35kv線路保護裝置畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 置 。 這 是 世 界 上 第 一 套 比 較 完 整 的 用 于 現(xiàn) 場 的 計 算 機 保 護 裝 置， 它 具 備 了 計 算機 保 護 的 基 本 組 成 部 分 。 但 由 于 當 時 微 型 機 尚 未 出 現(xiàn)， 因 此 該 保 護 裝 置 是 由 一 臺 小 重慶 大 學 工 程 碩 士 學 位 論 文 緒 論 型 計 算 機 實 現(xiàn) 的 。 在 整 個70年 代 ， 各 國 的 專 家 學 者 圍 繞算 法 理 論 作 了 大 量 的 工 作 ， 為 計 算 機 繼 電 保 護 的 發(fā) 展 奠 定 了 比 較 完 整 和 牢 固 的 基 礎 。經(jīng)過 80年 代 的 繼 續(xù) 努 力 ， 現(xiàn) 在 計 算 機 保 護 的 算 法 己 比 較 完 善 和 成 熟 。70年 代 中 期 出 現(xiàn) 了 單 片 微 型 計 算 機， 微 處 理 器 和 單 片 機 的 出 現(xiàn) 使 計 算 機 應 用 于電 力 系 統(tǒng) 繼 電 保 護 更 加 成 為 現(xiàn) 實 。1979年 ， 國 際 電 子 電 氣 工 程 師 學 會 教 育 委 員 會 組 織了 一 次 世 界 性 的 計 算 機 繼 電 保 護 研 修 班， 對 20世 紀 70年 代 以 來 的 計 算 機 保 護 的 研 究成 果 進 行 了 總 結(jié) 和 交 流 。 到 20世 紀 80年 代 中 期 計 算 機 保 護 在 電 力 系 統(tǒng) 中 獲 得 了 廣 泛的 應 用 [8]。在 我 國 ， 計 算 機 繼 電 保 護 技 術(shù) 的 研 究 和 開 發(fā) 起 步 比 較 晚， 比 先 進 國 家 大 約 延 后 10年 。 國 內(nèi) 自 1979年 開 始 微 機 繼 電 保 護 的 研 究 工 作， 首 先 在 各 高 校 和 一 些 科 研 單 位 開 展了 微 機 保 護 的 研 究 工 作 ， 1984年 4月 ， 華 北 電 力 大 學 研 究 的 以 MC6809CPU構(gòu) 成 的 MDP1型 微 機 線 路 保 護 裝 置 在 河 北 某 電 廠 投 入 運 行， 這 是 我 國 研 究 成 功 的 第 一 套 微 機 線 路 保護 裝 置 。 我 國 微 機 保 護 的 發(fā) 展 從 硬 件 上 看 大 體 可 分 為 三 個 階 段：① 以 單 CPU的 8位 微 處 理 器 構(gòu) 成 的 微 機 保 護 裝 置 。② 以 多 個 8位 單 片 機 組 成 的 多 微 機 系 統(tǒng) 。③ 以 16位 單 片 機 組 成 的 多 微 機 系 統(tǒng) 。由 于 我 國 繼 電 保 護 工 作 者 的 努 力， 從 20世 紀 80年 代 中 期 開 始 ， 到 目 前 為 止 ， 經(jīng) 過近 20年 左 右 的 奮 斗 ， 計 算 機 繼 電 保 護 —特 別 是 輸 電 線 路 的 微 機 保 護 己 達 到 了 大 量 采用 的 程 度 。 輸 電 線 路 的 微 機 保 護 從 用 于 500KV系 統(tǒng) 的 保 護 裝 置 到 用 于 10kV線 路 的 微 機保 護 裝 置 均 有 相 應 得 產(chǎn) 品 ， 近 年 來 ， 發(fā) 電 機 、 變 壓 器 以 及 大 型 發(fā) 電 機 變 壓 器 組 和 母 線的 微 機 保 護 也 相 繼 研 究 成 功 ， 己 投 入 使 用 [9]。 本文的主要內(nèi)容本 設 計 的 目 標 是 設 計 一 套 35KV微 機 線 路 保 護 裝 置 ， 主 要 包 括 線 路 保 護 的 原 理 與 算法 、 系 統(tǒng) 硬 件 設 計 、 系 統(tǒng) 軟 件 設 計等 。 論 文 的 具 體 章 節(jié) 安 排 如 下 ：第 1章 緒 論 ： 主 要 介 紹 了 本 文 的 目 的 和 意 義 ， 以 及 微 機 保 護 的 國 內(nèi) 外 發(fā) 展 情 況 。