电力系统微机保护论文10KV电动机微机保护装置设计
微机电流保护装置的设计
摘要在电力系统中，输电线路是最重要的部分，因此，输电线路的保护对于整个电力系统的稳定运行有非常重要的意义。
电力系统继电保护装置是反映电力系统故障和不正常运行状态、并且作用于断路器跳闸和发出告警信号的设备。
随着电力工业的发展和电压等级的不断升高，对微机保护装置的要求也越来越高，因此，研制出一种高性能的继电保护装置对于电力系统有重要的理论和现实意义。
论文论述了微机保护装置在国内外的发展历史和研究现状，详细的分析了短路故障的形成，原理及产生的危害，对线路设备造成的影响，以及三段式保护的相关设计原理和整定方法。
并为此设计了一套由电压、电流采集电路；A/DMAX197转换电路；数据采集电路和发光二极管显示电路组成的微机保护装置。
关键词：微机保护；三段式保护；短路故障；A/D转换；ABSTRACTIn the power system, the transmission lines is the most important part, therefore, the transmission line protection for the whole of the stable operation of the power system has a very important significance. And the safe and stable operation of the power system to the national economy and people's life and social stability has a very significant influence. Power system protection device is a reflection of the electric power system fault and not normal working conditions, and has an effect on circuit breaker tripped and issued a warning signal equipment. Along with the development of the electric power industry and the voltage level upwards, to the requirements of the microcomputer protection device more and more is also high, therefore, to develop a kind of high performance relay protection device for electric power system is of great theoretical and practical significance.This paper discusses the microcomputer protection device in the domestic and foreign development history and status, and detailed analysis of the formation of the short circuit faults, principle and dangers, the impact of the line equipment, and the protection of three design principle and relevant setting method. And for this design by a set of voltage, current acquisition circuit; A/DMAX197 transform circuit; Data acquisition circuit and leds display circuit composed of microcomputer protection device.Keywords：Microcomputer protection; Tasting protection; Short circuit fault; A/D conversion目录1 绪论 (1)1.1 微机保护的意义 (1)1.2 微机继电保护系统的发展历史及国内外研究现状 (1)1.3 微机保护装置的特点 (2)2 故障分析与保护 (4)2.1 电力系统故障分析的目的与内容 (4)2.2 短路的种类 (5)2.3 短路的危害 (6)2.4 谐波概述 (6)2.5 继电保护的分类 (7)2.5.1 线路保护 (7)2.5.2 变压器保护 (7)2.5.3 发电机保护 (8)2.5.4 母线保护 (8)3 保护原理及整定方法 (8)3.1 电流速断保护 (8)3.2 瞬时电流速断保护 ( I 段) (9)3.3 限时电流速断保护（II 段） (12)3.4 定时限过电流保护（III 段） (15)3.5 三段式电流保护的特点 (18)3.6 零序电流保护 (18)4 微机式保护设计 (19)4.1 保护装置实现的功能 (19)4.2 结构框图 (19)4.3 数据采集电路硬件设计 (20)4.3.1电压、电流采集电路 (20)4.3.2数据采集电路 (21)4.3.3硬件电路器件的介绍 (22)4.3.4 数据采集系统完成的功能 (27)4.4 按键和显示电路设计 (27)4.5 装置实现的功能 (29)4.6 装置的硬件抗干扰措施 (30)4.7 本章总结 (31)结论 (32)参考文献 (33)附录一 (35)附录二 (36)附录三 (37)附录四 (38)翻译部分英文原文 (39)中文译文 (50)致谢 (58)1 绪论1.1 微机保护的意义电力在国民经济和人民生活中处于非常重要的位置。
微机保护论文
浅谈微机保护的发展姓名：王新新学院：电气工程学院班级：08电自学号：2008534123摘要：为了提高供电质量，维护电力系统安全、稳定运行，微机继电保护的研究发展至关重要。
