微機(jī)繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)

引言微機(jī)繼電保護(hù)概述微機(jī)繼電保護(hù)的進(jìn)展微機(jī)繼電保護(hù)指的是以數(shù)字式計(jì)算機(jī)(包括微型機(jī))為根底而構(gòu)成的繼電保護(hù)。它起源于20世紀(jì)60年月中后期，是在英國(guó)、澳大利亞和美國(guó)的一些學(xué)者的提倡下開(kāi)頭進(jìn)展?fàn)幷摰摹?0和程序構(gòu)造的大量爭(zhēng)論，為后來(lái)的繼電保護(hù)進(jìn)展奠定了理論根底。計(jì)算機(jī)技術(shù)在70幅度提高，促使計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的爭(zhēng)論消滅了高潮。在70年月后期，消滅了比較完善的微機(jī)保護(hù)樣機(jī)，并投入到電力系統(tǒng)中試運(yùn)行。80和軟件技術(shù)方面日趨成熟，并已在一些國(guó)家推廣應(yīng)用。90保護(hù)技術(shù)進(jìn)展到了微機(jī)保護(hù)時(shí)代，它是繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)展歷史過(guò)程中的第四代。7080但是由于我國(guó)繼電保護(hù)工作者的努力，進(jìn)展卻很快。經(jīng)過(guò)10年左右的奮斗，到了8070爭(zhēng)論院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984繼電保護(hù)進(jìn)展史上的一頁(yè)，為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)拓了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)198919941991繼于1993年、1996年通過(guò)鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)供給了90算法等方面也[5]1.1.2微機(jī)繼電保護(hù)的主要特點(diǎn)1、改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能，動(dòng)作正確率高。主要表現(xiàn)在能得其運(yùn)行正確率很高也已在運(yùn)行實(shí)踐中得到證明。加低頻減載、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能。3小，削減了盤(pán)位數(shù)量;功耗低。4、牢靠性簡(jiǎn)潔提高。表達(dá)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動(dòng)、使主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。時(shí)間;同時(shí)依據(jù)運(yùn)行閱歷，在現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)軟件方法轉(zhuǎn)變特性、構(gòu)造。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。微機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)相比，微機(jī)繼電保護(hù)主要有以下的優(yōu)點(diǎn):(1)改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特性和性能;牢靠性大為提高;內(nèi)部編程軟接線的方式大大降低了電氣二次線路的簡(jiǎn)單性;可以充分利用CPU的資源，實(shí)現(xiàn)其他測(cè)量、治理、通訊等功能;微機(jī)特有的記憶存櫧功能能很好的實(shí)現(xiàn)故障追憶，提高運(yùn)行治理效率;性試驗(yàn)，可以保證生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行。微機(jī)繼電保護(hù)的進(jìn)展趨勢(shì)據(jù)通信一體化進(jìn)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的爭(zhēng)論向更高的層次進(jìn)展，消滅了一些引人注目的1.2本論文的主要工作電力工業(yè)的進(jìn)展和繼電保護(hù)相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步都給微機(jī)繼電保護(hù)裝置的研制本文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:繼電保護(hù)的幾大特點(diǎn)、主要的理論技術(shù)和成果以及今后總的進(jìn)展要求和趨勢(shì)。