輸電保護(hù)零序電流

1、目 錄TOC o 1-3 f h z第1章 緒緒論11.1 零序電流流保護(hù)的概概況11.2 本文主要要內(nèi)容2第2章 輸輸電線路零零序電流保保護(hù)整定計(jì)計(jì)算32.1 零零序電流段整定計(jì)計(jì)算32.1.11 零序電電流段動(dòng)作電電流的整定定72.1.22 靈敏度度校驗(yàn)82.1.33 動(dòng)作時(shí)時(shí)間的整定定102.2 零零序電流段整定計(jì)計(jì)算112.3零序序電流段整定計(jì)計(jì)算11第3章 硬硬件電路設(shè)設(shè)計(jì)123.1 CCPU最小小系統(tǒng)圖123.2 1110KVV輸電線路路零序保護(hù)護(hù)的硬件133.3 數(shù)數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)133.3.11電壓形成成回路143.3.22 采樣保保持和模擬擬低通濾波波153.3.33 多路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

2、換開(kāi)關(guān)和和模數(shù)轉(zhuǎn)換換153.4開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入輸輸出系統(tǒng)173.4.11開(kāi)關(guān)量輸輸入輸出模模塊173.4.22開(kāi)關(guān)量輸輸入部分173.4.33開(kāi)關(guān)量輸輸出部分193.5電源源模塊20第4章 軟軟件設(shè)計(jì)214.1軟件件結(jié)構(gòu)分析析概述214.2程序序總框圖224.3中斷斷程序模塊塊244.4各程程序的子模模塊介紹254.4.11初始化254.4.22啟動(dòng)元件件264.4.33零序方向向電流保護(hù)護(hù)264.4.44重合閘及及后加速274.5微機(jī)機(jī)保護(hù)的算算法284.5.11輸入為正正弦量的算算法294.5.22突變量電電流算法294.5.33選相方法法314.5.44傅里葉級(jí)級(jí)數(shù)算法33第5章 實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3、及及分析365.1仿真真結(jié)果及分分析36第6章 課課程設(shè)計(jì)總總結(jié)38參考文獻(xiàn)39第1章 緒緒論1.1 零序電流流保護(hù)的概概況與當(dāng)代新興興科學(xué)技術(shù)術(shù)相比，電電力系統(tǒng)繼繼電保護(hù)是是相當(dāng)古老老了，然而而電力系統(tǒng)統(tǒng)繼電保護(hù)護(hù)作為一門門綜合性科科學(xué)又總是是充滿青春春活力，處處于蓬勃發(fā)發(fā)展中。之之所以如此此，是因?yàn)闉樗且婚T門理論和實(shí)實(shí)踐并重的的科學(xué)技術(shù)術(shù)，又與電電力系統(tǒng)的的發(fā)展息息息相關(guān)。它它以電力系系統(tǒng)的需要要作為發(fā)展展的源泉，同同時(shí)又不斷斷地吸取相相關(guān)的科學(xué)學(xué)技術(shù)中出出現(xiàn)的新成成就作為發(fā)發(fā)展的手段段。繼電保保護(hù)裝置是是電力系統(tǒng)統(tǒng)的重要組組成部分，它它在保證系系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等等方面起著著非

4、常重要要的作用。它在系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生故障障時(shí)切除故故障設(shè)備，對(duì)對(duì)系統(tǒng)安全全運(yùn)行作出出貢獻(xiàn)，但但若不正常常動(dòng)作(包括拒動(dòng)動(dòng)和誤動(dòng))，則給系系統(tǒng)造成的的危害也是是巨大的。所以對(duì)繼繼電保護(hù)裝裝置的可靠靠性(包括安全全性和信賴賴性兩個(gè)方方面)要求很高高。信賴性性是指不應(yīng)應(yīng)拒動(dòng)，安安全性是指指不應(yīng)誤動(dòng)動(dòng)。繼電保保護(hù)裝置除除了在故障障的很短時(shí)時(shí)間內(nèi)動(dòng)作作外，長(zhǎng)期期是不動(dòng)作作的，因而而被喻為電電力系統(tǒng)的的無(wú)聲警衛(wèi)衛(wèi)。因此裝裝置的某些些缺陷可能能不被察覺(jué)覺(jué)，從而成成為故障時(shí)時(shí)不正確動(dòng)動(dòng)作的隱患患。微型機(jī)機(jī)保護(hù)可以以實(shí)現(xiàn)自我我監(jiān)視和檢檢測(cè)，大大大提高了裝裝置的安全全性。傳統(tǒng)的整流流型或晶體體管型繼電電保護(hù)裝置置的調(diào)試

5、工工作量很大大，尤其是是一些復(fù)雜雜的保護(hù)，例例如超高壓壓線路的保保護(hù)設(shè)備，調(diào)調(diào)試一套保保護(hù)常常需需要一周，甚甚至更長(zhǎng)的的時(shí)間。究究其原因，這這類保護(hù)裝裝置都是布布線邏輯的的，保護(hù)的的每一種功功能都由相相應(yīng)的硬件件器件和連連線來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。為確定定保護(hù)裝置置是否完好好，就需要要把所具備備的各種功功能都通過(guò)過(guò)模擬試驗(yàn)驗(yàn)來(lái)校核一一遍。微機(jī)機(jī)保護(hù)則不不同，它的的硬件是一一臺(tái)計(jì)算機(jī)機(jī)，各種復(fù)復(fù)雜的功能能是由相應(yīng)應(yīng)的軟件來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。換言之，它它是用一個(gè)個(gè)只會(huì)作幾幾種單調(diào)的的、簡(jiǎn)單操操作的硬件件，配以軟軟件，把許許多簡(jiǎn)單操操作組合而而完成各種種復(fù)雜功能能的。因而而只要用幾幾個(gè)簡(jiǎn)單的的操作就可可以檢驗(yàn)微微型機(jī)的硬

6、硬件是否完完好?；蛘哒哒f(shuō)如果微微型機(jī)硬件件有故障，將將會(huì)立即表表現(xiàn)出來(lái)。如果硬件件完好，對(duì)對(duì)于已成熟熟的軟件，只只要程序和和設(shè)計(jì)時(shí)一一樣，就必必然會(huì)達(dá)到到設(shè)計(jì)的要要求，用不不著逐臺(tái)作作各種模擬擬試驗(yàn)來(lái)檢檢驗(yàn)每一種種功能是否否正確。微微型機(jī)保護(hù)護(hù)裝置具有有自診斷功功能，對(duì)硬硬件各部分分和存放在在EPROOM中的程程序不斷地地進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)檢測(cè)，一一旦發(fā)現(xiàn)異異常就會(huì)發(fā)發(fā)出報(bào)警。通常只要要給上電源源后沒(méi)有警警報(bào)，就可可確認(rèn)裝置置是完好的的。所以對(duì)對(duì)微機(jī)保護(hù)護(hù)裝置可以以說(shuō)幾乎不不用調(diào)試，從從而可大大大減輕運(yùn)行行維護(hù)的工工作量。1.2 本文主要要內(nèi)容1.計(jì)算BB母線、CC母線、DD母線處正正序（負(fù)序序）及零

7、序序綜合阻抗抗Z1、Z0。2計(jì)算BB母線、CC母線、DD母線處發(fā)發(fā)生單相或或兩相接地地短路時(shí)出出現(xiàn)的最大大、最小零零序 電流流。3整定保保護(hù)1、22、3零序序電流I段段的定值，并并計(jì)算各自自的最小保保護(hù)范圍。4當(dāng) BB母線上負(fù)負(fù)荷變壓器器始終保持持兩臺(tái)中性性點(diǎn)都接地地運(yùn)行時(shí)，整整定保護(hù)11、2零序序定值，并并校驗(yàn)靈敏敏度。5整定保保護(hù)1零序序段定值，假假定母線DD零序過(guò)電電流保護(hù)動(dòng)動(dòng)作時(shí)限為為0.5ss，確定保保護(hù)1、22、3零序序過(guò)電流保保護(hù)的動(dòng)作作時(shí)限，校校驗(yàn)保護(hù)11零序段的靈敏敏度。6. 用計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)線路保護(hù)護(hù)裝置，用用三相一次次自動(dòng)重合合閘重合方方式，采用用后加速方方式。第2章 輸