本文回顾了国内外电力系统继电保护技术发展的过程，概述了微机继电保护技术的成就，继电保护技术计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
电力系统微机继电保护朝着高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵活性和网络化、智能化发展。
关键词：微机保护优点发展过程发展趋势0引言随着国民经济持续快速发展以及人民大众生活水平的日益提高，电力用户对电能的需求量越来越大，对供电质量要求也越来越高，同时电力部门又受减员增效的制约，在大规模发展建设电网同时，人员配备却没有相应增加，于是近几年无人值班变电站迅速发展起来，建成了一批能够实现“四遥”甚至综合自动化功能的局域性电网。
即提高了供电质量，又节约相当的人力、物力成本，使电力企业创造出更佳的经济效益。
但是，国内外的运行经验表明，电网在发生自然或人为故障时，如果故障不能得到及时有效的控制，电网将会失去稳定运行，甚至会瓦解，造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。
因此，自从出现电力系统以来，如何保证其安全稳定运行，一直是一个永恒的主题。
继电保护装置（包括安全自动装置）是保障电力系统安全稳定运行的重要装置之一，它们在电力系统中得到了广泛的应用。
电力工业生产发展的需要和新技术的不断出现，是电力系统继电保护原理新技术不断产生的基本源泉。
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断的注入了新的活力，由于微机在继电保护中的应用，使继电保护发生了根本性的变化，并采用了很多新原理和新技术。
从而使电力系统运行更加稳定，输电质量显著提高，为国民生产提供可靠的能源保障。
1.微机保护的国内外历史及发展概况电力系统继电保护是指继电保护技术和由继电保护装置组成的继电保护系统。
电力系统保护装置的微机更新设计
电力系统保护装置的微机更新设计摘要：在各个电力系统中，为了提高供电的可靠性，防止造成严重的事故，要对电气设备进行正确地设计、制造、安装、维护及检修；对异常运行工作状态必须及时发现，并采取相应的措施予以排除。
一旦发生故障，必须迅速并有选择性地准确切除故障元件。
电力系统保护装置是一种能反映电力系统中电气元件发生的故障或异常运行状态，动作于断路器跳闸并发出信号的一种自动装置。
本文所介绍的电力系统保护装置是一种新型微机电流保护装置的设计方案，简述了其硬件和软件的构成。
关键词：单片机；微机装置；电流保护；电力系统Abstract: in all in power system, in order to improve the reliability of the power supply, prevent serious accident, to the electrical equipment properly design, manufacture, installation, maintenance and examination; For abnormal operation state must discover in time, and take some measures to be ruled out. Once the fault, must quickly and selectively removed accurate fault components. Electric power system protection device is a kind of can reflect in the power system, electrical components are the fault occurred or abnormal operating condition, the movement in the circuit breaker tripped and send the signal an automatic device. This article introduced the power system protection device is a new type of microcomputer current protection device design scheme, described the composition of the hardware and software.Keywords: SCM; Microcomputer device; Current protection; Power system1、概述随着微处理器技术的快速发展，将单片机技术引入电力系统已成为电力自动化技术发展的一个趋势，单片机具有超强的数学运算、逻辑判断和快速存储能力，微机型电流保护装置取代传统的电流保护装置也是必然趋势，所以要研究开发一种新型的微机型三段式电流保护装置是极为重要的。
10kV供电系统的继电保护
摘要在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。
由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。
由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。
在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。
