工學(xué)10KV線路微機(jī)保護(hù)裝置軟件設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2011屆畢業(yè)生畢業(yè)論文題 目: 10KV線路微機(jī)保護(hù)裝置軟件設(shè)計(jì) 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 講師 2011 年 05 月 29 日專心-專注-專業(yè)摘 要在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和提高電能質(zhì)量的重要工具，而且，電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。因此，對(duì)繼電保護(hù)裝置本身的要求也越來(lái)越高。本設(shè)計(jì)的主題是10kV線路微機(jī)保護(hù)裝置的軟件。本文首先簡(jiǎn)要介紹了電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展方向。接著介紹了線路保護(hù)的原理，然后詳細(xì)論述了線路保護(hù)裝置

2、中采用的保護(hù)、測(cè)量算法進(jìn)行了詳細(xì)論述。本設(shè)計(jì)針對(duì)10kV線路微機(jī)保護(hù)裝置的軟件，對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行了軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)模塊的功能做了具體介紹。設(shè)計(jì)了主程序、A/D采樣、鍵盤、液晶顯示、通信程序的流程圖，針對(duì)一些模塊運(yùn)用C語(yǔ)言進(jìn)行了編程。關(guān)鍵詞:繼電保護(hù)； 微機(jī)保護(hù)； 線路保護(hù)Title Software Design For 10KV Line Microcomputer Protective Device AbstractProtection relay is the most important tool to make the power system work safely and

3、improves the quality of power energy. With the expansion of the power system and the consumer raising higher requirement for quality of power energy, the protection relay must be improved greatly and fulfill the high requirement.The design theme is 10kv microcomputer circuit protection device softwa

4、re. This article briefly introduces the development of power system relay protection history, present situation, characteristics and development. Then introduced the principle of line protection and line protection devices are discussed in detail the use of protection, measurement algorithm in detai

5、l.10kv microcomputer circuit designed to protect the software, the microcomputer protection device of software structure design, the function of each module of introduced concretely. Design the main program, A/D sampling, keyboard, LCD display, communication program flowcharts, in view of some modul

6、es using C language programming.Key Words： Protection relay; Computer-based protection; Line protection目 次1 緒論1.1 論文選題的背景及意義現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)中的裝置以及用電設(shè)備都是由線路連接且都是開放設(shè)備。繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。近年來(lái)隨著微型計(jì)算機(jī)和微處理機(jī)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)裝置的計(jì)算速

7、度不斷加快，可靠性也大為提高。微機(jī)繼電保護(hù)的對(duì)象一般包括電動(dòng)機(jī)、變壓器和線路。線路是電力系統(tǒng)重要的組成部分，但是由于線路容易受到周圍環(huán)境以及自然災(zāi)害的影響下，其發(fā)生故障的可能性很大。2008年冬季的凍災(zāi)當(dāng)中，由于輸電線路受損導(dǎo)致受災(zāi)省份供電一度中斷，很多企業(yè)蒙受了經(jīng)濟(jì)損失尤其是對(duì)電力依賴較大的企業(yè)如電解鋁廠，減產(chǎn)明顯。這次災(zāi)害體現(xiàn)了線路保護(hù)重要性。1.2 繼電保護(hù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入微機(jī)保護(hù)時(shí)代以來(lái)，微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)的各個(gè)方面及各種電壓等級(jí)上均有較大的發(fā)展，如線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)。1988年我國(guó)開始研究基于DSP的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)

8、裝置。采用32位微機(jī)芯片除了考慮精度之外，關(guān)鍵是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度、工作頻率和計(jì)算速度，同時(shí)芯片內(nèi)部的尋址空間較大，外部的端口資源豐富，具有存儲(chǔ)器管理功能、保護(hù)功能等，能夠滿足繼電保護(hù)算法對(duì)芯片數(shù)據(jù)處理速度和精度的要求。我國(guó)線路保護(hù)主保護(hù)在1994年推出LFP-901、WXH-15高頻方向原理技術(shù)，線路保護(hù)主保護(hù)采用高頻方向、高頻距離原理。由于光纖通道抗干擾能力強(qiáng)，解決了高頻相差、高頻距離很難解決的系統(tǒng)振蕩、選相等問題，2000年以后，光纖電流差動(dòng)保護(hù)成為我國(guó)線路主保護(hù)。隨著光互感器（光TA、光TV）的研究和推廣使用，保護(hù)裝置應(yīng)能夠適用于光互感器，國(guó)內(nèi)目前開展了適用于光互感器的繼電