8、輸電線路零零序電流保保護(hù)整定計(jì)計(jì)算2.1 零零序電流段整定計(jì)計(jì)算系統(tǒng)接線圖圖如圖2.1所示： 圖22.1 系系統(tǒng)接線圖圖一、計(jì)算各各母線處正正序（負(fù)序序）和零序序綜合阻抗抗、（1）當(dāng)、均投入運(yùn)運(yùn)行時(shí)： 圖22.2、均均投入運(yùn)行行時(shí)等值正正序（負(fù)序序）網(wǎng)絡(luò)圖圖圖2.3、均投入入運(yùn)行時(shí)等等值零序網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖B母線： C母線：D母線：（2）當(dāng)、投投入運(yùn)行時(shí)時(shí):B母線： C母線：D母線：圖2.4、投入運(yùn)行行時(shí)等值正正序（負(fù)序序）網(wǎng)絡(luò)圖圖圖2.5、投入運(yùn)行行時(shí)等值零零序網(wǎng)絡(luò)圖圖（3）當(dāng)、投入入運(yùn)行時(shí)圖2.6、投投入運(yùn)行時(shí)時(shí)等值正序序（負(fù)序）網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖圖2.7、投投入運(yùn)行時(shí)時(shí)等值零序序網(wǎng)絡(luò)圖B母線： C母線：D

9、母線：（4）當(dāng)、投入運(yùn)運(yùn)行時(shí)圖2.8、投入入運(yùn)行時(shí)等等值正序（負(fù)負(fù)序）網(wǎng)絡(luò)絡(luò)圖圖2.9、投入入運(yùn)行時(shí)等等值零序網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖B母線：C母線：D母線：二、計(jì)算BB、C、DD母線處發(fā)發(fā)生單相或或兩相接地地短路時(shí)出出現(xiàn)的最大大、最小零零序電流（1）當(dāng)、均投入運(yùn)運(yùn)行時(shí)B母線：C母線：D母線：（2）當(dāng)、投投入運(yùn)行時(shí)時(shí)B母線：C母線：D母線：（3）當(dāng)、投入入運(yùn)行時(shí)B母線：C母線：D母線：（4）當(dāng)、投入運(yùn)運(yùn)行時(shí)B母線：C母線： D母線：2.1.11 零序電電流段動(dòng)作電電流的整定定一、保護(hù)11零序電流流I段（1）、運(yùn)行取兩兩相接地短短路（2） 、運(yùn)行取兩兩相接地短短路 最大大運(yùn)行方式式為：、運(yùn)行行保護(hù)1的II段動(dòng)作

10、電電流為：二、保護(hù)22零序電流流I段（1）、運(yùn)行取單單相接地短短路 （22） 、運(yùn)運(yùn)行取單單相接地短短路 最大大運(yùn)行方式式為：、運(yùn)運(yùn)行保護(hù)2的II段動(dòng)作電電流為：三、保護(hù)33零序電流流I段（1）、運(yùn)運(yùn)行取單單相接地短短路 （22）、運(yùn)行取單單相接地短短路 最大運(yùn)運(yùn)行方式為為：、運(yùn)行行保護(hù)3的II段動(dòng)作電電流為：2.1.22 靈敏度度校驗(yàn)一、保護(hù)11的最小保保護(hù)范圍計(jì)計(jì)算設(shè) （），則(1)、運(yùn)行 取單相接接地短路得，滿足足靈敏度要要求(2)、運(yùn)行 取單相接接地短路得，滿足足靈敏度要要求 根據(jù)、，最小運(yùn)運(yùn)行方式為為：、運(yùn)行 保保護(hù)1的II段最小可可以保護(hù)線線路AB全全長(zhǎng)的333.7%二、保護(hù)22的

11、最小保保護(hù)范圍計(jì)計(jì)算設(shè) （），則（1）、運(yùn)行 取單相接接地短路得，滿足靈敏敏度要求（2）、運(yùn)行 取單相接接地短路得，滿足靈敏敏度要求 根據(jù)據(jù)、，最小運(yùn)運(yùn)行方式為為：、運(yùn)運(yùn)行 保護(hù)2的的I段最小小可以保護(hù)護(hù)線路BCC全長(zhǎng)的116%三、保護(hù)33的最小保保護(hù)范圍計(jì)計(jì)算設(shè) （），則（1）、運(yùn)行 若,則取單單相接地短短路得，滿足靈敏敏度要求此時(shí)，與與矛盾所以，取取兩相接地地短路得，滿足足靈敏度要要求（2）、運(yùn)行若,則取單單相接地短短路得，滿足靈敏敏度要求此時(shí)，與與矛盾所以，取取兩相接地地短路得，滿足靈敏敏度要求 根據(jù)據(jù)（1）、（2），最最小運(yùn)行方方式為：、運(yùn)行 保護(hù)3的的I段最小小可以保護(hù)護(hù)線路CDD全

12、長(zhǎng)的334.688%2.1.33 動(dòng)作時(shí)時(shí)間的整定定因?yàn)榱阈螂婋娏鱅段是是無(wú)時(shí)限零零序電流保保護(hù)，不必必加延時(shí)元元件，所以其整定定的動(dòng)作延延時(shí)為0即，保護(hù)11、2、33的動(dòng)作時(shí)時(shí)間： 2.2 零零序電流段整定計(jì)計(jì)算保護(hù)1的段與保護(hù)護(hù)2的I段段配合，保護(hù)1的的分支系數(shù)數(shù) 靈敏度校驗(yàn)驗(yàn)：最小運(yùn)運(yùn)行方式為為、運(yùn)運(yùn)行流過(guò)保護(hù)11的最小零零序電流 不不滿足靈敏敏度要求所以，保護(hù)護(hù)1的段與保護(hù)護(hù)2的段配合，保護(hù)2的的分支系數(shù)數(shù)滿足靈靈敏度要求求所以，保護(hù)護(hù)1的段動(dòng)作電電流： 保護(hù)1的段動(dòng)作時(shí)時(shí)間與保護(hù)護(hù)2的段動(dòng)作時(shí)時(shí)間配合：2.3零序序電流段整定計(jì)計(jì)算保護(hù)1的段與保護(hù)護(hù)2的段配合靈敏度校驗(yàn)驗(yàn)：最小運(yùn)運(yùn)行方

13、式為為、運(yùn)運(yùn)行作為近后后備：滿滿足靈敏度度要求作為遠(yuǎn)后后備：滿滿足靈敏度度要求已知母線DD零序過(guò)電電流保護(hù)動(dòng)動(dòng)作時(shí)限為為0.5ss所以保護(hù)11的段零序電電流保護(hù)的的動(dòng)作時(shí)間間與保護(hù)22的段動(dòng)作時(shí)時(shí)間配合：第3章 硬硬件電路設(shè)設(shè)計(jì)3.1 CCPU最小小系統(tǒng)圖本設(shè)計(jì)中的的89C551的最小小系統(tǒng)包括括89C551單片機(jī)機(jī)，62664可編程程IO接口口，晶振電電路，按鍵鍵復(fù)位電路路。CPU最小小系統(tǒng)圖如如圖3.11 圖3.1 CPPU最小系系統(tǒng)圖3.2 1110KVV輸電線路路零序保護(hù)護(hù)的硬件 保護(hù)的硬硬件構(gòu)成由由四部分組組成：數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)（或或稱模擬量量輸入系統(tǒng)統(tǒng)）：數(shù)據(jù)據(jù)采集系統(tǒng)統(tǒng)包括電壓壓形

14、成、模模擬濾波、采樣保持持、多路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換以及模模擬轉(zhuǎn)換，其其功能為完完成將模擬擬輸入量準(zhǔn)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換為為所需的數(shù)數(shù)字量。主系統(tǒng)：處理器（CCPU）、只讀存儲(chǔ)儲(chǔ)器（ROOM）或閃閃存內(nèi)存單單元（FLLASH）、隨機(jī)存取取儲(chǔ)存器（RRAM）、定時(shí)器、并行以及及串行接口口等。其功功能為執(zhí)行行編制好的的程序，以以完成各種種繼電保護(hù)護(hù)測(cè)量、邏邏輯和控制制功能。開(kāi)關(guān)量（數(shù)數(shù)字量）輸輸入輸出系系統(tǒng)，并行行接口（PPIA或PPIO）、光電隔離離器件及有有觸點(diǎn)的中中間繼電器器等組成，其其功能為完完成各種保保護(hù)的出口口跳閘、信信號(hào)、外部部接點(diǎn)輸入入及人機(jī)對(duì)對(duì)話及通信信等功能。電源模塊塊：其功能能為保護(hù)裝裝置提供工工作電