关键词电力系统发电变电输电配电AbstractIn power system, various types, large electrical equipment through the electrical line closely linked together. Due to its geographical coverage is extremely vast, the movement environment is extremely complex and all kinds of man-made factors, the occurrence of electrical failure is inevitable. Due to the special nature of the power system, the above five aspects should be connected, balance at times, indispensable, and almost in the same time. In the electric power system in any one accident, are likely to have a significant impact on the operation of electric power system.Keywords：Power system line loss calculation Power substationPower transmission and distribution目录第一章继电保护的基本概念 (1)第一节继电保护的作用与组成 (1)第二节继电保护的基本原理 (1)第三节继电保护装置的分类 (2)第四节电力系统常见状态基本要求 (2)第二章 10KV的基本介绍 (5)第一节 10KV供电系统继电保护在电力系统中的重要位置 (5)第二节 10KV系统中继电保护的配置现状 (5)第三节 10KV系统中应配置的继电保护运行状况 (6)第四节 10KV供电系统继电保护装置的任务 (7)第三章几种常用电流保护的分析 (9)第一节反时限过电流保护 (9)第二节定时限过电流保护 (10)第三节电流速断保护 (12)第四节三段式过电流保护装置 (13)第五节零序电流保护 (14)第四章对于10kv继电保护中常用继电器的参数继电器选择 (17)第一节常用继电器的参数 (17)第二节继电器的选择 (17)第五章对某地电信10KV系统中继电保护的综合评价 (19)第一节定时限过电流保护与反时限过电流保护的配置 (19)第二节该地电信10KV系统中高压设备的配置 (19)第六章继电保护装置的日常维护 (21)第一节继电保护故障处理方法 (21)第二节可采用的措施 (22)结束语 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章继电保护的基本概念第一节继电保护的作用与组成继电保护装置是一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置。
10KV微机综合保护系统应用
（２）
（３）
当设备发生故障保护动作时，系统将记录故障参数和波形，并发出事故音响报警和显 示中文信息，为管理人员提供了分析事故的依据。 继电保护的功能独立，完全不依赖于通信网，仅通过网络层交换信息，提高了系统运 行的可靠性。 保护装置的调试、校验、整定参数的设置和修改操作简单，运行
根据分公司变电所的分布情况，采用了分片布置，分层控制的结构。整个系统分为三层， 即变电站层、通信层、间隔层，在变电站层和间隔层之间由通信网络相连。 在间隔层上采用了１１０和８００系列离散型微机综合保护装置，根据供电负荷的性质，分别 配置了ｗｘＨ一１１２、ｗＸＨ一８２２线路保护装置，ｗＣＢ一１１１、ｗＣＢ一８２ｌ厂用变压器保护装置，１１『ＤＲ一１１２、 ｗＤＲ一８２１电容器保护装置，ｗＤＨ—１１１Ａ、ｗＤＨ—１１２Ａ、１】ｌｒＤＨ一８２１电动机保护装置，１）『ＢＴ一１１１、ｗＢＴ一８２１ 备用电源自投装置，ｗＦＢ一１０５、ｗＦＢ一１１０发变组保护装置等。这些装置分别安装于各回路的高压 柜上，使保护装置与监控系统具有相对的独立性，由其完成对本回路的测量、计量、保护和控 制功能。当站控层和通信网络故障时，间隔层的保护装置仍然能独立完成对本回路的监测和控 制功能。 在通信层上，各保护装置与操作员站（前置机）之间采用ＲＳ一４８５的通信方式，在各个操 作员站之间采用以太网的通信方式。在通信网络的传送层采用了ＴＣＰ／ＩＰ协议，在应用层通信规 约采用了国际标准的１０３、１０４规约。其中１０３规约用于传送变电站继电保护信息，１０４用于监 控信息的传送。在保护装置与操作员站之间用双绞线连接，在各操作员站之间用光缆联接，以 提高通信系统的抗干扰能力。
微机综合保护器与常规保护的比较
由予微机综合保护装置是由集成电路组成的，并按设置的逻辑运算程序将系统的检测信号
浅析10千伏配电室带电动机整定电流计算
浅析10千伏配电室带电动机整定电流计算摘要：根据10千伏配电室及高压电动机继电保护提供的整定相关材料，结合微机保护整定值的计算公式，对微机保护整定值的计算过程进行探讨。
可为同类型的工程作为参考。
关键词：配电室；微机保护；整定计算；电动机0引言在高压系统设计中，当采用微机保护后，往往需要对整定电流进行计算。
本文以翻水站配电室为例，对微机保护整定值的计算过程进行探讨。
1整定电流计算所需资料整定电流计算所需资料包括配电室施工蓝图、设备试验报告、进线电缆（架空）长度及型号、系统阻抗值等。
2微机保护整定计算的具体任务和步骤（1）绘制电力系统一次接线图。
（2）根据一次接线图绘制系统阻抗图，包括正序、负序、零序网。
（3）建立电力系统设备参数表：包括一次设备的基础参数，二次设备的规范及保护配置情况。
（4）建立电流互感器（TA）、电压互感器（TV）参数表，根据变压器的容量和线路的负荷情况确定TA变比。
（5）确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度，各级母线的综合阻抗（最大、最小运行方式）（6）电力系统各点的短路计算结果。
（7）根据整定原则，选取保护装置整定值。
（8）建立各种继电保护整定计算表。
（9）按保护功能分类，分别绘制出整定值图。
（10）编写整定方案报告书，着重说明整定的原则问题，整定结果评价、存在问题及采取的对策。
3微机保护整定值的计算系统阻抗值：最大运行方式0.4345，最小运行方式0.5039。
设功率基准值为：Sb=100MVA10kV基准电流：Ib=100/（1.732*10.5）=5500A微机保护装置采用施耐德Sepam 20系列。
进线情况：电缆阻抗值0.678，架空阻抗值0.144，进线总阻抗0.822；高压电动机参数：Ue=10kV，Pe=800kW，Ie=63A。
变压器参数：容量250kVA，Uk1%=3. 83%，Xt1*=15.32,Uk2%=3. 97%,Xt2*=15.88；电流互感器变比：100/5=20。
