遼寧工業大學
微機繼電保護課程設計（**）
題目：110kv輸電線路電流電壓保護設計（3）
院（系）： 電氣工程學院
專業班級： 電氣111
學號： 11030024
學生姓名： 朱益民
指導教師簽字）
起止時間：2014.12.15-2014.12.26
課程設計（**）任務及評語
院（系）：電氣工程學院教研室：電氣工程及其自動化
續表注：成績：平時20% **質量60% 答辯20% 以百分制計算
摘要電力系統的輸、配電線路因各種原因可能會發生相間或相地短路故障，因此，必須有相應的保護裝置來反映這些故障，並控制故障線路的斷路器，使其跳閘以切除故障。
本設計針對電力系統輸電線路進行繼電保護設計，採用三段式電流電壓保護的方法，確定出最大、最小執行方式下的等值電抗。進行了相間短路的最大、最小短路電流的計算。進行了保護1、2、3的電流速斷保護整定值計算，並計算了各自的最小保護範圍。
進行了保護2、3的限時電流速斷保護定值計算，並校驗了靈敏度。進行了保護1、2、3的過電流保護定值計算，確定保護1、2、3過電流保護的動作時限，校驗保護1作近後備，保護2、3作遠後備的靈敏度。採用微控制器控制的微機型繼電保護原理，並設計了繼電保護的軟體及硬體。
最後通過實驗資料與理論計算的比較驗證了理論計算的正確性，獲得了不錯的效果。
關鍵詞：繼電保護；整定值計算；校驗靈敏度；等值電抗
目錄第1章緒論 1
第2章輸電線路電流保護整定計算 3
2.1電流i段整定計算 3
2.1.1保護3在最大、最小執行方式下的等值電抗 3
2.1.1 動作電流的整定 4
2.1.2 靈敏度校驗 5
2.1.3 動作時間的整定 5
2.2 電流ⅱ段整定計算 5
2.3電流ⅲ段整定計算 6
第3章硬體電路設計 8
3.1系統總體框圖 8
3.2 cpu最小系統 8
3.3 資料採集及模數轉換 9
3.4 電流三段式保護原理接線圖及展開圖 10
第4章軟體設計 12
4.1電力系統微機保護傅利葉演算法 12
4.2 系統流程圖 12
第5章課程設計總結 14
參考文獻 15
電力是當今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源，電力系統的安全穩定執行對國民經濟、人民生活乃至社會穩定都有著極為重要的影響。但電力系統在執行中不可能一直保持正常狀態。因此要有專門的技術為電力系統建立乙個保障體系，這就是繼電保護。
電力系統繼電保護是隨著電力系統的發展和科學技術的進步而不斷發展起來的。電力系統故障和不正常執行狀態是不可避免的，。這樣就可以保持供電的連續性、保障人身的安全、防止或減輕裝置的損壞。
繼電保護裝置由測量部分、邏輯部分和執行部分等組成。對於作用於斷路器跳閘的繼電保護裝置有四點基本要求。
1.電流電壓保護的選擇性
電流電壓保護在單電源網路中一般有很好的選擇性。電流（電壓）保護第ⅰ段主要靠動作電流值的整定來區分被保護範圍內部和外部短路而具有選擇性。而電流保護第ⅱ 段和第ⅲ段則應由動作電流和動作時間二者相結合才能保證其選擇性。
但在多電源或單電源環網等複雜網路中這種保護可能無法保證其選擇性。
2.電流電壓保護的動作速度
電流電壓保護第ⅰ段和第ⅱ段共同作為線路的主保護。電流電壓保護第ⅲ段因為越接近電源，動作時間越長，有時候動作時間長達好幾秒，因而一般情況下只能作為線路的後備保護。
3.電流電壓保護的靈敏度
電流電壓保護的靈敏度因系統執行方式的變化而變化。一般情況下能滿足靈敏度要求。但在系統執行方式變化很大、線路很短和線路長而負荷重等情況下，其靈敏度可能不滿足要求，甚至出現保護範圍為零的情況。
這是電流保護的主要缺點。
4.電流電壓聯鎖保護的可靠性
電流電壓聯鎖保護的可靠性較高，且電路構成、整定計算及除錯維護都較簡單，因此，它是較可靠的一種保護。
。 根據線路故障對主、。這三種相間電流電壓保護分別成為相間短路電流保護第ⅰ段第ⅱ段和第ⅲ段。
其中ⅰ、ⅱ段作為線路主保護第ⅲ段作為本線路主保護的近後備保護和相鄰線路或元件的遠後備保護。這三段統稱為線路相間短路的。
本設計為了獲得較好的選擇性並保證靈敏度，採用了三段式電流電壓聯鎖速斷保護，。設計主要包括引數的整定計算，硬體電路的設計，軟體的設計以及最後的實驗驗證。其中硬體包括cpu最小系統、電流電壓資料採集、開關裝置狀態檢測、控制輸出、報警顯示等部分。
軟體設計包括微機繼電保護的演算法、系統流程圖等。
最大執行方式：三颱發電機及線路l1、l2、l3 同時投入執行，等效電路圖如圖2.1。
圖 2.1 最大執行方式等值阻抗圖
由等效電路圖，可知在最大執行方式下，xg1與xg2併聯後與xl1與xl2的併聯部分串聯，串聯後又與xg3與xl3的串聯部分併聯。得到的併聯阻抗與xbc、xcd、xde依次串聯。由此，可得節點3的最小短路阻抗計算如下：
；；；；；；最小執行方式：在最大執行方式基礎上 g2、l2 退出執行，等效電路圖如圖2.2.
此時由等效電路圖，可知在最小執行方式下，xg1與xl1串聯後與xg3與xl3的串聯部分併聯，且併聯後的阻抗與xbc、xcd、xde依次串聯。由此，可得節點3的最大短路阻抗計算如下：
圖 2.2 最小執行方式等值阻抗圖
首先算出母線c、d、e的最小及最大短路電流。
c母線最大短路電流：
c母線最小短路電流：
d母線最大短路電流：
d母線最小短路電流：
e母線最大短路電：
e母線最小短路電流:
無時限電流速斷保護依靠動作電流值來保證其選擇性，被保護線路外部短路時流過該保護的電流總小於其動作值，不能動作；而只有在內部短路時流過該保護的電流有可能大於其動作值，使保護動作。且無時限電流速斷保護的作用是保證在任何情況下只切除本線路上的故障。
無時限電流保護不能保護線路全長，應採用最不利情況下保護的保護範圍來校驗保護的靈敏度，一般要求保護的最小的線路長度不小於線路長度的15%。
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