCKCKK IIZZ   取单相接地短路 2201)1(00 )2050(2 3/1152222 kkZZEIIKKsKCK  KAII opK 4 2 2   得， %15% k 满足灵敏度要求 （ 2） 1G 、 1T 、 3T 运行 20301021111)(20502222 kZZZZZ kZZZZBKTABTKAKTGK )1(0)(001 22 KCKCKK IIZZ   取单相接地短路 2201)1(00 )2050(2 3/1152222 KKZZEIIKKsKCK  KAII opK 2   得， %15%161 k 满足灵敏度要求 ∴ 根据 ①、 ②，最小运行方式为： 1G 、 1T 、 3T 运行 保护 2的 I段最小可以保护线路 BC全长的 16% 三、保护 3 的最小保护 范围计算 设CDCKZZk 33  （ 10 3 k ）， 则 3031 80,40 33 kZkZ CKCK  （ 1） 1G 、 1T 、 3T 、 4T 运行 300430103111111)()(40703333kZZZZZZZkZZZZZZCKBCTTABTKCKBCABTGK 若33 01 kK ZZ   ,则 )1(0)(0 KDKD II  取单相接地短路 3301)1(00 )4070(2 3/1152333 kkZZEIIKKsKDK  KAII opK 7 2 7 3   得， %15% k 满足灵敏度要求 本科生课程设计（论文 ) 10 此时，   ,33 01 KK ZZ，与33 01 K ZZ  矛盾 所以，33 01 KK ZZ  ， )1(0)(0 KDKD II  ，取两相接地短路 )(24070 3/1152 3301)(00 333 kkZZ EII KK sKDK   KAII opK 7 2 7 3   得， %15% k 满足灵敏度要求 （ 2） 1G 、 1T 、 3T 运行 30030103111111 )( 40703333 kZZZZZZ kZZZZZZCKBCTABTKCKBCABTGK   若33 01 kK ZZ   ,则 )1(0)(0 KDKD II  取单相接地短路 3301)1(00 )4070(2 3/1152333 kkZZEIIKKsKDK  KAII opK 7 2 7 3   得， %15% k 满足灵敏度要求 此时，   ,33 01 KK ZZ，与33 01 KK Z  矛盾 所以，33 01 KK ZZ  ， )1(0)(0 KDKD II  ，取两相接地短路 )(24070 3/1152 3301)(00 333 kkZZ EII KK sKDK   KAII opK 7 2 7 3   得， %15% k 满足灵敏度要求 ∴ 根 据 （ 1）、 （ 2），最小运行方式为： 1G 、 1T 、 3T 运行 保护 3的 I段最小可以保护线路 CD全长的 % 动作时间的整定 因为零序电流 I 段是无时限零序电流保护，不必加延时元件， 所以其整定的动作延时为 0 即，保护 3的动作时间： sttt IopIopIop 0321  本科生课程设计（论文 ) 11 零序电流 Ⅱ段整定计算 保护 1 的 Ⅱ 段与保护 2的 I段 配合 1m inI / bopIIrelop kIKI  ，保护 1 的分支系数 001m in ABBCb IIk KAI op 6 2  灵敏度校验：最小运行方式为 1G 、 1T 、 3T 、 4T 运行 流过保护 1 的最小零序电流 KAZZZZ ZZII TTABT TTKB 2 0 9 43)1(0m i n0  m i n01  IIopIIs e n IIK 不满足灵敏度要求 所以，保护 1的 Ⅱ 段与保护 2 的 Ⅱ 段配合 1m inII / bopIIrelop kIKI  ，保护 2 的分支系数 12min bk KAkIKI bopIIr e lop  KAI op  209 m i n01  IIopIIs e n IIK 满足灵敏度要求 所以，保护 1的 Ⅱ 段动作电流： KAI op  保护 1的 Ⅱ 段动作时间与保护 2的 Ⅱ 段动作时间配合： stttttt IopIIopIIop  零序电流 Ⅲ段整定计算 保护 1 的 Ⅲ段 与保护 2的 Ⅱ 段配合 KAkIKI bopIIIr e lop  灵敏度校验：最小运行方式为 1G 、 1T 、 3T 、 4T 运行 作为近后备： m i n01  IIIopBIIIs e n IIK 满足灵敏度要求 作为远后备： 35 32 m i n01  I I IopCI I Is e n IIK 满足灵敏度要求 本科生课程设计（论文 ) 12 已知母线 D 零序过电流保护动作时限为 所以保护 1 的 Ⅲ段 零序电流保护的动作时间与保护 2的 Ⅱ 段动作时间配合： stttttt IIopIIopIIIop  第 3 章 硬件电路设计 CPU 最小系统图 本设计中的 89C51 的最小系统包括 89C51 单片机， 6264 可编程 I/O 接口，晶振电路，按键复位电路。 