微机保护装置在10kV电力系统中的合理选用
微机保护装置在10kV电力系统中的合理选用【摘要】通过对微机保护装置的性能特点的介绍，突出了微机保护装置在10kV电力系统中应用的优越性。
在10kV电力系统中采用微机保护装置是电网智能化发展的必然趋势。
尽管微机保护的价格比传统继电器高出了许多，但它能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班，以另一种方式大大大节约了成本。
列举了目前10kV电力系统中主要应用的微机保护型号和工程应用中的一些注意点，以期对10kV配电设备的设计人员有一定的指导作用和实践价值。
【关键词】微机保护；电力系统；选用随着计算机技术和我国国民经济的持续快速发展，微机保护装置以其具有强大的数据处理能力、自检功能、使用方便、易于事故分析、节省了二次控制设备的安装空间等优点在电力系统中得到了广泛应用，成为继电保护发展的必然趋势。
如何合理选好且用好微机保护装置，不仅关系到10kV电力系统运行的安全性、可靠性、稳定性，而且关系到变电所初期的投资成本和今后运行的经济效益。
1.微机继电保护装置的性能特点1.1 改善和提高保护性能，动作正确率高由于微型机的应用，可以采用一些新原理和方法，解决一些常规保护难以解决的问题，因此保护性能很容易得到改善和提高。
微机保护装置软件计算具有实时性特点，在电力系统发生故障的暂态时期内，就能正确判断故障，当故障发生变化或进一步发展，也能及时判断和自纠，其运行正确率很高已在运行实践中得到证明。
1.2 可靠性高可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。
微机保护可对其硬件和软件连续自检，有极强的综合分析和判断能力。
它能够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动；同时，软件也具有自检功能，对输入的数据进行校错和纠错，即自动地识别和排除干扰，因此可靠性很高。
1.3 灵活性大由于微机保护的特性主要由软件决定，因此替换改变软件就可以改变保护的特性和功能，特别是进口保护以逻辑图管理的方式，用户可以根据电力系统的实际需要进行组合并编程，以实现过流、速断、重合闸、温度、瓦斯等等不同的保护功能，且软件可实现自适应性，依靠运行状态自动改变整定值和特性，从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。
电力系统继电保护毕业设计论文
变压器相间短路保护研究摘要：通过对差动保护比率制动整定计算中动作电流与自动系数分析，纠正了整定计算中一些错误概念。
实现这种动作特性的纵差继电器以差动电流作为动作电流，引入一侧或多侧短路电流作为制动电流。
评论了各种微机差动保护，在此基础上拟定了多段式微机差动继电器方案，并介绍了差动比率制动整定方案和内部故障时灵敏度问题。
关键词：相间短路；差动保护; 复合电压启动过电流保护;相位补偿1。
引言随着电力系统容量的增大,大机组不断增多，在电力主设备上要求装设优越完善的或者双重化的继电保护装置,这不仅对电力系统的可靠运行有着重大意义，而且可保护重要而昂贵的的主设备减少在各种设备和异常运行中所造成的设备损坏,还有着显著的经济效益。
因此，在电力主设备的保护设计中应遵守的原则是符合现行的《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB 14285-2006)，对具体的工程设计项目，则要求保护在配置、原理接线和设备选型等方面，根据电气主接线和被保护设备的一次接线及主设备的运行工况和结构特点,达到可靠性、灵敏性、速动性和选择性等四性要求。
当灵敏性与选择性产生矛盾时，首先要保证灵敏性，没有灵敏性即失去了装设保护的意义;当快速性与选择性产生矛盾时,宜先满足选择性，但特殊情况下也可考虑快速无选择性动作并采取补救措施。
2变压器保护装设原则]1[电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。
同时大容量的电力变压器也是十分重要的元件,因此必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。
(一）变压器应根据工程具体情况考虑装设相应的保护对升压、降压、联络变压器的下列故障及异常运行状态,按规定装设相应的保护装置：①绕组及引出线的相间短路和中性点直接接地或经小电阻接地侧的接地短路；②绕组的匝间短路;③外部相间短路引起的过电流;④中性点直接接地或经小电阻接地电网中外部短路引起的过电流及中性点过电压；⑤过负荷；⑥过励磁；⑦中性点非有效接地侧的单相接地故障；⑧油面降低;⑨变压器油温、绕组温度过高及邮箱压力过高和冷却系统故障。
浅谈10kV高压电动机的微机保护装置
２ ． ６ 低 电压 保护
当 电源 电压短时降低或短时中断时 ， 为保 证重要 电动机 自 启动 ， 要 断开次要 电动机， 就需要配低 电压保护 。 当母线线 电压低于 电压整定值 ， ． 并达到整定延 时且断路器 处于闭合状态 时， 低 电压保护动作， 低 电压保护原理框 图如图 ４
启 动时 闸过长
有 漉
式中： Ｉ —— 负序故障 电流 （ Ａ ） ； Ｉ ＿一 负序反时限电流启动定值 （ Ａ ） ； ｒ 护
装置 设有零序过流保护功 能， 由控制字投退 。零序 过流保 护由控制字选择跳 闸或告警 。 装置配置零序互感器测量零序电 流３ Ｉ ｎ ， 零序过 电流保护原理框 图如 图 ３ 。
浅谈 １ ０ ｋ Ｖ高压 电动机 的微机保护装置
王 颖
（ 广东珠海 ５ １ ９ ０ ０ ０ ） 摘 要： 主要介绍了高压电动 机的微 机保护装置， 详细介绍了微机保护装置的组成、 功 能以及工作原理等。
关键 词 ： 高压； 电动机： 微机保护
Ｏ 引 言
微机保护 是基于微型计算机构 成的继电保护 ， 是 电 力 系 统 继 电保护 的发展方 向， 它 具有 高灵敏度 、 高选 择性 、 高可 靠性 。 微机保护装置硬件主要以微处理器 （ 如单片机） 为核心 ， 配有 Ｉ ／ Ｏ 通道 ， 人机接 口以及通 讯接 口等 。该 系统 广泛应用于 电力 系统 中， 作 为 继 电 保 护 的 发 展 方 向， 表 现 出极 大 的潜 力 。