CPU14~16A/D轉(zhuǎn)換器提高微機(jī)保護(hù)的精度。3MODBUSA/DD/A模塊和時(shí)鐘模塊。A/DD/AMODBUS2系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)與分析2(1隨著電力系統(tǒng)的進(jìn)展，電網(wǎng)構(gòu)造的日益簡(jiǎn)單，對(duì)其保護(hù)、掌握、變量、通信等MOTOROLAFLASHMCU，從而使本裝置既滿(mǎn)足了繼電保護(hù)的“四性”要求，又能敏捷的適應(yīng)各種保護(hù)原理的需要。MC68HC912DGl28A并配以適當(dāng)?shù)耐鈬娐穪?lái)完成各項(xiàng)功能。本系統(tǒng)的硬件構(gòu)造主要包括:中心處理單元、(RS.232USB21通信單元顯示單元)元(單片機(jī))出單元時(shí)鐘單元2(2微掌握器的選擇16MC68HC122.22.2MC68HC912DG128A外部引腳圖68HC1268HC1168HC1180子產(chǎn)品等方面有廣泛地應(yīng)用。68HC12CPU68HC11CPU68HC1268HC112,3MHz8MHz。增加了一些的指令，特別是用于模糊規(guī)律運(yùn)算與模糊掌握的指令。68HC1264，但可以承受自動(dòng)分頁(yè)的方式擴(kuò)展應(yīng)高。MC68HC912DG128A162.32.3MC68HC912DG128A(ALU)、掌握單元和存放器組，CPU8MHz。16CPU12AB1632D。[13、14]CPU125a.16A、B32D;地址的指針型變量運(yùn)算;c.堆棧指針(SP)16e.條件碼存放器(CCR)。16CPU，其指令系統(tǒng)在源碼68HC11*存儲(chǔ)器128KBFLASH8KBRAM;2KBEEPROM。*I/O芯片，工作在擴(kuò)展方式。地址總線16位，數(shù)據(jù)線16位或8位，地址和數(shù)據(jù)348I/O32I/O*810A/D*掌握器局域網(wǎng)模塊(CAN)，68HC912DG128ACANCANCANRX、TX、出錯(cuò)、喚醒四個(gè)獨(dú)立的中CAN*增加型捕獲定時(shí)器16，7848216每個(gè)信號(hào)濾波器有4個(gè)用戶(hù)可選擇的延遲計(jì)數(shù)器;48216率寬。*串行接口(SCI)模塊;2(2)IC(3)SPI。*兩個(gè)具有產(chǎn)生中斷、喚醒CPU功能的8位并行口，也可以設(shè)為輸出。*時(shí)鐘發(fā)生器32MHz8MHz也可使用0.5,16MHz的低功耗晶振。*開(kāi)發(fā)支持(BDM);(2)支持高級(jí)語(yǔ)言編程。課題的最正確選擇。A/D(A,D少要比總精度要求的最低區(qū)分率高一位。l,28O.392,，明顯不能滿(mǎn)足0.2(0.2,)12O.0245,，能夠滿(mǎn)12A,D換。A,D裝置對(duì)6路模擬信號(hào)進(jìn)展采樣，每一路每周波采樣32點(diǎn)，即每一個(gè)周波要完成192次轉(zhuǎn)換，而每個(gè)周波為20ms，因此要求轉(zhuǎn)換速率約為100uS?？紤]到每個(gè)通道的采樣時(shí)間由多路開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)時(shí)間、采樣,保持器的采樣和建立時(shí)間、A,DA,DMAXIMMAXl97A,DMAXl97MAXIM(?10V，?5V，0,10A,D8TTL/CMOSA/D芯片MAXl97與一般A,D轉(zhuǎn)換器芯片相比,具有極好的性能價(jià)格比，僅需要一+5V供電，且外圍電路簡(jiǎn)潔，可簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。MAXl9712.bits5V:?10V，?5V(O,10V，O,5v;(3)8，6usMAXl97MAXl97282.42.4MAX1972REFREFADJMAXl97A,DVREF=1，6384×VREFADJ(2(4V<VREF<4(18V);輸入通道的過(guò)壓保護(hù)為?16(5V，即使芯片處于低功耗工作模式，這種防護(hù)也有效。VDD=OVI,0CS、WRRDPC片，輸出數(shù)據(jù)在單極性模式下是二進(jìn)制格式。MAXl97響時(shí)鐘模式。剛上電時(shí)，選擇外部時(shí)鐘模式。在CLK腳和地之間接一個(gè)100pF的電1(56MHz100kHz~2MHz數(shù)據(jù)采集單元設(shè)計(jì)模擬量輸入單元選擇2482(5中心擬量輸入(5A)(PT)片機(jī))12A/D4路溝通電壓電流互感器換器輸入(100A)(CT)2.5模擬量輸入信號(hào)框圖各輸入端的二次側(cè)額定值(100V5A)首先經(jīng)過(guò)電壓互感器(PT)或電流互感器0.l16A,DMAXl9712量，由單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展處理。