CPU 最小系统图如图 图 CPU最小系统图 OE22WE27C E 120A 122A 1123A 1021A924A825V C C28C E 226G N D14A73A64A55A46A37A28A19A010I/ O 718I/ O 617I/ O 516I/ O 415I/ O 314I/ O 213I/ O 112I/ O 0116264S1SWPBC5R41 0KC31 0u FD3V C CC13 00 P FC23 00 P FY11 2M H zN e tL a b e l4 8N e tL a b e l4 9RD17WR16P 28P 25P 24P 23P 22P 21P 32P 34P 33P 35P 36P 37P 38P 39A L E30EA31G N D20X T A L 119X T A L 218R S T989C51V C CQ719Q616Q515Q412Q39Q26Q15Q02OE1D718D617D514D413D38D27D14D03G1174373N e tL a b e l5 0N e tL a b e l5 1本科生课程设计（论文 ) 13 110KV 输电线路零序保护的硬件 保护的硬件构成由 四部分组成：①数据采集系统（或称模拟量输入系统） ：数据采集系统包括电压形成、模拟滤波、采样保持、多路转换以及模拟转换，其功能为完成将模拟输入量准确转换为所需的数字量。 ②主系统：处理器（ CPU）、只读存储器（ ROM）或闪存内存单元（ FLASH）、随机存取储存器（ RAM）、定时器、并行以及串行接口等。 其功能为执行编制好的程序，以完成各种继电保护测量、逻辑和控制功能。 ③开关量（数字量）输入 /输出系统，并行接口（ PIA 或 PIO）、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，其功能为完成各种保护的出口跳闸、信号、外部接点 输入及人机对话及通信等功能。 ④电源模块：其功能为 保护装置提供工作电压。 一般常采用开关稳压电源或 DC/DC 电源模块。 其提供数字系统 2 +1 15V 电源。 其构成图 示： 图 硬件机构图 数据采集系统 数据采集系统（模拟量输入系统）主要包括电压形成、模拟滤波、采样保持（ S/H）、多路转换（ MPX）以及模数转换（ A/D），其功能为完成将模拟输入量准 确地转换为所电压形成 电压形成 LPF LPF S/H S/H 多路转换开关 A/D 串行接口 CPU FLASH RAM 并行接口 定时器 光电隔离 光电隔离 出口电路 数据采集系统 微机系统 输入 \输出系统 通信 人机对话 开关输入 模拟量输入 本科生课程设计（论文 ) 14 需的数字量，如图 所示： 图 电压形成回路 本文研究的 110KV 输电线路零序电流保护装置将由二次电流互感器转换来的电流信号通过如图 所示的电路转换为 mA 级的电流信号；将由二次电压互感器转换来的电压信号（ 100V）通过如图 所示的电路也转换为可供模数转换部分时用的电压，这样做的优点是可以使得元件小型化。 再讲 mA 级的电流信号经过如图 所示的电 路，进行放大处理转换为电压信号，作为 A/D 转换的输入信号。 图 变换电压的计算公式： ni122  RIRU LHLH 图 电压 形成 前置低通滤 波 采样保持 多路转换器 A/D转换 模拟信号输入 本科生课程设计（论文 ) 15 采样保持和模拟低通滤波 采样保持电路，又称 S/H电路，其作用是在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在模拟一数字转换器进行转换的期间内保持其输出不变。 利用采样保持电路后，可以方便地进行多个模拟量实现同时采样。 采样频率是指采样周期的倒数，对保护系统而言，在故障刚发生时，电压、电流信号中可能含有较高的频率分量（如 2KHz 以上），为防止混淆，频率将不得不用的很高， 进而对硬件速度提出过高的要求。 实际上，目前大多数的保护反应的是工频量，在这种情况下，可以采用一个前置的低通滤波器将高频分量滤掉，这样就可以降低频率，从而降低对 硬件提出的要求，对频率高于二分之一的可以用简单的低通滤波器（如图 所示）来滤除高频分量，而对于 小于二分之一频率的分量可以用数字滤波器来滤除。 图 多路转换开关和模数转换 对反应俩个电气量以上的继电保护装置，都要求对各个模拟量同时采样，以准确地获得各个量 之间的相位关系，因而要对每个模拟输入量设置一套电压形成、抗混淆低通滤波器采样保持电路。 所有采样保持器的逻辑输入端并联后，由定时器同时供给采样脉冲，但由于模数转换器价格相对较贵 ，通常不是每个模拟量输入通道设一个A/D 转换成数字量输入给装置。 而是公用一个，中间是通过转换开关 MPX切换，轮流由公用的 A/D 转换成数字量后输入给装置。 本科生课程设计（论文 ) 16 图 模数转换是微机保护的重要元器件，要理解 它的工作原理需先了解数模转换器的原理。 数字量是用代码按数位的组合起来表示的，每一位代码都有一定的权，即代表一个具体数值。 因此，为了将数字量转换成模拟量，然后将代表各位的。