15、壓。一般常采采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)穩(wěn)壓電源或或DCDCC電源模塊塊。其提供供數(shù)字系統(tǒng)統(tǒng)5、244、+155、-155V電源。其構(gòu)成圖圖3.2所所示： 圖33.2 硬硬件機(jī)構(gòu)圖圖3.3 數(shù)數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)（模擬擬量輸入系系統(tǒng)）主要要包括電壓壓形成、模模擬濾波、采樣保持持（SH）、多路轉(zhuǎn)換換（MPXX）以及模模數(shù)轉(zhuǎn)換（AAD），其其功能為完完成將模擬擬輸入量準(zhǔn)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換換為所需的的數(shù)字量，如如圖3.33所示： 圖3.33數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)3.3.11電壓形成成回路本文研究的的110KKV輸電線線路零序電電流保護(hù)裝裝置將由二二次電流互互感器轉(zhuǎn)換換來(lái)的電流流信號(hào)通過(guò)過(guò)如圖3.4所示的的電路轉(zhuǎn)換換為mA級(jí)級(jí)

16、的電流信信號(hào)；將由由二次電壓壓互感器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換來(lái)的電電壓信號(hào)（1100V）通通過(guò)如圖33.5所示示的電路也也轉(zhuǎn)換為可可供模數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換部分時(shí)時(shí)用的電壓壓，這樣做做的優(yōu)點(diǎn)是是可以使得得元件小型型化。再講講mA級(jí)的的電流信號(hào)號(hào)經(jīng)過(guò)如圖圖3.3所所示的電路路，進(jìn)行放放大處理轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電壓壓信號(hào)，作作為AD轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的輸入入信號(hào)。 圖3.44電壓輸入入信號(hào)變換電壓的的計(jì)算公式式： 圖3.55電壓信號(hào)號(hào)輸入3.3.22 采樣保保持和模擬擬低通濾波波采樣保持電電路，又稱稱SH電路路，其作用用是在一個(gè)個(gè)極短的時(shí)時(shí)間內(nèi)測(cè)量量模擬輸入入量在該時(shí)時(shí)刻的瞬時(shí)時(shí)值，并在在模擬一數(shù)數(shù)字轉(zhuǎn)換器器進(jìn)行轉(zhuǎn)換換的期間內(nèi)內(nèi)保持其輸輸出不變。利

17、用采樣樣保持電路路后，可以以方便地進(jìn)進(jìn)行多個(gè)模模擬量實(shí)現(xiàn)現(xiàn)同時(shí)采樣樣。采樣頻率是是指采樣周周期的倒數(shù)數(shù)，對(duì)保護(hù)護(hù)系統(tǒng)而言言，在故障障剛發(fā)生時(shí)時(shí)，電壓、電流信號(hào)號(hào)中可能含含有較高的的頻率分量量（如2KKHz以上上），為防防止混淆，頻頻率將不得得不用的很很高，進(jìn)而對(duì)硬件件速度提出出過(guò)高的要要求。實(shí)際際上，目前前大多數(shù)的的保護(hù)反應(yīng)應(yīng)的是工頻頻量，在這這種情況下下，可以采采用一個(gè)前前置的低通通濾波器將將高頻分量量濾掉，這這樣就可以以降低頻率率，從而降降低對(duì)硬件件提出的要要求，對(duì)頻頻率高于二二分之一的的可以用簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的低通通濾波器（如如圖3.66所示）來(lái)來(lái)濾除高頻頻分量，而而對(duì)于小于于二分之一一頻率的分分

18、量可以用用數(shù)字濾波波器來(lái)濾除除。 圖圖3.6低低通濾波器器3.3.33 多路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和和模數(shù)轉(zhuǎn)換換對(duì)反應(yīng)倆個(gè)個(gè)電氣量以以上的繼電電保護(hù)裝置置，都要求求對(duì)各個(gè)模模擬量同時(shí)時(shí)采樣，以以準(zhǔn)確地獲獲得各個(gè)量量之間的相相位關(guān)系，因因而要對(duì)每每個(gè)模擬輸輸入量設(shè)置置一套電壓壓形成、抗抗混淆低通通濾波器采采樣保持電電路。所有有采樣保持持器的邏輯輯輸入端并并聯(lián)后，由由定時(shí)器同同時(shí)供給采采樣脈沖，但但由于模數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換器價(jià)價(jià)格相對(duì)較較貴，通常常不是每個(gè)個(gè)模擬量輸輸入通道設(shè)設(shè)一個(gè)ADD轉(zhuǎn)換成數(shù)數(shù)字量輸入入給裝置。而是公用用一個(gè)，中中間是通過(guò)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)關(guān)MPX切切換，輪流流由公用的的AD轉(zhuǎn)換換成數(shù)字量量后輸入給給裝置。

19、 圖圖3.7多多路轉(zhuǎn)換開(kāi)開(kāi)關(guān)模數(shù)轉(zhuǎn)換是是微機(jī)保護(hù)護(hù)的重要元元器件，要要理解它的的工作原理理需先了解解數(shù)模轉(zhuǎn)換換器的原理理。數(shù)字量量是用代碼碼按數(shù)位的的組合起來(lái)來(lái)表示的，每每一位代碼碼都有一定定的權(quán)，即即代表一個(gè)個(gè)具體數(shù)值值。因此，為為了將數(shù)字字量轉(zhuǎn)換成成模擬量，然然后將代表表各位的模模擬量相加加，即可得得到與被轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換數(shù)字量量相當(dāng)?shù)哪ＤM量，完完成了數(shù)模模轉(zhuǎn)換。如如圖3.88為一個(gè)44位數(shù)模轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器的原原理圖，更更多位數(shù)的的情況與此此類似。 圖圖3.8 4位數(shù)模模轉(zhuǎn)換器原原理輸出電壓為為： 可見(jiàn)，輸出出模擬電壓壓正比于控控制輸入的的數(shù)字量DD。對(duì)一般的AAD轉(zhuǎn)換器器來(lái)說(shuō)，如如果輸入電電壓超過(guò)所所

20、允許的最最大值，就就會(huì)出現(xiàn)平平頂波，這這種現(xiàn)象叫叫溢出，出出現(xiàn)小部分分平頂波溢溢出的危害害并不是特特別嚴(yán)重，因因?yàn)樵谘b置置得到采樣樣值后，還還可以經(jīng)過(guò)過(guò)數(shù)字濾波波器來(lái)對(duì)平平頂波進(jìn)行行修正，基基波相位可可以做到基基本不受影影響，對(duì)電電流保護(hù)和和阻抗保護(hù)護(hù)的影響較較小。但是是，應(yīng)當(dāng)指指出：不應(yīng)應(yīng)出現(xiàn)輸入入量超出允允許值時(shí)出出現(xiàn)零值的的現(xiàn)象，這這種現(xiàn)象對(duì)對(duì)保護(hù)的危危害是致命命的。如果果電流信號(hào)號(hào)出現(xiàn)這種種溢出情況況，則出口口短路可能能會(huì)被計(jì)算算成區(qū)外短短路，導(dǎo)致致拒動(dòng)。避避免這種溢溢出現(xiàn)象的的常用方法法有：1，采采用類似于于逐次逼近近方式的AAD轉(zhuǎn)換器器；2，在在AD轉(zhuǎn)換換器之前采采用預(yù)先措措施；3