開(kāi)關(guān)量輸入模塊16162(616輸入足夠完成各種保護(hù)所的開(kāi)關(guān)量需要，能完成各種類(lèi)型的保護(hù)。44機(jī))2.6開(kāi)關(guān)量輸入框圖2(72.7TTLTTL會(huì)造成錯(cuò)誤輸入。本裝置承受光電隔離型輸入方式，其主要優(yōu)點(diǎn):輸入信號(hào)與輸出信號(hào)在電氣上完全隔離，抗干擾力量強(qiáng):(2)無(wú)觸點(diǎn)、耐沖擊、壽命長(zhǎng)、牢靠性高:(3)響應(yīng)速度快，易與規(guī)律電平協(xié)作使用。168MCUI,OMCU2.4模擬量與開(kāi)關(guān)量輸出設(shè)計(jì)2.4.1模擬量輸出單元2裝置(如電機(jī)轉(zhuǎn)速)的掌握。這2路信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放火電路進(jìn)展放大，以提高驅(qū)動(dòng)力量2.4.2開(kāi)關(guān)量輸出單元在線路發(fā)生故障時(shí)，微機(jī)保護(hù)主要是通過(guò)各種開(kāi)關(guān)量輸出來(lái)完成對(duì)線路中各個(gè)得到保護(hù)。62收到有效信號(hào)后，發(fā)聲報(bào)警。本裝置的開(kāi)出量既可以用來(lái)模擬斷路動(dòng)作(用發(fā)光二極管和蜂鳴器演示)，也可用繼電器接外部設(shè)備來(lái)形成一個(gè)完整的保護(hù)系統(tǒng)，輸出構(gòu)造如以下圖。信號(hào)LED力量(單片機(jī))模擬量輸出器2.8開(kāi)關(guān)量輸出單元構(gòu)造圖2.9TTL繼電器方式的開(kāi)關(guān)量輸出，它是目前比較常用的一種輸出方式，一般在驅(qū)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)第一級(jí)繼電器的輸出，可完成從低壓直流到高壓溝通的過(guò)渡。固態(tài)繼電器(SSR)是近年來(lái)進(jìn)展起來(lái)的一種型電子繼電器，其輸入掌握電控系統(tǒng)中作為輸出通道的掌握元件。通道的掌握元件。在開(kāi)關(guān)量輸出通道中，為防止現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電磁干擾或工頻電壓通過(guò)輸出通道反串到測(cè)控系統(tǒng)，一般承受通道隔離技術(shù)。在輸出通道的隔離中最常用的是光電隔離技選用繼電器掌握中間繼電器，電源可由外部供給或裝置本身供給(+12v或僅供給一對(duì)空接點(diǎn)，所以不必承受光電隔離，繼電器輸出時(shí)的輸入端與輸出端有肯定的隔離。30mA出掌握元件，其優(yōu)點(diǎn)是:可以直接用TTL電平驅(qū)動(dòng)，不用附加電路;體積較小，可直接焊在線路扳上，節(jié)約印刷電路板空間。牢靠性(防止其它干擾引起繼電器誤動(dòng)，輸出掌握通道承受了如下措施:MCUI,O確，假設(shè)不正確馬上停頓操作;人機(jī)接口單元與時(shí)鐘單元的設(shè)計(jì)過(guò)程中，微機(jī)的輸入與顯示局部是格外重要，缺一不行的。輸入設(shè)備可以將指令通過(guò)信號(hào)傳遞給主機(jī)，繼而掌握繼保系統(tǒng)動(dòng)作與否，以到達(dá)本設(shè)計(jì)的最終目的;顯示2.5.1輸入單元能向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干估量算機(jī)的主要手段。鍵盤(pán)接口主要分矩陣式和獨(dú)立式兩種。矩陣式鍵盤(pán)適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)I/O鍵工作狀態(tài)不影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。，具有配置敏捷的明顯特點(diǎn)。在保證能完成各種功能的狀況下，為了使操作簡(jiǎn)潔，選用了盡量少的按鍵數(shù)I,OMCUI,OCPUI,O顯示電路設(shè)計(jì)在各類(lèi)儀表中，常用的顯示器有:發(fā)光二極管顯示器(LED)、液品顯示器能顯示多種字符的想法動(dòng)身，選用點(diǎn)陣式液晶顯示模塊LCM，它是將LCD掌握器、、ROMLCDLCM據(jù)便可實(shí)現(xiàn)所需要的顯示。192×6412×4(16X16主要技術(shù)參數(shù)和性能:電源(VDD):+5V;工作電流:約1(3mA(無(wú)背光，無(wú)負(fù)壓);(3)顯示內(nèi)容:192(列)X64(行)點(diǎn):全屏幕點(diǎn)陣;七種指令:6(7)占空比(DUTY):1164:(8)工作溫度:20?,+70?，存儲(chǔ)溫度:30?,+80?。