保护 出口Ｊ 宇列
图 ２ 定时限过流保护动作逻辑图
ｌ 微机保 护装置 的组成 及功能
微机保护装置 的核心一般 由 Ｃ Ｐ Ｕ 、 存储器 、 定时计数 器、 看 门狗等组成 。Ｃ Ｐ Ｕ大都 是嵌 入式微 控制器 （ ＭＣ Ｕ ） ， 即通 常所 说 的单片机 ： Ｙ Ｏ通道包括数字量输入输 出通道 （ 人机 接 口和 电度 脉冲 、 各种 告警信 号 、 跳 闸信号 等） 以及模 拟量 输入通 道 （ Ａ ／ Ｄ 转换 、 模拟 量输 入变 换回路、 低通滤波器及采样） 。
10kV配电系统综合继电保护的研究
10kV配电系统综合继电保护的研究摘要:随着科技的发展,在配电系统中的继电保护也逐渐的实现智能化。
在10KV的配电系统中已经采用集保护、测量、控制、通信多功能为一体的微机保护装置和断路器配合使用,在高压的配电系统中实现了综合的继电保护。
本文主要是对10KV的高压配电系统的综合继电保护进行研究与分析。
关键词:10KV 配电系统继电保护继电保护是电力系统的第一道防线,它是防止电力系统发生故障的重要组成部分。
因此,继电保护的正常工作是电力系统也正常工作的保障。
而随着各行各业对配电系统的安全性和可靠性的要求的提高,配电系统对继电保护的要求也相继提高。
目前采用集保护、测量、控制和通信多功能为一体的微机保护装置和断路器配合使用的综合继电保护的可靠性与安全性越来越得到人们的认同。
在一些公司生产产品的部门引入的就是10kV的市电,对于这样的电压的变电站的继电保护是非常重要的。
下面我们就针对该电压等级对其继电保护进行相关的研究,并对其综合继电保护进行分析。
1 综合继电保护的装置综合继电保护就是采用一些装置对高压开关柜进行保护,以确保电力系统的正常运行。
在电力系统中电流互感器、电压互感器、高压隔离开关、高压断路器、高压负荷开关和高压熔断器都是供测量和保护高压开关柜的重要设备。
1.1 电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器统称为互感器,而它们其实是特殊的变压器。
在高压供电系统运行时,电压、电流等电气参数都需要测量和监视。
其中电压互感器用于测量电压,而电流互感器用于测量电流。
同时,还可以采用互感器作为继电保护和信号装置的电源,使得控制和保护装置与高压电路隔离开。
1.2 高压隔离开关高压隔离开关主要用来隔离高压电源,保证安全检修并能通断一定小电流。
但是它没有灭弧装置,因此不能接通或切断正常负荷电流,更不能切断短路电流,不允许带负载操作。
1.3 高压断路器高压断路器是高压输配线路中最为重要的电气设备,具有可靠的灭弧装置,不仅能接通和切断正常的负荷电流,还可以一定时间的短路电流,并能在保护装置作用下自动跳闸,切断故障电流。
10kV变电站继电保护设计—课程设计论文
10kV变电站继电保护设计—课程设计论文110/10kV变电站继电保护课程设计姓名:学号:系部:专业班级:指导教师:完成日期:目录1 设计目的- 1 -2 设计内容- 1 -2.1 继电保护的分类- 1 -2.2 继电保护的基本要求- 1 -2.3 设计方案的要求- 2 -3 设计步骤- 2 -3.1 电力变压器故障及不正常运行状态- 2 -3.2 电力变压器继电保护的配置原则- 2 -3.3 设计选用的继电保护装置- 3 -3.3.1 变压器的差动保护 - 3 -3.3.2 变压器的瓦斯保护- 5 -3.3.3 变压器的后备过电流流保护 - 7 -3.3.4 变压器的过负荷保护- 9 -3.3.5 变压器的零序电流保护- 9 -3.3.6 变压器的温度保护- 10 -4 各保护装置的整定计算- 11 -4.1变压器纵差保护整定计算及其校验 - 11 -4.1.1 差动继电器的选型- 11 -4.1.2 纵差动保护的整定计算- 12 -4.1.3 纵差动保护灵敏系数的校验 - 13 -4.2 变压器过电流保护的整定计算 - 14 -4.2.1 DL-21CE型电流继电器 - 14 -4.2.2 过电流保护整定原则- 14 -4.2.3 过电流保护整定的动作时限 - 15 -4.2.4 保护装置的灵敏校验- 15 -4.2.5 过电流保护整定计算- 16 -4.3 过负荷保护的整定计算- 17 -4.3.1 DX-8E型信号继电器- 17 -4.3.2 过负荷保护整定计算- 17 -4.4 变压器一次侧零序过电流保护的整定计算- 18 - 4.4.1 DS-26E型时间继电器- 18 -4.4.2 零序电流的整定计算- 19 -5 心得体会- 21 -谢辞- 22 -参考文献- 23 -1 设计目的课程设计是本课程的重要实践环节,通过设计、使学生掌握电力系统继电保护的方案设计、保护配置、整定计算、资料整理查询和电气绘图等方法,安排在理论教学结束后进行。
10KV干式配电变压器微机保护装置设计
电力系统微机保护题目：10KV干式配电变压器微机保护装置设计学院名称：电气工程学院专业班级：电气F1101 学生姓名： *********学号： 201123910305目录目录 (2)1.干式变压器及其微机保护装置研究设计概述 (3)1.1背景概述 (3)1.2干式变压器优点及意义 (3)1.3干式变压器微机保护装置概述 (3)2.保护装置硬件设计 (4)2.1保护装置的硬件选择 (4)2.2 保护装置通信系统的实现 (5)2.3模数转换电路 (6)2.4CAN通信电路 (7)3.保护装置的软件设计 (8)3.1保护单元软件设计 (9)3.2管理单元软件设计 (11)3.3软件系统抗干扰措施 (12)4.模块化编程的实现 (13)4.1 保护装置程序的构成 (13)4.2 保护单元模块化编程的实现 (13)5.总结 (15)评分表 (16)1.干式变压器及其微机保护装置研究设计概述1.1背景概述随着现代社会日新月异地快速发展，要求防火的场所大量增加，如高层建筑、地铁、火车站、机场及石油化工企业等日益增多，人们对变压器的安全性能提出了越来越高的要求。
由于矿物油易燃、易爆，因而油浸式变压器不宜安装于防火要求高的场所，而且油浸式变压器在运行中也会因渗漏油而污染环境。
干式变压器由于其防火性能好而被广泛地应用。
1.2干式变压器优点及意义干式变压器与油浸式变压器相比具有以下优点。