第 2章 線 路 保 護 裝 置 的 原 理 與 算 法 ： 介 紹 了 35KV線 路 保 護 的 基 本 原 理 以 及 微 機 保護 的 算 法 。第 3章 系 統(tǒng) 硬 件 電 路 設 計 ： 設 計 了 35KV線 路 微 機 保 護 系 統(tǒng) 的 硬 件 電 路 ， 給 出 了 每 個硬 件 模 塊 的 電 路 圖 ， 分 析 了 其 工 作 原 理 及 實 現(xiàn) 功 能 。第 5章 系 統(tǒng) 軟 件 設 計 ： 開 發(fā) 了 微 機 保 護 系 統(tǒng) 的 軟 件 系 統(tǒng)， 給 出 了 程 序 設 計 的 流 程 圖 ，分 析 了 其 原 理 及 實 現(xiàn) 功 能 。結(jié) 論 總 結(jié) 本 文 內(nèi) 容 ， 并 指 出 不 足 之 處 。第 2 章 線路保護裝置的原理與算法本 文 首 先 介 紹 了 35KV線 路 保 護 的 基 本 原 理 ， 包 括 三 段 式 電 流 保 護 和 方 向 電 流 保 護，隨 后 介 紹 了 傅 氏 算 法 的 原 理 和 特 點， 從 精 度 、 速 度 和 系 統(tǒng) 的 要 求 各 方 面 綜 合 考 慮， 最 后選 擇 全 波 傅 氏 算 法 作 為 裝 置 的 算 法 。 線路保護基本原理 三段式過電流保護在 輸 電 線 路 中 ， 特 別 是 60kV及 以 下 的 線 路 上 廣 泛 采 用 電 流 電 壓 保 護， 因 其 原 理 較簡 單 而 可 靠 性 較 高 。 與 常 規(guī) 保 護 相 同， 微 機 電 流 保 護 也 是 設 計 成 三 段 式 的 。I段 是 瞬 時電 流 速 斷 保 護 ， II段 是 限 時 電 流 速 斷 保 護 ， III段 是 過 電 流 保 護 ， 三 段 均 可 選 擇 帶 方 向線 路 保 護 或 不 帶 方 向 的 饋 線 保 護 [10]。1. 瞬 時 電 流 速 斷 保 護 （ I段 ） ：(1)電 流 速 斷 保 護 的 特 點 ：① 簡 單 可 靠 ， 動 作 迅 速 ， 因 而 獲 得 廣 泛 應 用 ；② 不 能 保 護 線 路 的 全 長 。③ 保 護 范 圍 直 接 受 系 統(tǒng) 運 行 方 式 變 化 的 影 響：系 統(tǒng) 運 行 方 式 變 化 很 大 時 ， 速 斷 保 護 可 能 沒 有 保 護 范 圍 ；被 保 護 線 路 的 長 度 很 短 時 ， 速 斷 保 護 可 能 沒 有 保 護 范 圍 ；沒 有 保 護 范 圍 時 ,需 采 用 其 它 性 能 更 好 的 保 護 。(2)電 流 速 斷 保 護 (電 流 I段 保 護 )的 基 本 原 理 ：A B C D圖21 輸電線路圖示1基 于 選 擇 性 可 以 得 到 最 初 的 基 本 想 法： （21）..maxdzAdBII? （22）..azBC （23）..maxdzdDII最 大 短 路 電 流 與 最 小 短 路 電 流 計 算：最 大 運 行 方 式 下 通 過 保 護 的 短 路 電 流 為 最 大 三 相 短 路： （24）?????最 小 運 行 方 式 下 時 通 過 保 護 的 短 路 電 流 最 小 兩 相 短 路： （25）min(2)(2).???在 相 同 運 行 方 式 下 ： （26）(3).maxddI? （27）(2)(3).indddII （28）.?其 中 ： 兩 相 短 路 電 流(2)dI 三 相 短 路 電 流(3)引 入 可 靠 性 系 數(shù) ：A B C Dd 1 d 2圖22輸電線路圖示2 （29）39。 39。..maxdzAkdBIKI? （210）39。 39。..azBkC （211）39。39。..maxdzCkdDII （212）39。12~3kK?引 入 可 靠 系 數(shù) 的 實 質(zhì) 是 ： 將 動 作 值 對 應 的 短 路 點 左 移 ， 從 而 縮 小 了 保 護 范 圍 。