時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)CMOS可以顯示時(shí)間以及記錄系統(tǒng)中各種運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)生時(shí)間。IBMATMCl46818BDSl287換。泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘場(chǎng)合。DSl2887可作為PC機(jī)的時(shí)鐘和日歷;ldCl46818BDSl287(4)自帶晶體振蕩器及鋰電池;有閏年補(bǔ)償功能:二進(jìn)制數(shù)碼或BCD碼表示時(shí)間、日歷和鬧鐘;1224，12PMAM能;MotorolaInte]總線時(shí)序選擇;128RAM14RAMRAM);可編程方波輸出;中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)展置位測(cè)試(系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)中心處理器于外部設(shè)備的連接MC68HC912DGl28A16348I,0這32位可做一般I,O口用。這樣，MCU與外圍電路的連接方式也可以有兩種選:(1)I,0式;(2)承受總線擴(kuò)展方式。I,0，MC68HC912DGl28A16MCU，而外圍芯片根本上862256;8862256。所以承受總線擴(kuò)展方式，把全部芯片都連接到系統(tǒng)總線上是格外麻煩的，連起來(lái)很簡(jiǎn)單。MCU的MC68HC912DGl28A是Motorola公司的芯片，自然是Motorola時(shí)序。但很多其A,DMAXl9732kBRAM62256Intel的。所以承受總線擴(kuò)展方式格外困難。相比之下，承受I,O口模擬總線就格外敏捷，可以適應(yīng)各種時(shí)序的操作。I,O這樣即使外圍電路因干擾(如電磁干擾)而消滅MCU電磁干擾下。I,02.6.2復(fù)位電路的狀態(tài)，因此復(fù)位電路在系統(tǒng)中占的地位是格外重要的。2MC68HC912DGl28AEPROMMCU，而此低電壓檢測(cè)器件MC34064MC34164MC34064，MC341644(5VMCU變，保證復(fù)位電路的牢靠性。復(fù)位電路電路圖如以下圖示。2.10外部自動(dòng)復(fù)位電路3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1軟件設(shè)計(jì)根本原則現(xiàn)，主要完成驗(yàn)證功能。MOTOROLA16CPU(每局部電路完成的功能各不一樣信息的傳遞。便于調(diào)試、連接、修改和移植。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和一般的程序設(shè)計(jì)不同，既有各種計(jì)算程序設(shè)計(jì)，供調(diào)用的功能可獨(dú)立進(jìn)展編程調(diào)試的程序塊，這樣不僅有利于調(diào)試和連接，更有利于移植和修3.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)方案裝置中測(cè)試局部軟件程序主要包括:主程序、數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算，按鍵治理、數(shù)據(jù)顯示和通信等。數(shù)據(jù)采集單元將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)32點(diǎn)快速傅立葉變換，計(jì)算出3.1。開(kāi)頭初始化toCHUANKO翻開(kāi)中斷out0YMM?Nout1YMM,采集數(shù)據(jù),AA報(bào)警NN報(bào)警完畢3.1系統(tǒng)主程序流程圖可視3(2三段阻抗整定值反時(shí)限特性三段電流整定值全阻特性方向特性偏移特性差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)整定值主菜單通訊方式時(shí)間設(shè)置RS-232顯示電壓顯示電流3.2液晶顯示程序開(kāi)放圖3.3測(cè)頻軟件定時(shí)中斷中開(kāi)中斷斷周期為T(mén)/32完成滿(mǎn)足調(diào)件計(jì)算有效值返回3.3數(shù)據(jù)采集程序框圖O(625ms32lOms0(625ms以保證掌握輸出得到準(zhǔn)時(shí)響應(yīng)。3.4中斷3.4系統(tǒng)中斷流程圖DSP而進(jìn)展故障處理,一旦保護(hù)啟動(dòng),則啟動(dòng)跳閘、重合閘等處理功能。