1）干式变压器避免了由于运行中发生故障而导致变压器油发生火灾和爆炸的危险。
由于干式变压器使用的绝缘材料均为难燃、阻燃材料，即使运行中变压器发生故障而引发火灾或有外来火源，也不会使火灾的灾情扩大。
2）干式变压器不会像油浸式变压器那样存在渗漏油问题，更无变压器油老化等问题，因此运行维护和检修的工作量大为减少。
3）干式变压器一般为户内式装置，对特殊需要的场所也可制成户外式。
对户内式而言，它可以和金属封闭开关设备安装在同一室内，也可以和金属封闭开关设备共用一个外壳，从而可节省安装面积。
10～35kV电力系统母线微机保护装置
再次检测线路 中短路故障是否依然存在 ， 如果短路故障依然存在 ， 则表 明后备保护装置拒动 ， 这时 ， 支线保 护装置则跳闸。如果装置依据保护算法并没有发现短路故障存在 ， 保护功能将被关闭 ， 装置重新 回到 闲置状
态。 ３ ２ ２ 母 线采 样保 护 流程 ．．
类似于支线保护 ， 母线保护功能也是用连续 的 ３ 个采样值异常而激活的。当连续的 ３ 个采样值过大 ， 母 线保护功能开启 ， 处理器依据算法分析和计算在母线上是否存在短路故障。然而 ， 通过计算 ， 处理器只能判 断短路故障是否存在 ， 而不能判定故障的位置 ； 因而 ， 前保护装置则需要查询各个支线保护装置的状态 ， 目 来 判断短路故障的位置是在支线上还是母线上。如果没有任何支线保护装置报告短路情况 ， 则处理器判定短 路故障一定发生在母线上 ， 母线立刻跳闸。如果有支线保护装置报告短路情况 ， 则母线保护装置延时超过支
张 云 ， 王知 学， 李小伟 ， 张伟忠 ， 汝科 庄
（ 山东省科学院 自动化研究 所 ， 山东 济南 ２ ０ １ ） ５ ０ ４
摘要 ： 介绍 了一种电力微机保护系统 ， 采用 Ｃ Ｎ总线通讯 ， Ａ 缩短了母线 的故 障切除时间 ， 提高 了电力系统 的稳
定性 ， 实现母线分布式保护功能 。处理器 Ｄ Ｐ ３Ｍ ５６ ＳＩ ３ Ｃ０ 带有 Ｄ Ｐ核 ， Ｃ Ｓ 能够快速地实现数字处理算法 ， 了 提高
３个 采 样 点 出 现 异 常 ， 护 功 能 将 被 开 启 。 保
支路过载消失
图 ３ 系统工作状态
当保护功能开启之后 ， 处理器锁存 ３ 个采样 ２ 数据 ， 并依照保护算法对其进行计算和分析从而判断是否出现短路故障。当短路故障出现时 ， 支路保护装置
微机保护装置
• 根据分析结果判断是否需要保护动作
控制输出
• 当需要保护动作时，微处理器发出控制指令
• 控制输出模块执行相应的保护动作
微机保护装置的算法分析
过载保护算法
短路保护算法
漏电保护算法
过压保护算法
• 定时限过载保护
• 瞬时短路保护
• 基波漏电保护
• 线性过压保护
• 反时限过载保护
• 定时限短路保护
• 谐波漏电保护
• 特点：检测设备的漏电
• 特点：实时监测设备电
载，保护设备免受过载损坏
障，确保设备安全运行
电流，保护人身和设备安全
压，保护设备免受过电压损
• 适用范围：发电机、变
• 适用范围：发电机、变
• 适用范围：变压器、输
坏
压器、电动机等
压器、输电线路等
电线路、电动机等
• 适用范围：发电机、变
压器、输电线路等
微机保护装置的分类
按保护功能分类
按保护对象分类
• 过载保护装置
• 发电机保护装置
• 短路保护装置
• 变压器保护装置
• 漏电保护装置
• 输电线路保护装置
• 过压保护装置
• 电动机保护装置
各类微机保护装置的特点与适用范围
过载保护装置
短路保护装置
漏电保护装置
过压保护装置
• 特点：实时监测设备负
• 特点：快速检测短路故
• 通信模块
微机保护装置的主要作用
保护电力设备的安全运行
• 过载保护
• 短路保护
• 漏电保护
• 过压保护
提高电力系统的稳定性和可靠性
• 快速故障检测
• 故障定位
• 自动切换
浅论10kV供电系统的继电保护的设计方案
10kV配电系统继电保护及安全自动装置的作用分析
10kV配电系统继电保护及安全自动装置的作用分析[摘要]10kv配电系统是电力系统中重要组成部分，它的安全、稳定、可靠等方面直接影响到人们用电的畅通和用电质量，以及电力系统的正常运行。
本文介绍了10kv配电系统继电保护在电力系统中的重要位置及其作用。
[关键词]继电保护电力系统重要位置作用中图分类号：tu8 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）08-313-01在当今世界，电能作为人类生产生活必不可少的能源，其重要性是众所周知，那么作为提供电能的电力系统，如果它出现了故障就会直接影响电能的输送和使用，从而给我们的生产生活带来巨大的影响，装设继电保护自动装置，是保证电力系统安全可靠运行的最有效方法之一，因此在电力系统中，继电保护及安全自动装置的运行维护十分重要。
一、10kv配电系统继电保护的重要性10kv配电系统是电力系统的重要组成部分，其覆盖的面积非常大，并且它还是城市电网的重要组成部分，而且其运行环境也很复杂，所以发生故障的几率相对较高，一旦它有故障发生，除了直接影响广大用户的用电需求，还会严重影响到整个电力系统的正常运行。
继电保护装置的装设可以有效的监测电力系统的运行工况，预报电力设备异常运行的信号，快速切除故障，缩小事故范围，稳定系统电能质量，从而确保10kv配电系统的正常运行，因此其继电保护装置要配置正确，10kv配电系统才能够安全、可靠地运行，对于10kv配电系统的继电保护配置必须全面的遵循有关标准以及相应的国家规范。
二、10kv配电系统中配置的继电保护的作用（一）10kv配电系统继电保护的任务（1）在供电系统的正常运行状况下，要求继电保护装置能够全面安全的检测各种设备运行时的状况，发现问题时可以提供可靠的依据。
（2）如供电系统出现故障运行状况，要求继电保护装置能够迅速的发现并做出有选择性的处理掉故障来源，有效的保证非故障部分的继续安全运行。
（3）当供电系统中出现异常运行工作状况时，要求继电保护装置能够及时准确地发出相关通知信号，在故障发生前做好对异常运行的设备进行及时处理。
电力系统微机综合保护装置
电力系统微机综合保护装置1、微机综合保护装置发展：输变电行业是从电能产生到使用消耗的重要的中间环节，线路保护至关重要，对工农业生产、交通、运输、国防以及日常的生产生活具有非常重要的意义。