21、，調(diào)調(diào)整模擬量量回路的增增益。3.4開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入輸輸出系統(tǒng)3.4.11開(kāi)關(guān)量輸輸入輸出模模塊開(kāi)關(guān)量輸入入輸出模塊塊包括開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入回回路和開(kāi)關(guān)關(guān)量輸出回回路，是微微型機(jī)保護(hù)護(hù)裝置的重重要組成部部分，是連連接外部強(qiáng)強(qiáng)電和內(nèi)部部弱電的主主要通道，其其核心是狀狀態(tài)信號(hào)的的隔離輸入入回路和動(dòng)動(dòng)作信號(hào)的的隔離輸出出回路，主主要完成外外部開(kāi)關(guān)量量引入裝置置進(jìn)行處理理和將裝置置內(nèi)發(fā)出的的開(kāi)關(guān)信號(hào)號(hào)引出到繼繼電器插件件，從而驅(qū)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的的繼電器跳跳閘或告警警，達(dá)到保保護(hù)的功能能。下面分分別介紹開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸入入回路和輸輸出回路的的設(shè)計(jì)。3.4.22開(kāi)關(guān)量輸輸入部分在微機(jī)線路路保護(hù)裝置置中，通常常需要采集集斷路器狀

22、狀態(tài)、隔離離開(kāi)關(guān)狀態(tài)態(tài)和外部分分、合閘等等狀態(tài)信息息，這些狀狀態(tài)量的采采集都是以以光電隔離離方式輸入入的，采用用光電隔離離的主要優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是：輸輸入信號(hào)與與輸出信號(hào)號(hào)在電氣上上完全隔離離，抗干擾擾能力很強(qiáng)強(qiáng)；無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)，耐沖擊擊，壽命長(zhǎng)長(zhǎng)，可靠性性高；響應(yīng)應(yīng)速度快，易易與邏輯電電平配合使使用。需要采集的的輸入開(kāi)關(guān)關(guān)量共8路，分為為兩組，一一組為4路220VV開(kāi)關(guān)量輸輸入，另一一組為4路24V開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入。圖3.99 所示開(kāi)開(kāi)關(guān)量通過(guò)過(guò)光電隔離離輸入電路路圖。其工工作原理是是：當(dāng)外部部接點(diǎn)接通通時(shí)，光電電隔離的二二極管導(dǎo)通通，光電隔隔離的三極極管也導(dǎo)通通，其集電電極輸出低低電位；當(dāng)當(dāng)外部接點(diǎn)點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，

23、光光電隔離的的二極管不不導(dǎo)通，于于是三極管管截止，集集電極輸出出高電位，軟軟件讀并行行口該位的的狀態(tài)，即即可知道外外部接點(diǎn)的的狀態(tài)。圖圖中二極管管起保護(hù)作作用，用于于防止開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入回回路電源極極性接反時(shí)時(shí)將光電耦耦合器中的的發(fā)光二極極管反向擊擊穿，另一一方面二極極管還能夠夠加速繼電電器的返回回。電容為為抗干擾電電容。這樣樣，開(kāi)關(guān)量量經(jīng)過(guò)光電電耦合器后后直接與保保護(hù)DSPP相應(yīng)的通通用IO口口相連，光光敏三極管管的導(dǎo)通和和截止完全全反映外部部接點(diǎn)的狀狀態(tài)，帶有有電磁干擾擾的外部輸輸入回路與與微型機(jī)電電路之間沒(méi)沒(méi)有直接電電的聯(lián)系，各各種干擾信信號(hào)不能進(jìn)進(jìn)入微型機(jī)機(jī)電路部分分，從而達(dá)達(dá)到抗干擾擾的

24、目的。 圖3.99開(kāi)關(guān)量經(jīng)經(jīng)光耦輸入入電路圖3.100 是開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入電電路的部分分電路圖(只畫(huà)出2220V的一一路輸入)。在整體體電路中，上上面4路為2200V開(kāi)關(guān)量量輸入電路路，并配有有兩路2220V開(kāi)關(guān)關(guān)量監(jiān)視電電路；下面面4路為224V開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入電電路，配有有兩路244V開(kāi)關(guān)量量監(jiān)視電路路。監(jiān)視電電路能夠?qū)崒?shí)現(xiàn)8路開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸入入信號(hào)的開(kāi)開(kāi)啟與停止止，從而達(dá)達(dá)到省電目目的；同時(shí)時(shí)，配備有有自檢回路路，通過(guò)44路開(kāi)關(guān)量量監(jiān)視回路路，可以實(shí)實(shí)現(xiàn)8路開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸入入通道的自自檢功能。 圖圖3.100開(kāi)關(guān)量輸輸入回路(以2200V的一路路輸入量為為例)圖3.100 的原理理為：6JJA21為為2

25、20VV開(kāi)關(guān)量控控制1端口。當(dāng)當(dāng)該端口輸輸入為“1時(shí)，光光電隔離器器PTl中發(fā)發(fā)光二極管管發(fā)光，三三極管導(dǎo)通通，表現(xiàn)為為低電平，可可正確對(duì)2220V開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸入入信號(hào)進(jìn)行行采集；當(dāng)當(dāng)6JA221控制端端口輸入為為“O”時(shí)，光電電隔離器PPT3中發(fā)發(fā)光二極管管不導(dǎo)通，同同時(shí)三極管管截止，表表現(xiàn)為高阻阻狀態(tài)，此此時(shí)無(wú)法采采集相應(yīng)的的開(kāi)關(guān)量。這樣，就就可以將裝裝置的電源源停掉，實(shí)實(shí)現(xiàn)省電功功能。自檢檢測(cè)功能：220VV開(kāi)關(guān)量控控制2端口6JBB21輸入入為“1”時(shí)，光電電隔離器PPT2中的的發(fā)光二極極管導(dǎo)通發(fā)發(fā)光，三極極管導(dǎo)通，220V正電源經(jīng)導(dǎo)通的三極管，二極管D3進(jìn)入開(kāi)關(guān)量采集電路中，通過(guò)查詢開(kāi)

26、關(guān)量輸入口6JBl8的狀態(tài)，用以判斷開(kāi)關(guān)量采集電路是否工作正常。3.4.33開(kāi)關(guān)量輸輸出部分相對(duì)于開(kāi)關(guān)關(guān)量輸入，開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸出出回路具有有更加重要要的地位。因?yàn)樵谖⑽⑿蜋C(jī)保護(hù)護(hù)裝置中，所所有的保護(hù)護(hù)功能最終終是通過(guò)開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸出出部分來(lái)控控制繼電器器動(dòng)作，驅(qū)驅(qū)動(dòng)斷路器器跳閘或發(fā)發(fā)出告警信信號(hào)。如下下圖為一簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的輸出出接線圖。 圖33.11裝裝置開(kāi)關(guān)量量輸出回路路接線圖但是，由于于開(kāi)關(guān)量輸輸出信號(hào)的的正確與否否關(guān)系到整整個(gè)繼電保保護(hù)裝置的的可靠性，因因此，開(kāi)關(guān)關(guān)量輸出回回路必須加加上監(jiān)視回回路來(lái)監(jiān)視視開(kāi)關(guān)量的的狀態(tài)。開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸出出部分主要要包括跳閘閘出口、重重合閘出口口以及各種種信號(hào)出口口等。開(kāi)關(guān)

27、關(guān)量輸出部部分是對(duì)斷斷路器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)控制的出出口通道，DDPS28812M的的IO口輸輸出的是333V的的低電壓微微電流信號(hào)號(hào)，不足以以直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)斷路器實(shí)實(shí)現(xiàn)各種操操作。因此此，開(kāi)關(guān)量量輸出回路路需要將CCPU輸出出的小信號(hào)號(hào)放大為大大功率信號(hào)號(hào)，從而驅(qū)驅(qū)動(dòng)斷路器器。另外，為為了防止斷斷路器操作作過(guò)程中產(chǎn)產(chǎn)生的瞬時(shí)時(shí)脈沖對(duì)微微型機(jī)保護(hù)護(hù)裝置的反反饋干擾，還還必須對(duì)出出口通道進(jìn)進(jìn)行隔離。通過(guò)采用用光電耦合合器與繼電電器相結(jié)合合的方法來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)出口口信號(hào)的隔隔離與放大大。為了提提高開(kāi)關(guān)量量輸出回路路的可靠性性，在數(shù)字字輸出和繼繼電器之間間選用了光光電耦合器器，提高了了抗干擾能能力。另外外，任何一一路的輸