[26]3.3系統(tǒng)程序如下:#include“ST5410AD.H“#include“myf.h“#include“uart.h“#include“t0.h“#include“ad.h“#include“pmter.h“/*T0*/ADvoidT0_int(void)interrupt1{tem=!tem;//P2.6TH0=0xC6;TL0=0x52;//0xE3270.5ms0xC64D1msget_adcdata;//ADCUart_send(ADC_DATA);//發(fā)送轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù);temdata=ADC_DATA;}voidmain{inti=0xff;CLK_DIVfenp;//系統(tǒng)時(shí)鐘分頻AUXR=moshi;//模選擇IE0x80;//開(kāi)啟中斷IE(EA||EPCA_LVD||EADC_SPI||ES||ET1||EX1||ET0||EX0)T0_init;//T0=1ms1adc_init;//ADCwhile(1){if(temdata<0x55)//LED{OUT0=0;//OUT1、OUT2，OUT0LED0=0;//VCC3.31/3時(shí)，LEDVCC3.31/3VCC3.32/3時(shí)，不發(fā)出報(bào)警聲}else{OUT0=1;OUT1=1;OUT2=1;LED0=1;SOUND=1;}if((temdata<0xAA)&&(temdata>0x55))//只是發(fā)出報(bào)警聲{OUT1=0;//OUT0、OUT2，OUT1VCC3.31/3并且小于VCC3.32/3時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲1/3并且小于VCC3.32/3時(shí)，LED}else{OUT0=1;OUT1=1;OUT2=1;LED0=1;SOUND=1;}if(temdata>0xAA)//LED{OUT2=0;//OUT0、OUT1，OUT22/3并且小于VCC3.3VCC3.31/3并且小于VCC3.3，LED}else{OUT0=1;OUT1=1;OUT2=1;LED0=1;SOUND=1;}}}1msVCC3.31/3時(shí)，LEDOUT1、OUT2，OUT0VCC3.31/3VCC3.32/3時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲，LEDOUT0、OUT2，翻開(kāi)2/3VCC3.3VCC3.31/3并且小于VCC3.3，LEDOUT0、OUT1，翻開(kāi)OUT2。3.4本章小結(jié)本章是整個(gè)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的軟件局部，主要介紹了繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總MOTOROLA16MC68HC912DG128A局部。系統(tǒng)軟件運(yùn)行分析最關(guān)鍵的問(wèn)題是解決微機(jī)繼電保護(hù)的算法。一種微機(jī)保護(hù)算法的好壞關(guān)鍵是兩點(diǎn)，即系統(tǒng)運(yùn)行的速度與精度。速度又包含進(jìn)展更多的繼保系統(tǒng)的工作問(wèn)題。微機(jī)保護(hù)的啟動(dòng)元件微機(jī)電流保護(hù)中一般承受兩種方式作為啟動(dòng)元件:一是突變量啟動(dòng)方式，二是動(dòng)保護(hù)程序，保護(hù)裝置每周波(20ms)32A，B、C0.625msi(nT),i,,I4.1)maxzdi(nT)其中:為當(dāng)前采樣值，n=O，1,2,3?;max為繼電保護(hù)參數(shù)整定值。izd解微分方程算法距離保護(hù)(它假設(shè)被保護(hù)輸電線的分布電容可以無(wú)視，因而從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的線路段可用一電阻和電感串聯(lián)電路來(lái)表示(在短路時(shí)以下微分方程成立:diuRiL4.2)11dt1,1u,i——分別為保護(hù)安裝處的電壓、電流(RL(假設(shè)在兩個(gè)不同的時(shí)刻和分別測(cè)tt1,112diu,idt分別表示測(cè)量時(shí)刻為和?tt12dt聯(lián)立解以上兩式即可求得兩個(gè)未知數(shù)和.RL11ui,ui1221L,1iD,iD21124.4)uD,uD2112R,1iD,iD2112解微分方程算法的兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是:不需要用濾波器濾除非周期重量。因而算法的總時(shí)窗較短;度，解決了微機(jī)距離保護(hù)中速度與精度的沖突.較高要求(最小二乘法算法波重量的函數(shù)按最小二乘方(或稱(chēng)最小平方誤差)原理進(jìn)展擬合<即使被處理的函數(shù)與預(yù)設(shè)N及各種暫態(tài)重量的幅值和相角。