国家电业部门也对开关柜等设备提出了严格的要求，并逐渐形成了相关的法规标准。
进入80年代，随着计算机微机综合保护装置的迅速发展，使小型化的微机综合保护装置系统快速成熟起来。
大大提高控制与保护的精度、速度、范围，构成系统化管理体系和无人职守的站点，极大地降低了工作人员的劳动强度，提高了安全性。
2、微机综合保护装置参数：辅助电源：220V/110V；额定电压100V；额定电流5A/1A；适用：6KV/10KV/35KV高压保护；3、微机综合保护装置的保护类型：定时限/反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护、失压保护、负序电压保护、风冷控制保护、零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护、过热保护、逆功率保护、启动时间过长保护、非电量保护等；微机综合保护装置的用法与维护微机综合保护装置的重要性，不仅要在选用上考虑其是否达到基本运行条件的要求，还要在日常的检测和维护上做好工作。
首先，要全面了解设备的初始状态。
微机综合保护装置设备的初始状态，影响其日后的正常和有效运行。
因此，必须注意收集整理设备图纸、技术资料以及相关设备的运行和检测数据的资料。
对设备日常状态的检修，要在设备生命周期中各个环节都必须予以关注，进行全过程的管理。
其次，要对设备运行状态数据进行及时、全面的统计分析。
首先要了解设备出现故障的特点和规律，进而通过对微机综合保护装置运行状态的日常数据的分析，预先判断分析故障出现的部分和时间，在故障未发生时，及时地排查。
提高保护装置的安全系数和使用周期，保证电力系统的正常运行。
再次，要了解微机综合保护装置技术发展趋势，采用新的技术对设备进行监管和维护。
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电力系统微机保护论文题目:10KV电动机微机保护装置设计姓名:摘要·3关键词·3引言·3l微机保护装置的组成及功能·3 2微机保护装置工作原理·32．1启动时间过长保护·42．2 两段式定时限过电流保护·4 2．3零序过电流保护·52. 4低电压保护·52.5过电压保护·62.6磁平衡差动保护·62.7差动速断保·72.8过热保护·73微机保护装置硬件设计·83.1主控单元·83.2键控显示单元·93.3数据采集单元·103.4自动复位·113.5报带保护信号输出单元·114软件设计·11结束语·12参考文献·12U0U K10KV电动机微机保护装置设计摘要：。
针对高压电动机一些常见故降及产生这些故降的原因,提出了采用正负序电流的测量对电机故降进行分析的方法,阐述了采用微机系统设计的综合保护装里的硬件原理以及软件框图,达到了电动机短路保护;不平衡保护:接地故障保护;过欠压保护的目的。
关键词：电动机，微机，保护引言：大型高压电动机随着工业的发展越来越广泛地应用于各行各业,推动了电力工业的发展。
但是,据原电力部的一份调查资料表明,所调查34个电厂,高压异步电动机损坏率达巧.1%,造成经济上的巨大损失。
因此,研究一种高压电动机的综合监测和保护装置迫在眉睫。
高压电动机微机保护装置工作原理主要是采用微型计算机对电动机的早期故障及非正常运行进行监测、报警和保护,该装置的功能有:短路保护;不平衡保护;接地故障保护;过热保护;过欠压保护等。
下面就电动机微机保护装置工作原理以及软硬件设计加以阐述。
l微机保护装置的组成及功能微机保护装置的核心一般由CPU、存储器、定时计数器、看门狗等组成。
CPU大都是嵌入式微控制器(MCU)，即通常所说的单片机：I/O通道包括数字量输入输出通道(人机接口和电脉冲、各种告警信号、跳闸信号等)以及模拟量输入通道(A／D转换、模拟量输入变换回路、低通滤波器及采样)。
2微机保护装置工作原理电动机损坏常见的原因有:三相电压不平衡;电机定子绕组开路造成负荷不平衡及过负荷等原因。
三相电压不平衡,负荷不平衡均将造成负序电流明显增大;过负荷运行时,正序电流将增大。
本装置将通过监测正序、负序电流对电动机短路故障、不平衡故障,电机过热故障等进行及时保护。
2．1启动时间过长保护电动机正常启动时，电流由零突然增大，当电动机的最大相电流从零突变到超过10％I e时开始计时直到启动电流过峰值后下降到120％I e (I e为电动机额定电流)时为止之间的历时称为T stmrt，电动机启电动机启动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的启动时问T stmrt超过电动机整定的启动时间时，保护动作高压电动机出口继电器跳闸。
电动机启动结束后，电动机启动时间过长保护退出，其原理如图1所示。
2.2两段式定时限过电流保护装置设有两段式定时限过流保护，由控制字投退。
I段为电流速断保护，用于保护电动机相间短路。
电动机启动过程中，速断保护定值采用过流I段电流1定值(速断启动内定值)躲过电动机的启动电流；当电动机启动结束后，速断保护定值恢复过流I段电流2定值(速断启动后定值)。
这样可有效防止启动过程中因启动电流过大而引起误动，同时还能保证运行中保护有较高的灵敏度。
Ⅱ段为过流保护，作为电流速断保护的后备保护，为电动机的堵转提供保护。
Ⅱ段定时限过流保护在电动机启动过程中自动退出，两段定时限过流保护原理框图如图2所示。
2．3零序过电流保护装置设有零序过流保护功能，由控制字投退。
零序过流保护由控制字选择跳闸或告警。
装置配置零序互感器测量零序电流3I0,零序过电流保护原理框图如图3。
2．4低电压保护当电源电压短时降低或短时中断时，为保证重要电动机自启动，要断开次要电动机，就需要配低电压保护。
当母线线电压低于电压整定值,并达到整定延时且断路器处于闭合状态时，低电压保护动作，低电压保护原理框图如图42．5过电压保护当母线任一线电压大于过电压保护定值，并达到整定延时且断路器处于闭合状态时，过电压保护动作，过电压保护原理框图如图52．6磁平衡差动保护平衡差动保护多用于电流速断保护灵敏度不够的电动机上，特别是额定容量在2000kW 及以上，作为电动机匝间短路或相间短路的主保护。
在电动机启动过程中，保护增加延时T=100ms保护出口，以避开电动机启动过程中瞬时暂态峰值电流，提高保护可靠性。
磁平衡差动保护配有专用的磁平衡互感器。