28、出出均由兩個(gè)個(gè)信號(hào)通過(guò)過(guò)與非門產(chǎn)產(chǎn)生的控制制信號(hào)所控控制，這樣樣就可以有有效地抑制制干擾產(chǎn)生生的誤動(dòng)，可可也以在裝裝置出現(xiàn)故故障的時(shí)候候有效地實(shí)實(shí)現(xiàn)閉鎖。輸出量光光耦電路如如圖3.112所示。 圖3.112 輸輸出量光耦耦電路(只只畫(huà)出一路路）輸出量光耦耦電路原理理為：6JJB24為為輸出總控控制端口，只只用當(dāng)該端端口輸入為為“0”，與非門門， U11A輸出“1”時(shí)，整個(gè)個(gè)開(kāi)關(guān)量輸輸出電路才才能正常工工作，否則則，當(dāng)該端端口輸入為為“1”時(shí)，各開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸出出端口經(jīng)與與非門后均均為“1”，光電耦耦合器不導(dǎo)導(dǎo)通，回路路被閉鎖。在6JBB24為“O”的前提下下，當(dāng)跳閘閘輸出端口口6JBll4輸出為為

29、“1”時(shí)，經(jīng)與與非門輸出出為“0”，光電耦耦合器中發(fā)發(fā)光二極管管導(dǎo)通，三三極管導(dǎo)通通，24VV電源經(jīng)二二極管D11至3d226，3dd28端口口，驅(qū)動(dòng)相相應(yīng)的繼電電器；同時(shí)時(shí)24V電電源經(jīng)二極極管D8至至光電耦合合器PT88，二級(jí)管管導(dǎo)通，三三級(jí)管導(dǎo)通通，輸出電電路監(jiān)視端端口6JAA25對(duì)電電路進(jìn)行監(jiān)監(jiān)視。3.5電源源模塊保護(hù)系統(tǒng)對(duì)對(duì)電源要求求較高，通通常這種電電源是逆變變電源，即即將直流電電逆變?yōu)榻唤涣麟?，再再把交流電電整流為微微型機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)所需的直直流電壓。將變電所所強(qiáng)電系統(tǒng)統(tǒng)的直流電電源與微型型機(jī)的弱電電系統(tǒng)電源源完全隔離離開(kāi)，通過(guò)過(guò)逆變后的的直流電源源具有極強(qiáng)強(qiáng)的抗干擾擾能力，對(duì)對(duì)來(lái)自變

30、電電所中因斷斷路器跳合合閘等原因因產(chǎn)生的強(qiáng)強(qiáng)干擾可以以完全消除除掉。本設(shè)設(shè)計(jì)采用的的逆變穩(wěn)壓壓電源的輸輸入電壓為為直流2220V，其其輸出有55V，供微微型機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)使用，12V供數(shù)數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)使用，24V供繼電器回路使用。電源模理圖如圖3.13所示。 圖3.113 電源源模塊原理理圖第4章 軟軟件設(shè)計(jì)4.1軟件件結(jié)構(gòu)分析析概述110KVV輸電線路路零序電流流保護(hù)裝置置是由P889C511RD單片片機(jī)實(shí)現(xiàn)的的兩CPUU線路保護(hù)護(hù)裝置。裝裝置包括三三段零序電電流保護(hù)及及三相一次次自動(dòng)重合合閘。裝置置采用了多多單片機(jī)并并行工作的的方式，配配置了兩個(gè)個(gè)CPU插插件，分別別完成零序序保護(hù)及重重合閘，另

31、另外配置了了一塊接口口板，完成成對(duì)各保護(hù)護(hù)CPU插插件的巡檢檢、人機(jī)對(duì)對(duì)話和與系系統(tǒng)微型機(jī)機(jī)連機(jī)等功功能。零序序電流保護(hù)護(hù)包括零序序I段-IIII段和和不靈敏II段，零序序三段均可可由控制字字整定是否否經(jīng)零序功功率方向閉閉鎖?？捎捎煽刂谱挚乜刂剖欠窦蛹铀買I、III段段。振蕩閉閉鎖采用啟啟動(dòng)元件動(dòng)動(dòng)作后短時(shí)時(shí)開(kāi)放的原原理，即啟啟動(dòng)元件動(dòng)動(dòng)作后的0015秒秒內(nèi)開(kāi)放保保護(hù)，若在在該時(shí)間內(nèi)內(nèi)I、III段均不動(dòng)動(dòng)作，則將將保護(hù)閉鎖鎖。零序保保護(hù)不經(jīng)振振蕩閉鎖，只只受啟動(dòng)元元件的控制制。三相一一次自動(dòng)重重合閘由保保護(hù)啟動(dòng)或或由開(kāi)關(guān)位位置不對(duì)應(yīng)應(yīng)啟動(dòng)。4.2程序序總框圖如圖411所示軟件件整體流程程圖。本

32、設(shè)設(shè)計(jì)中，采采用模塊化化的設(shè)計(jì)思思想，軟件件模塊主要要由主程序序模塊、中中斷服務(wù)程程序模塊和和故障處理理程序模塊塊組成。如圖4.11 軟件件整體流程程圖主程序模塊塊主程序模塊塊包括初始始化、全面面自檢、開(kāi)開(kāi)放中斷與與等待中斷斷、數(shù)據(jù)傳傳輸通信等等環(huán)節(jié)。初始化初始化是指指保護(hù)裝置置在上電或或按下復(fù)位位鍵時(shí)首先先執(zhí)行的程程序，它主主要是對(duì)DDSP芯片片的工作方方式及參數(shù)數(shù)進(jìn)行設(shè)置置，以便在在后面的程程序中按預(yù)預(yù)定的方案案工作。首首先F28812對(duì)自自身的工作作環(huán)境進(jìn)行行設(shè)置，初初始化各種種寄存器，按按照電路設(shè)設(shè)計(jì)的輸入入輸出要求求，設(shè)置每每一個(gè)端口口用作輸入入還是輸出出，初始化化保護(hù)輸出出的開(kāi)關(guān)量

33、量，以保證證出口繼電電器均不動(dòng)動(dòng)作；初始始化DSPP采樣定時(shí)時(shí)器，控制制采樣間隔隔時(shí)間等。全面自檢檢對(duì)裝置的軟軟硬件進(jìn)行行一次全面面的自檢，包包括RAMM、FLAASH或RROM、各各開(kāi)關(guān)量輸輸出通道、程序和定定值等，以以保證裝置置在投入使使用時(shí)處于于完好的狀狀態(tài)。(1)RAAM的讀寫(xiě)寫(xiě)檢查對(duì)RAM某某一單元寫(xiě)寫(xiě)入1個(gè)數(shù)數(shù)，再?gòu)闹兄凶x出，并并比較兩者者是否相等等。如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)寫(xiě)入與讀讀出的數(shù)不不一致，說(shuō)說(shuō)明隨機(jī)存存儲(chǔ)器RAAM有問(wèn)題題，則轉(zhuǎn)至至告警模塊塊。并將告告警信息顯顯示在液晶晶顯示屏上上。(2)開(kāi)出出自檢開(kāi)出自檢主主要是檢測(cè)測(cè)開(kāi)出通道道是否正常常，它是通通過(guò)硬件開(kāi)開(kāi)出反饋來(lái)來(lái)檢查的依依次開(kāi)出

34、每每一路開(kāi)出出量，并從從反饋回路路檢查開(kāi)出出量是否正正確。由于于受啟動(dòng)繼繼電器的閉閉鎖，所以以在開(kāi)出每每一路開(kāi)出出量時(shí)，保保護(hù)并不會(huì)會(huì)誤動(dòng)。(3)整定定值檢查每套定值在在存入EEEPROMM時(shí)，都自自動(dòng)固化若若干個(gè)校驗(yàn)驗(yàn)碼。若發(fā)發(fā)現(xiàn)只讀存存儲(chǔ)器EEEPROMM定值求和和碼與事先先存入的定定值和不一一致，說(shuō)明明EEPRROM有故故障，轉(zhuǎn)至至告警模塊塊，并將告告警信息顯顯示在顯示示器上。參數(shù)刷新新在經(jīng)過(guò)全面面自檢后，應(yīng)應(yīng)將所有的的數(shù)據(jù)、標(biāo)標(biāo)志字清零零，因?yàn)槊棵恳粋€(gè)標(biāo)志志代表了一一個(gè)“軟件繼電電器”和邏輯狀狀態(tài)，如果果不清零，這這些標(biāo)志將將控制程序序流程的走走向，以致致無(wú)法達(dá)到到預(yù)期的目目的。開(kāi)放中