擬合函數(shù)為:4.5),Rmslms0Tm,1dx,xcos,式中——nxRmmmRmx,xsin,——nxlmmmlm——信號(hào)的幅值;xm——信號(hào)的初相角;,m——衰減非周期重量的起始值;x0——衰減非周期重量的時(shí)間常數(shù)(Td定為隨機(jī)函數(shù)模型，可承受最小二乘方算法。最小二乘方算法可以消退輸入信號(hào)中任意需要消退的暫態(tài)重量(包括衰減的直實(shí)時(shí)計(jì)算要求。電力系統(tǒng)故障后暫態(tài)信號(hào)中含有幅值很大的非周期重量，非周期重量的時(shí)間常數(shù)取決于系統(tǒng)的)X/R比值，也受到故障回路電弧電阻的影響(由于的不確定性無(wú)論Td度將產(chǎn)生較大的影響?？焖俑道锶~變換算法里葉變換算法。假設(shè)不存諧波干擾，也可得滿(mǎn)足的結(jié)果(但現(xiàn)場(chǎng)假設(shè)有高次諧波干擾，積分和算法將帶來(lái)較大的誤差。為除去高次諧波干擾，常用的方法有兩種:一是承受硬件濾波方式，參加低通傳輸偏差。32擬濾波電路參數(shù)不匹配帶來(lái)的誤差(從而提高了測(cè)量精度?？焖俑道锶~變換的測(cè)量原理u(t),Asin(,t，,),Asin(,t，,)4.6)0,,,，,,t,,,,,t，,,,,2,f,f,50Hz0000其中:——初相位，,——電壓相位變化，,A——幅值;u(t)可用矢量的虛部來(lái)表示;Uj,j,tU,Aee,A[cos,，jsin,][cos,t，jsin,t]00,Acos,cos,t,Asin,sin,t，j[Asin,cos,t，Acos,sin,t]4.7)00004.8)00j,假設(shè)將看作的復(fù)數(shù)振幅AeUUmj,4.9)U,e,Acos,，jAsin,mu(t)NukT0Nu(k)對(duì){}進(jìn)展離散傅里葉變換得到的基波重量的頻譜系數(shù):u1kN,12,,j(2/N)k4.11)uk,ue,1kNk,0N,1N,12222,,,uk,jukcossin,,kkNNNNK,0k,0,u,ju4.12)IRN,122,4.14)u,uksin,RkNNk,0u(k)其中:和分別在表達(dá)式中是余弦項(xiàng)之和及正弦項(xiàng)之和。uuIIR對(duì)正弦輸入信號(hào)可以證明:,u,AsinI4.15)u,Acos,Ru(k)u(k)是輸入信號(hào)的基波頻譜系數(shù)，由式上式可得出與的關(guān)系。U11m4.16)ju(k),j[u,ju],u，ju,Acos,，jAsin,,U1fRRIm可見(jiàn)，和都是表示基波重量的復(fù)數(shù)振幅，和分別為復(fù)數(shù)振幅的實(shí)部和UuuImIR虛部。采樣點(diǎn)數(shù)的選擇要獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，就要選擇適宜的采樣點(diǎn)數(shù)(每周波的采樣頻率的大小很重要。假設(shè)采樣頻率選擇得過(guò)高，即采樣間隔過(guò)小，則每個(gè)周期里采樣點(diǎn)數(shù)過(guò)多，從而造成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量過(guò)大和計(jì)算時(shí)問(wèn)太長(zhǎng);另一方面，但假設(shè)采樣頻率過(guò)低，映原來(lái)的信號(hào)。fsfkf,2fsk而實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常取為4,10(ffskCPU32加模擬低通濾波這一局部硬件，從而以“軟件換硬件”的方式為提高裝置的測(cè)量精度奠定了良好的根底。4.4.3溝通電壓、電流、有功功率和無(wú)功功率的計(jì)算利用輸入信號(hào)基波電壓、電流復(fù)數(shù)振幅的實(shí)部和虛部可以求得溝通電壓,、溝通PQuuRI22U,U，U4.17)RI同理可以求出輸入電流的有效值為:22I,I，I4.18)R1其中:、——輸入電流復(fù)數(shù)振幅的實(shí)都和虛部的有效值。IIR1、U、I、I,SABCBAC4.19)S,UI，UIABACBC開(kāi)放上式可得到有功功率和無(wú)功功率分別為:ABRARABIAICBRCRCBICIQ,UI,UI，UI,UI4.21)ABIARABRAICBICRCBRCI4.4.4功率因數(shù)的計(jì)算整個(gè)回路的功率因數(shù)可以通過(guò)以下方法求出:Pcos,,4.22)22P，Q結(jié)論和展望本課題依據(jù)繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，依據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的根本原過(guò)渡的條件下而完成的。