2．7差动速断保护差动速断保护在电动机内部严重故障时快速动作。
任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时，动作于出口继电器。
在电动机启动过程中，速断延时T=200ms保护出口，以躲过电动机启动过程中瞬时暂态峰值电流，提高保护可靠性；启动结束后，保护无延时T=0ms2．8 过热保护过热是引起电动机损坏的重要原因，特别是转子因负序电流产生的过热，装置充分考虑了负序电流的影响。
模拟电动机发热的模型，综合电动机正序电流和负序电流的热效应，引入了反时限保护判据。
采用的过热保护动作判据为：式中：t-- 保护的动作时间(s)；——电动机的过热时间常数(s)，对应于电动机的过负荷能力；I1——电动机实际运行电流的三相最大值(A)；I2一电动机实际运行电流的负序分量(A)；I e一过热保护启动电流定值(电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值)；k1——电动机正序发热系数，启动过程中可在0～1范围内以O．0l为级差整定用以启动，启动结束后自动变为1；k2--电动机负序发热系数，可在0～10范围内以0．01为级差整定，一般可取为6。
3微机保护装置硬件设计本硬件装置如图6所示,主要由主控单元键控制显示单元、数据采集单元、自动复位单元、报警保护信号、输出单元等组成。
图6微机保护装置硬件框图3.1主控单元主控单元采用ATMEL89S52单片机系统,主要完成键盘中断响应,数据采集、运算、处理及结果显示,报警、保护信号输出等功能。
不同机组,因额定功率和电流均不相同,其各项保护参数自然不同,且必须在现场设定。
这就要求本装置具有数据存储芯片。
普通方案均采用静态RAM(如6116),因其断电以后数据会丢失,通常还要接可充电电池。
本装置是长期监测保护仪表,连续工作时间一般在半年以上,对可靠性要求极高,不允许发生数据丢失或出错现象,以免导致误动作,严重影响生产;而现场工作环境为高压大电流,电网冲击、电磁干扰、粉尘污染等都很严重。
因此,本装置没有采用静态RAM方案,而是采用了电可擦除ROM芯片EZPROM一2864,并和程序存储器合用。
一方面存储执行程序,另一方面可保存各项保护设定值并现场修改.修改完毕,通过开关将写控制信号断开。
这时,2826就相当于一片ROM芯片,断电、千扰都不会引起数据丢失或出错,可靠性大大提高。
3.2键控显示单元键控采用中断方式,当有键按下时,触发外中断1,中断服务程序通过串行口进行键盘扫描获得键码,根据键码值进行相应的操作。
键盘主要负责各种保护参数的置入、修改。
显示器亦采用串行口输出方式,经74164串并转换后驱动数码管显示,并定时进行动态扫描,使显示稳定、可靠。
显示器主要显示监测数据,以便观察。
为便于技术人员检修故障,本装置面板上设置6个发光二极管分别显示正序保护、负序保护、零序保护、过欠压保护,过热报警及热保护。
键盘扫描流程图如图7图7键盘扫描流程图3.3数据采集单元由信号调理电路和AID转换电路组成本单元。
本装置输入信号有A 相、C相电流、零序电流和电源电压,分别通过电流互感器和电压互感器得。
信号调理电路主要功能:（1）将A相电流和C相电流转换为正序电流和负序电流,由上述工作原理可知,通过移相电路和加法器即可实现。
（2）将零序电流互感器输出信号转为电压信号并通过运放适当调整幅度（3）将电压互感器信号幅度适当调整。
为实时监测故障和及时保护,本装置采用交流、直流采样获得峰值,而没有对信号进行整流、滤波,以免滤波电容充放电造成信号延时,。
为保护交流采样的精度,A刀D芯片选用12位高速A刀〕(AD574)。
其转换速度高,晶振频率为1ZMHz时,可达25p澎次,且采样精度高,相对误差约四千分之一。
3.4自动复位单元在意外情况下,如电网冲击,电磁干扰,主控单元可能失控而发生系统自锁现象,造成难以翻涛l的破坏。
为保证本装置在实际运行时可靠工作,需在其偶然发生自锁现象时能进行自动复位,避免意3卜事故的发生。
自动复位单元由一片4060和外围阻容构成,4060是一片内含振荡器的分频计数器。
本装置正常工作时,程序中通过8031不断输出清零信号,使4060计数器清零;自锁时,没有清零信号输出,4060不断计数,计满滋出,其输出端—复位信号至8031复位端,使系统自动复位。
3.5报带保护信号输出单元将主控单元输出的控制信号经电平转换后直接控制两继电器,其触点分别接报警系统和电机交流接触器。
当报警信号输出时,提醒操作人员,电机有异常发生;保护信号输出时,电机电流被切除,停机以备检修。
4软件设计根据工作原理,本装置工作过程为:在电机启动后,即实时采集正序电流,负序电流,零序电流和电源电压,并与设定值比较后分别提供以下保护。
(l)短路保护包括起动时间过长及运行时堵转等,通过监测正序电流来实现。
在起动时间内,为避开电机的起动电流,正序电流设定值自动加倍,起动结束后恢复正常。
短路保护分速断保护和延时保护两种,对于用断路器控制的电动机选择速断保护,而对于熔断器加接触器控制的电机,运行堵转时应由熔断器保护,本装置只负责起动时间过长故障,故采用延时保护。
(2)不平衡保护包括断相保护和反相保护,通过监测负序电流来实现。
不平衡保护提供了两种电流一时间反时限特性曲线,当整定值比较灵敏时,选择动作时间较长的曲线,反之,选择另外一条曲线。
(3)接地故障保护通过监测零序电流来实现。
同短路保护一样,也分速断和延时保护两种。
(4)过欠压保护直接通过监测电流电压来实现。
为避开电网冲击,过欠压保护采用延时保护5 结束语随着科学技术的进步和对适用环境要求的提高，微机保护功能性也越趋完善。
微机保护及自动装置广泛吸取国内外现有技术和经验，在技术上改革创新。
本文详细介绍了高压电动机各种微机保护的工作原理和判据，在实际应用中可以根据实际情况灵活选择其中几种保护装置，并对保护参数进行严格整定。
6参考文献：[1]李文秋，单立辉．电动机微机保护装置[J]．民营科技，2008(3)：39．[2]高强，徐殿国．异步电动机微机保护装置的设计与实现[I]．冶金自动化，2004，1：58～61．[33沈诗佳，程琳，周艳．电动机微机综合保护装置的构成及功能[J]．安徽电力职工大学学报，2003，8(1)：52～55．资料仅供参考!!!。