35、斷斷與等待中中斷經(jīng)過(guò)初始化化和全面自自檢后，表表明裝置的的準(zhǔn)備工作作已經(jīng)全部部就緒，此此時(shí)，開(kāi)放放中斷，將將數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)投入入工作。可可編程的定定時(shí)器將按按照初始化化程序規(guī)定定的采樣間間隔Ts不不斷發(fā)出采采樣脈沖，控控制各模擬擬量通道的的采樣和AAD轉(zhuǎn)換，并并在每次采采樣完成后后向微型機(jī)機(jī)請(qǐng)求中斷斷，來(lái)實(shí)時(shí)時(shí)監(jiān)視和獲獲取電力系系統(tǒng)的采樣樣信號(hào)。對(duì)對(duì)保護(hù)計(jì)數(shù)數(shù)器的值進(jìn)進(jìn)行判斷，該該計(jì)數(shù)器用用于保護(hù)起起動(dòng)元件動(dòng)動(dòng)作后的66s延時(shí)計(jì)計(jì)算。保護(hù)護(hù)計(jì)數(shù)器不不為零，說(shuō)說(shuō)明在6ss延時(shí)時(shí)間間內(nèi)，則進(jìn)進(jìn)入等待中中斷流程；當(dāng)保護(hù)計(jì)計(jì)數(shù)器歸零零時(shí)，說(shuō)明明起動(dòng)元件件延時(shí)時(shí)間間到，進(jìn)入入整組復(fù)歸歸環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)傳輸輸通

36、信數(shù)據(jù)傳輸通通信主要為為串口收發(fā)發(fā)數(shù)據(jù)。串串口通信主主要完成保保護(hù)處理CCPUTMS3220F28812與管管理CPUU LPCC22200處理器之之間的數(shù)據(jù)據(jù)通信，包包括DSPP到ARMM的數(shù)據(jù)上上傳顯示，AARM到DDSP的數(shù)數(shù)據(jù)下傳整整定，以及及相關(guān)通信信控制標(biāo)志志位的置位位與清零等等，從而實(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)動(dòng)作定值的的查詢、修修改和保存存，以及動(dòng)動(dòng)作信息報(bào)報(bào)告和各種種實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)的顯示等等。4.3中斷斷程序模塊塊在保護(hù)裝置置開(kāi)中斷后后，每隔一一個(gè)Ts，定時(shí)時(shí)器就會(huì)發(fā)發(fā)出一個(gè)采采樣脈沖，隨隨即產(chǎn)生中中斷請(qǐng)求。保護(hù)裝置置先暫停一一下系統(tǒng)程程序的流程程，轉(zhuǎn)而執(zhí)執(zhí)行一次中中斷服務(wù)程程序，以保保證對(duì)輸入

37、入模擬量的的實(shí)時(shí)采集集，同時(shí)，實(shí)實(shí)時(shí)地運(yùn)行行一次繼電電保護(hù)的相相關(guān)功能。中斷服務(wù)程程序主要包包括定時(shí)采采樣，電流流求和自檢檢，TV斷斷線檢查，以以及啟元件件等功能?？刂茢?shù)據(jù)據(jù)采集系統(tǒng)統(tǒng)，將8個(gè)個(gè)模擬量輸輸入通道的的模擬量輸輸入信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成數(shù)字字量的采樣樣值，然后后存入RAAM區(qū)的相相應(yīng)的地址址單元中。采用全波波傅氏算法法等微型機(jī)機(jī)保護(hù)算法法對(duì)各數(shù)字字量采樣值值進(jìn)行計(jì)算算。將計(jì)算得得到的各電電力系統(tǒng)參參數(shù)代入啟啟動(dòng)元件動(dòng)動(dòng)作判據(jù)中中，判斷啟啟動(dòng)元件是是否動(dòng)作。若電力系系統(tǒng)正常運(yùn)運(yùn)行，保護(hù)護(hù)啟動(dòng)元件件不啟動(dòng)。系統(tǒng)進(jìn)入入自檢程序序。首先對(duì)對(duì)每個(gè)采樣樣點(diǎn)都檢查查三相電流流之和是否否與變壓器器中性點(diǎn)側(cè)側(cè)

38、TA引入入的零序電電流3Ioo相等，如如果不相等等，則判定定為采樣回回路出錯(cuò)，進(jìn)進(jìn)行上傳數(shù)數(shù)據(jù)請(qǐng)求置置位，將相相應(yīng)的報(bào)警警信息上傳傳給ARMM。然后，系系統(tǒng)進(jìn)入TTV斷線檢檢查模塊，依依據(jù)相應(yīng)的的判據(jù)對(duì)TTV進(jìn)行斷斷線檢查。TV斷線線判據(jù)如下下：1負(fù)序序電壓大于于8V，負(fù)序序電流小于于0.1AA；2正序序電壓小于于30V，相相電流差突突變量小于于0.1AA。系統(tǒng)確定TTV二次斷斷線時(shí)，發(fā)發(fā)出“TV斷線”信號(hào)，待待電壓恢復(fù)復(fù)正常后信信號(hào)復(fù)歸。在TV斷線期期間，相應(yīng)應(yīng)的TV斷線標(biāo)標(biāo)志位置“1”，并通過(guò)過(guò)程序安排排閉鎖自動(dòng)動(dòng)重合閘。這時(shí)保護(hù)護(hù)將根據(jù)整整定的控制制字決定是是否退出與與電壓有關(guān)關(guān)的保護(hù)。

39、經(jīng)過(guò)上述述TV斷線線以及采樣樣通道自檢檢后，若互互感器及數(shù)數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)均無(wú)異異常，再次次判斷啟動(dòng)動(dòng)繼電器是是否動(dòng)作。如果此時(shí)時(shí)電力系統(tǒng)統(tǒng)正常，則則中斷服務(wù)務(wù)程序執(zhí)行行完畢后就就回到主程程序中被中中斷的地址址處，繼續(xù)續(xù)循環(huán)自檢檢。若啟動(dòng)動(dòng)繼電器動(dòng)動(dòng)作，則設(shè)設(shè)置保護(hù)計(jì)計(jì)數(shù)器的初初始值，并并通過(guò)保護(hù)護(hù)計(jì)數(shù)器每每次循環(huán)自自減“l(fā)”來(lái)實(shí)現(xiàn)啟啟動(dòng)元件動(dòng)動(dòng)作后自保保持6s的的時(shí)間。同同時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)修改中斷斷返回地址址和中斷返返回參數(shù)，使使系統(tǒng)流程程跳轉(zhuǎn)至故故障處理程程序入口出出。在進(jìn)入中中斷服務(wù)程程序后，若若啟動(dòng)元件件動(dòng)作，則則裝置閉鎖鎖掉采樣通通道檢查，TTV斷線檢檢測(cè)環(huán)節(jié)，直直接跳轉(zhuǎn)至至修改中斷斷返回地

40、址址和修改中中斷返回參參數(shù)環(huán)節(jié)，從從而進(jìn)入故故障處理程程序中。這這樣可以使使CPU集集中時(shí)間處處理故障處處理程序，以以便加快保保護(hù)動(dòng)作。在執(zhí)行故故障處理程程序時(shí)，定定時(shí)器仍將將每隔一個(gè)個(gè)TS發(fā)出出中斷請(qǐng)求求，以保證證采樣不中中斷。4.4各程程序的子模模塊介紹4.4.11初始化在初始化模模塊中執(zhí)行行的程序內(nèi)內(nèi)容見(jiàn)圖44.2.首首先是對(duì)所所有的可編編程序的并并行接口的初始始化，規(guī)定定每一個(gè)端端口用作輸輸入還是輸輸出，用于于輸出的則則要賦值等等。這一步必須首首先執(zhí)行，否否則無(wú)法通通過(guò)并行口口讀取各開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸入入的狀態(tài)。第二步是是讀取所有有開(kāi)關(guān)量輸輸入的狀態(tài)態(tài)，并將其其保存在RRAM區(qū)規(guī)規(guī)定的地址址內(nèi)