在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)中心處理單元的大膽改進(jìn)，對(duì)數(shù)字電路進(jìn)展了全面的優(yōu)得到了極LED試驗(yàn)內(nèi)容，滿(mǎn)足微機(jī)保護(hù)的各項(xiàng)要求。另外，通過(guò)選用MOTOROLA公司的系統(tǒng)根底芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)MCU以及外圍器件供電，提高了對(duì)MCU供電的牢靠性，簡(jiǎn)化了MCU的外圍電路設(shè)計(jì)，同時(shí)也為與其它裝(PC證了該芯片的各個(gè)功能。的解決方案。針對(duì)進(jìn)展趨勢(shì)選用了大液晶顯示屏，并設(shè)計(jì)了本裝置的顯示界面。但是，本課題所設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)系統(tǒng)也有很多缺乏之處:裝的元件，節(jié)約空間?？紤]到系統(tǒng)的穩(wěn)定問(wèn)題目前電平匹配模塊與中心處理模塊設(shè)計(jì)在一塊電路板CPU試驗(yàn)方式不夠全面。算法也不夠豐富,其它試驗(yàn)方法還有待擴(kuò)展。A系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖B系統(tǒng)PCBAD#include“ST5410AD.H“#include“uart.h“#include“t0.h“#include“myf.h“/*AD*/voidget_adcdata(void){ADC_DATA=0;//原數(shù)據(jù)清零ADC_CONTR=(ADC_CONTR|0x08);//ADwhile(1){if(ADC_CONTR==(ADC_CONTR|0x10))//AD{&0xE7);//ADbreak;//轉(zhuǎn)換完跳出循環(huán)}}}/*ADC*/voidadc_init(void){ADC_CONTR=0x80;//|ADC_POWER|SPEED1|SPEED0|ADC_FLAG|ADC_START|CHS2|CHS1|CHS0|//ADC0xFF188um0x0F11.75umP1M0=1;P1M1=0;//設(shè)定引腳模式ADC_CONTR=0xC0;//AD}定時(shí)器程序代碼#include“ST5410AD.H“#include“myf.h“voidT0_init(void){TMOD=0x01;//01(16TH0=0xC6;TL0=0x52;//0xE3270.5ms0xC64D1msET0=1;//T0TR0}=1;//T0串口設(shè)計(jì)的程序#include“ST5410AD.H“#include“uart.h“#include“myf.h“/*晶振29.491M*/#defineCRYSTAL294910009600//30019200#defineReceiveMaxLength60#defineCOM0_VECT0#defineCOMP1/**************************波特率計(jì)算公式(T1作為波特率發(fā)生器):T1M=0:BaudRate=2^SMODx*CLKOUT/(32*12*(256-TH1))TH1=256-2^SMODx*CLKOUT/(384*BaudRate)*CLKOUT/(32*4*(256-TH1))TH1=256-2^SMODx*CLKOUT/(128*BaudRate)**************************/ucharxdataReceiveBuf0[ReceiveMaxLength];//接收緩沖區(qū)intReceiveCount0;//接收個(gè)數(shù)*/voidUart_init(void){TMOD=0x20;//(GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0)12(81:8，1PCON=0x00;//發(fā)送不加倍TL1=TH1=(baudrate(CRYSTAL)-COMP);ET10;//關(guān)閉定時(shí)器中斷ES=0;//關(guān)閉串口中斷TR1=1;//1}/*串口發(fā)送一個(gè)字節(jié)*/voidUart_send(uchartemp){SBUF=temp;while(!TI);TI=0;}ucharbaudrate(longtemp){return(256-(temp/384)/BAUDRATE);}/*發(fā)送一個(gè)數(shù)組*//*voidUart_sendBuf(uchar*buf,uintnum){uchari;for(i=0;i<num;i++)Uart_send(buf[i]);}ucharUart_receive(void)//串口承受函數(shù){while(!RI){;}RI=0;return(SBUF);}*//*0*/voidUart_initer0interruptCOM0_VECT{uchartemp_data;if(RI==1){RI=0;temp_data=SBUF;if(ReceiveCou