(3)瞬 時 電 流 速 斷 保 護 （ 電 流 I段 保 護 ） 的 實 質(zhì) 分 析 ：圖23 瞬時電流速斷保護實質(zhì)分析(4)電 流 I段 保 護 的 靈 敏 性 分 析 （ 最 小 保 護 范 圍 ）：電 流 I段 保 護 用 最 小 保 護 范 圍 作 為 靈 敏 度 計 算 指 標：圖24 瞬時電流速斷保護靈敏性分析(5)最 小 保 護 范 圍 幾 點 說 明 ：① 規(guī) 程 對 電 流 1段 保 護 范 圍 的 要 求 ： （213）min0%(15~20)ABABl l???② 最 小 保 護 范 圍 的 計 算 ：(a)圖 解 法直 接 利 用 最 大 /最 小 短 路 電 流 曲 線 進 行 校 驗 。(b)解 析 法令 （214）(2)..??? （215）39。()2sdzAElZZI???③ 系 統(tǒng) 運 行 方 式 與 保 護 范 圍 之 間 關 系：圖25 系統(tǒng)運行方式與保護范圍之間關系2. 電 流 限 時 限 速 斷 保 護 (II段 )：(1)電 流 限 時 限 速 斷 保 護 的 特 點 ：① 切 除 本 線 路 速 斷 范 圍 以 外 的 故 障， 保 護 本 線 路 的 全 長 ；② 作 為 速 斷 的 后 備 。(2)動 作 原 理 ：① 保 護 范 圍 延 伸 到 下 一 條 線 路 ；② 為 保 證 選 擇 性 ， 必 須 使 保 護 的 動 作 帶 有 一 定 的 時 限；③ 為 了 使 動 作 時 限 盡 量 縮 短 ， 考 慮 使 它 的 保 護 范 圍 不 超 出 下 一 條 線 路 速 斷 保 護 的范 圍 ；④ 其 動 作 時 限 比 下 一 條 線 路 的 速 斷 高 出 一 個 時 間 階 段 [11] 。(2)限 時 電 流 速 斷 保 護 原 理 ：l.mindBI 39。39。...mindzBAdII?39。zA39。.(2).mindI(3).axdIB CA圖26 限時速斷保護原理 (3)整 定 動 作 值 ：選 擇 性 條 件 ： （216）39。.min..dBdzAdzBII? （217）39。..zztt實 際 整 定 （ 引 入 可 靠 系 數(shù) ） ：1.~2kK? （218）39。. .dzAkdzBII? 通 常 取 ~.6ts?? （219）39。..dzAzBt?(4)保 護 裝 置 靈 敏 性 的 校 驗 ：校 驗 條 件 ：系 統(tǒng) 最 小 運 行 方 式 下 ， 線 路 末 端 發(fā) 生 兩 相 短 路 (即 最 不 利 情 況 下 ， 動 作 最 不 靈 敏 )： （220）(2).min.~5dBlzAIK??不 能 滿 足 要 求 時 ,考 慮 進 一 步 延 伸 限 時 電 流 速 斷 的 保 護 范 圍， 使 之 與 下 一 條 線 路 的限 時 電 流 速 斷 相 配 合 。(5)II段 (延 伸 )整 定 動 作 值 ：① 選 擇 性 條 件 ： （221）..dzAzBI? （222）..zzt② 實 際 整 定 ： （223）. .dzAkdzBIKI?? 通 常 取 ~6ts? （224）..dzAzBt?(6)II段 動 作 時 限 特 性 ：圖27 限時速斷保護動作時限特性3. 定 時 限 過 電 流 保 護 （ III段 ） ：(1)定 時 限 過 電 流 保 護 的 特 點 ：① 保 護 本 線 路 及 相 鄰 下 條 線 路 的 全 長；② 本 線 路 I、 II段 保 護 的 近 后 備 （ 裝 置 故 障 ） ；③ 相 鄰 線 路 的 保 護 的 遠 后 備 （ 裝 置 故 障 及 開 關 失 靈 ）。(2)工 作 原 理 ：① 起 動 電 流 大 于 （ 躲 開 ） 最 大 負 荷 電 流；② 起 動 電 流 大 于 （ 躲 開 ） 最 大 自 起 動 電 流；③ 保 護 定 值 不 能 保 證 選 擇 性 ；④ 為 保 證 選 擇 性 ， 必 須 使 保 護 的 動 作 帶 有 一 定 的 時 限；⑤ 相 鄰 線 路 動 作 時 限 配 合 關 系 ： 階 梯 時 限 特 性 [12] 。(3)整 定 動 作 值 ：① 自 起 動 電 流 ：故 障 切 除 后 電 壓 恢 復 時 ， 電 動 機 有 一 個 自 起 動 的 過 程 ， 且 自 起 動 電 流 大 于 正 常 工作 電 流 ： (225).??② 動 作 值 整 定 （ 引 入 可 靠 系 數(shù) ） ：~.2k整 定 條 件 ： 返 回 電 流 大 于 最 大 自 起 動 電 流 ：