41、，以備備以后在自自檢循環(huán)時(shí)時(shí)不斷監(jiān)視視開(kāi)關(guān)量輸輸入是否有有變化。接接著是對(duì)裝裝置的硬件件進(jìn)行一次次全面的自自檢，包括括RAM，EPROOM、各開(kāi)開(kāi)關(guān)量輸出出通道等。這一次全全面自檢不不包括對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)的自檢檢，因?yàn)樗形垂ぷ髯?。?duì)數(shù)據(jù)據(jù)采集系統(tǒng)統(tǒng)的檢測(cè)安安排在中斷斷服務(wù)程序序中。在經(jīng)經(jīng)過(guò)全面自自檢后應(yīng)將將所有標(biāo)志志字清零，接接著進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)的初始始化，包括括對(duì)定時(shí)器器以及采樣樣數(shù)據(jù)寄存存區(qū)地址指指針的初始始化等。完完成數(shù)據(jù)采采集系統(tǒng)的的初始化后后，即可開(kāi)開(kāi)放中斷，程程序轉(zhuǎn)入振振蕩閉鎖模模塊。 圖4.2 初初始化流程程圖4.4.22啟動(dòng)元件件啟動(dòng)元件的的主體由反反應(yīng)相間工工頻變化

42、量量的過(guò)流繼繼電器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，同時(shí)又又配以反應(yīng)應(yīng)全電流的零零序過(guò)流繼繼電器和負(fù)負(fù)序過(guò)流繼繼電器互相相補(bǔ)充；低低周起動(dòng)元元件可經(jīng)控控制字選擇擇投退。反反應(yīng)工頻變變化量的起起動(dòng)元件采采用浮動(dòng)門門坎，正常常運(yùn)行及系系統(tǒng)振蕩時(shí)時(shí)變化量的的不平衡輸輸出均自動(dòng)動(dòng)構(gòu)成自適適應(yīng)式的門門坎，浮動(dòng)動(dòng)門坎始終終略高于不不平衡輸出出，在正常常運(yùn)行時(shí)由由于不平衡衡分量很小小，而裝置置有很高的的靈敏度。當(dāng)外接和和自產(chǎn)零序序電流均大大于整定值值，且無(wú)交交流電流斷斷線時(shí)，零零序起動(dòng)元元件動(dòng)作并并展寬7秒秒，去開(kāi)放放出口繼電電器正電源源。4.4.33零序方向向電流保護(hù)護(hù)零序電流方方向保護(hù)是是反應(yīng)線路路發(fā)生接地地故障時(shí)零零序電流分分

43、量大小和和方向的多多段式電流流方向保護(hù)護(hù)裝置，在在我國(guó)大短短路電流接接地系統(tǒng)不不同電壓等等級(jí)電力網(wǎng)網(wǎng)的線路上上，根據(jù)部部頒規(guī)程規(guī)規(guī)定，都裝裝設(shè)了這種種接地保護(hù)護(hù)裝置作為為基本保護(hù)護(hù)。 電電力系統(tǒng)事事故統(tǒng)計(jì)材材料表明，大大電流接地地系統(tǒng)電力力網(wǎng)中線路路接地故障障占線路全全部故障的的80一一90，零零序電流方方向接地保保護(hù)的正確確動(dòng)作率約約97，是是高壓線路路保護(hù)中正正確動(dòng)作率率最高的一一種。零序序電流方向向保護(hù)具有有原理簡(jiǎn)單單、動(dòng)作可可靠、設(shè)備備投資小、運(yùn)行維護(hù)護(hù)方便、正正確動(dòng)作率率高等一系系列優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)保護(hù)方向向上有中性性點(diǎn)接地變變壓器時(shí)，無(wú)無(wú)論被保護(hù)護(hù)線路對(duì)側(cè)側(cè)有無(wú)電源源，保護(hù)反反方向發(fā)生生接

44、地故障障，就有零零序電流通通過(guò)本保護(hù)護(hù)，因此，當(dāng)當(dāng)零序電流流I段不能能躲過(guò)反向向接地流過(guò)過(guò)本保護(hù)的的最大零序序電流，或或零序過(guò)電電流保護(hù)時(shí)時(shí)限不配合合時(shí)，應(yīng)配配置零序方方向元件以以保證保的的選擇性。零序方向元元件十分靈靈敏，3UU電壓應(yīng)躲躲過(guò)不平衡衡電壓的影影響，否則則不能保證證判別接地地故障方向向的正確性性。為此，零零序方向元元件只有在在3U值達(dá)達(dá)一定值時(shí)時(shí)才投入工工作，一般般取值為22-3V。電壓互感器器二次回路路斷線時(shí)（零零序方向元元件取用自自產(chǎn)零序電電壓），零零序方向元元件工作的的正確性得得不到保證證，此時(shí)零零序方向元元件自動(dòng)退退出工作，零零序方向電電流保護(hù)變變?yōu)榱阈螂婋娏鞅Ｗo(hù)。在電壓

45、互互感器二次次回路斷線線期間，可可自動(dòng)投入入兩段相電電流元件。由于零序電電流保護(hù)反反映的是接接地故障，不不反映相間間短路故障障，因此不不論零序電電壓取用母母線側(cè)電壓壓互感器還還是線路側(cè)側(cè)電壓互感感器，當(dāng)三三相合閘（自自動(dòng)重合和和手動(dòng)合）于于出口接地地故障時(shí)，零零序方向元元件可靈敏敏動(dòng)作而沒(méi)沒(méi)有死區(qū)，所所以零序電電流加速段段經(jīng)零序方方向元件控控制。零序序電流加速速段獨(dú)立設(shè)設(shè)置，定值值和延時(shí)可可獨(dú)立整定定。當(dāng)然，本本線末端接接地故障時(shí)時(shí)，加速段段的靈敏度度應(yīng)滿足要要求；與零零序電流速速斷相同，為為躲過(guò)斷路路器三相觸觸頭不同時(shí)時(shí)接通產(chǎn)生生的零序電電流，加速速段的時(shí)限限取1000ms或2200mss。

46、此外，為防防止合閘于于空載變壓壓器時(shí)勵(lì)磁磁涌流引起起零序后加加速誤動(dòng)，零零序加速段段可以由控控制字選擇擇是否需要要投入二次次諧波閉鎖鎖，二次諧諧波的制動(dòng)動(dòng)比選為118%。接地時(shí)零序序分量的特特點(diǎn)：故障點(diǎn)的的零序電壓壓最高，離離故障點(diǎn)越越遠(yuǎn)處的零零序電壓越越低，中性性點(diǎn)接地變變壓器處零零序電壓為為零。 零序電流流的分布，主主要決定于于輸電線路路的零序阻阻抗和中性性點(diǎn)接地變變壓器的零零序阻抗，而而與電源的的數(shù)目和位位置無(wú)關(guān)。 在電力系系統(tǒng)運(yùn)行方方式變化時(shí)時(shí)，如果輸輸電線路和和中性點(diǎn)接接地的變壓壓器數(shù)目不不變，則零零序阻抗和和零序等效效網(wǎng)絡(luò)就是是不變的。但電力系系統(tǒng)正序阻阻抗和負(fù)序序阻抗要隨隨著系統(tǒng)

47、運(yùn)運(yùn)行方式而而變化，將將間接影響響零序分量量的大小。 對(duì)于發(fā)生生故障的線線路，兩端端零序功率率方向與正正序功率方方向相反，零零序功率方方向?qū)嶋H上上都是由線線路流向母母線的。4.4.44重合閘及及后加速自動(dòng)重合閘閘裝置是將將因故跳開(kāi)開(kāi)后的斷路路器按需要要自動(dòng)再投投入的一種種自動(dòng)裝置置。電力系系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)經(jīng)驗(yàn)表明，架架空線路絕絕大多數(shù)的的故障都是是瞬時(shí)性的的，而永久久性故障一一般不到110%。因因此，在由由繼電保護(hù)護(hù)動(dòng)作切除除短路故障障之后，電電弧將自動(dòng)動(dòng)熄滅，絕絕大多數(shù)情情況下短路路處的絕緣緣可以自動(dòng)動(dòng)恢復(fù)。因因此，自動(dòng)動(dòng)將斷路器器重合，不不僅提高了了供電的可可靠性，減減少停電損損失，而且且還提高

48、了了電力系統(tǒng)統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)穩(wěn)定水平，增增大了高壓壓線路的送送電容量。根據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)對(duì)于 1110kV 線路，采采用三相一一次重合閘閘。重合閘閘可以通過(guò)過(guò)整定靈活活選擇檢無(wú)無(wú)壓、檢同同期、不檢檢方式進(jìn)行行重合。不不檢方式在在跳閘固定定后，到達(dá)達(dá)重合時(shí)間間時(shí)直接重重合；選擇擇檢無(wú)壓方方式時(shí)，如如果滿足無(wú)無(wú)壓條件到到達(dá)重合時(shí)時(shí)間則重合合，若不滿滿足無(wú)壓條條件則自動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)為檢同同期。裝置設(shè)有兩兩個(gè)啟動(dòng)重重合閘回路路：保護(hù)啟啟動(dòng)以及斷斷路器位置置不對(duì)應(yīng)啟啟動(dòng)。保護(hù)護(hù)啟動(dòng)是指指根據(jù)三相相跳閘啟動(dòng)動(dòng)重合閘；斷路器位位置不對(duì)應(yīng)應(yīng)啟動(dòng)是指指利用跳閘閘位置繼電電器啟動(dòng)重重合閘，主主要是為了了防止開(kāi)關(guān)關(guān)偷跳。滿滿足下列任任一

49、條件，按按不對(duì)應(yīng)啟啟動(dòng)重合閘閘處理：若有不對(duì)對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重重合閘信號(hào)號(hào)輸入。若保護(hù)原原在合位，現(xiàn)現(xiàn)變成跳位位，又無(wú)閉閉鎖重合閘閘信號(hào)，則則按不對(duì)應(yīng)應(yīng)啟動(dòng)重合合閘進(jìn)行重重合。不對(duì)對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重重合閘與保保護(hù)跳閘的的配合：保保護(hù)發(fā)跳令令后，閉鎖鎖不對(duì)應(yīng)啟啟動(dòng)重合閘閘。保護(hù)裝裝置還具有有后加速功功能，保證證手合或者者重合于永永久故障能能夠快速切切除，加速速跳閘一律律實(shí)現(xiàn)三跳跳并閉鎖重重合閘。加加速方式可可靈活的選選擇，可以以選擇瞬時(shí)時(shí)加速零序序電流段、零序序電流段以及是是否經(jīng)振蕩蕩閉鎖，也也可以選擇擇零序過(guò)流流加速、相相過(guò)流加速速。另外保保護(hù)裝置能能自動(dòng)識(shí)別別線路由停停運(yùn)狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀狀態(tài)，不依依靠手合開(kāi)

50、開(kāi)入自動(dòng)開(kāi)開(kāi)放手合加加速。后加加速保護(hù)重重合閘或手手合后投入入100mms，滿足足加速條件件時(shí)出口永永跳，1000ms 以后進(jìn)入入正常的保保護(hù)。為了了防止多次次重合，重重合閘只有有在重合閘閘充電滿的的條件下才才允許重合合閘，重合合閘的充電電時(shí)間一般般為15ss；發(fā)出重重合閘命令令后重合閘閘放電。4.5微機(jī)機(jī)保護(hù)的算算法定義：微機(jī)機(jī)保護(hù)裝置置根據(jù)模數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換器提提供的輸入入電氣量的的采樣數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行分析析、運(yùn)算和和判斷，以以實(shí)現(xiàn)各種種繼電保護(hù)護(hù)功能的方方法稱為算算法。目前已經(jīng)提提出的算法法有很多種種。分析和和設(shè)計(jì)各種種不同的算算法的優(yōu)劣劣的標(biāo)準(zhǔn)是是精度和速速度。速度度又包含兩兩個(gè)方面：一是算法法所要

51、求的的采樣點(diǎn)數(shù)數(shù)（或稱數(shù)數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度度）；而是是算法的運(yùn)運(yùn)算工作量量。但是精精度和速度度又是矛盾盾的。若要要計(jì)算精確確，則往往往要利用更更多的采樣樣點(diǎn)和進(jìn)行行更多的計(jì)計(jì)算工作量量。所以研研究算法的的是指是如如何在速度度和精度兩兩個(gè)方面進(jìn)進(jìn)行權(quán)衡。4.5.11輸入為正正弦量的算算法 即輸入為： 兩點(diǎn)乘積算算法： 兩兩個(gè)采樣值值為： 和和 ，采樣時(shí)時(shí)刻： 和 。 式（44.1） 式（44.2) 由公式4.1與4.2可推導(dǎo)導(dǎo)得： 式（44.3） 得： 同理 式式（4.44） 得：由（4.33）與（44.4）得得 式（44.5） 式式（4.66）4.5.22突變量電電流算法基本原理：線性系統(tǒng)統(tǒng)的疊加原原

52、理。對(duì)于于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)不發(fā)生變變化的線性性系統(tǒng)，利利用疊加定定理可以進(jìn)進(jìn)行分解原原理如下圖圖。 圖圖4.3 故障系系統(tǒng)測(cè)量電電路 圖44.4 故障系統(tǒng)統(tǒng)分解電路路故障分量電電流：式（4.7）正常運(yùn)行的的負(fù)荷電流流是周期信信號(hào)，有：式（4.8）式4.7代代入4.88得：又有：可推出： 式（44.9）微機(jī)保護(hù)的的采樣值計(jì)計(jì)算公式為為：式（4.10）故障分量電電流的特點(diǎn)點(diǎn)：（1）系統(tǒng)統(tǒng)正常運(yùn)行行時(shí)，計(jì)算算出來(lái)的值值等于0；（2）當(dāng)系系統(tǒng)剛發(fā)生生故障的一一周內(nèi)，求求出的是純純故障分量量；（3）突變變量電流算算法受頻率率偏移的影影響。 為減少頻率率浮動(dòng)的影影響，可得得： 式（44.11）4.5.33選相方

53、法法突變量電流流法選相：依據(jù)：根據(jù)據(jù)不同故障障時(shí)，各相相突變量電電流特征的的不同來(lái)判判別故障相相別。（1）.單單相接地故故障（ANN）：兩個(gè)個(gè)非故障相相電流可能能與故障相相電流相位位相差。 圖4.5 單相相接地向量量圖（2）.兩兩相不接地地短路（BBC）：圖圖如下圖所所示，非故故障相電流流為0，故故障相電流流之差最大大。 圖44.6 兩相短路路相量圖（3）兩相相接地短路路：圖如下下所示，三三種不同相相電流之差差中，兩相相電流之差差最大。 圖44.7 兩兩相接地短短路相量圖圖（4）三相相短路: 三個(gè)相電電流差的有有效值相等等。 圖44.8 三相短路路（5）突變變量電流選選相的程序序流程圖 圖4.

54、9 故故障相判別別程序流程程圖4.5.44傅里葉級(jí)級(jí)數(shù)算法傅里葉算法法的基本思思想是來(lái)自自于傅里葉葉級(jí)數(shù)，本本身具有濾濾波作用。它假定被被采樣的模模擬信號(hào)是是一個(gè)周期期性時(shí)間函函數(shù)，除基基波外還含含有不衰減減的直流分分量和各次次諧波，可可表示為：由傅氏級(jí)數(shù)數(shù)原理，可可以求出aa1、b1分別為為： 于是基波分分量為：由數(shù)學(xué)知識(shí)識(shí)不難得到到，對(duì)于每每周期采樣樣N次的離散散采樣系統(tǒng)統(tǒng)，其基波波電壓(或電流)的有效值值X為：傅氏算法是是在電力系系統(tǒng)中應(yīng)用用很廣的一一種較好的的算法，尤尤其是在提提取基波分分量時(shí)，傅傅氏濾波占占有重要的的地位。全全波傅氏算算法不僅能能濾除所有有整次諧波波分量(奇奇次諧波不不能完全濾濾除)和恒恒定的直流流分量，對(duì)對(duì)于非整次次諧波分量量和按指數(shù)數(shù)衰減的非非周期分量量所包含的的低頻分量量也由一定定的抑制能能力。由于于它要求輸輸入信號(hào)為為周期函數(shù)數(shù)，所以非非周期函數(shù)數(shù)的輸入將將會(huì)產(chǎn)生一一定的誤差差。另外提提高采樣頻頻率可以明明顯提高傅傅氏算法計(jì)計(jì)算結(jié)果的的精度。基本原理： 式式（4.112） 式（44.13） 對(duì)于