9、保護(hù)裝置的研究。自20世紀(jì)90年代中后期開始，國(guó)外著名繼電保護(hù)制造商如GE、ABB等公司的產(chǎn)品就已經(jīng)向保護(hù)測(cè)控裝置網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，開始將網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想引入裝置內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)中。ABB公司生產(chǎn)的數(shù)字式保護(hù)就是基于通用標(biāo)準(zhǔn)化硬件設(shè)計(jì)的理念，采用了B448C總線作為保護(hù)內(nèi)部各模塊之間通信的方式。并且ABB公司于1998年推出的RE系列數(shù)字式保護(hù)裝置就是具有代表性的網(wǎng)絡(luò)化新一代繼電保護(hù)裝置?，F(xiàn)代繼電保護(hù)裝置的發(fā)展趨勢(shì)是向微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和功能一體化。（1） 微機(jī)控制化電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本功能外，還需要保護(hù)裝置具有存放故障報(bào)告和各種電參量的存儲(chǔ)空間、高速和準(zhǔn)確的數(shù)

10、據(jù)處理功能、可靠的通信能力以及與其它繼電保護(hù)裝置聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)、信息的能力，能夠運(yùn)行C/C+等高級(jí)語(yǔ)言的程序代碼。（2） 保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)的作用是保護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，能夠及時(shí)判斷電網(wǎng)出現(xiàn)的故障，啟動(dòng)相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享運(yùn)故障報(bào)告的數(shù)據(jù)，各個(gè)保護(hù)單元在分析這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上動(dòng)作，避免出現(xiàn)誤動(dòng)作或是拒動(dòng)作。這就要求繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。繼電保護(hù)裝置能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)得到的故障信息越多，根據(jù)軟件算法的分析，就能越準(zhǔn)確地判斷所發(fā)生故障的性質(zhì)、位置和距離并啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。（3） 算法智能化人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的

11、方法，很多傳統(tǒng)方法難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法就能方便的解決。其它智能化算法例如遺傳算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等方法也都各有特點(diǎn)，將這些算法相結(jié)合，可使求解的速度和準(zhǔn)確度大幅提高。（4） 功能一體化繼電保護(hù)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化和算法智能化后，繼電保護(hù)裝置實(shí)際上就成為一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，可以從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，通過(guò)智能化的算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析并作出判斷，生成故障報(bào)告，發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作指令，同時(shí)將存儲(chǔ)的被保護(hù)器件的運(yùn)行和故障數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到控制中心或其它終端。1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)10kV微機(jī)線路保護(hù)裝置開發(fā)軟件，分析了

12、該保護(hù)裝置的軟件程序和通信方式。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：1） 緒論，主要介紹論文的背景和意義，國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)的研究現(xiàn)狀以及微機(jī)線路繼電保護(hù)的今后發(fā)展方向。2） 線路故障與微機(jī)保護(hù)原理分析，主要介紹線路保護(hù)的常見故障，對(duì)線路繼電保護(hù)原理和故障判據(jù)進(jìn)行了分析。3） 10KV微機(jī)線路保護(hù)的軟件算法設(shè)計(jì)，主要分析了線路保護(hù)的常用算法并對(duì)保護(hù)裝置的主要程序，如交流采樣程序，顯示程序，鍵盤程序等以流程圖的形勢(shì)表示出來(lái)。4） 10KV微機(jī)線路保護(hù)裝置的通信設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)采用的RS232通信接口，同時(shí)分析了CDT通信規(guī)約。2線路繼電保護(hù)原理和算法10 KV電網(wǎng)線路是重要的公用基礎(chǔ)設(shè)施。如何正確有效地判斷、查找、處

13、理配電線路故障，及時(shí)恢復(fù)供電非常重要。2.1 繼電保護(hù)裝置的基本功能概述當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備，一般通稱為繼電保護(hù)裝置。2.1.1 繼電保護(hù)裝置的主要作用1） 當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求（如保持電力系統(tǒng)的

14、暫態(tài)穩(wěn)定性等）。2） 反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同（例如有無(wú)經(jīng)常值班人員）發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。由此可見，繼電保護(hù)裝置直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。不僅如此，設(shè)計(jì)、選用完善的繼電保護(hù)裝置，對(duì)于進(jìn)一步提高供電質(zhì)量也有很大作用。例如，繼電保護(hù)裝置與自動(dòng)重合閘、備用電源自投、故障點(diǎn)定位等裝置的配合使用，可以大大縮短故障停電時(shí)間等。但是，如果繼電保護(hù)裝置本身的質(zhì)量不高或使用維護(hù)不當(dāng)，不僅起不到積極作用，還會(huì)給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)

15、行造成不利的影響。2.1.2 繼電保護(hù)的基本原理和構(gòu)成方式繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，也有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多數(shù)情況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測(cè)量部分（和定值調(diào)整部分）、邏輯部分、執(zhí)行部分。2.1.3 電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。1） 可靠性是指保護(hù)裝置該動(dòng)作時(shí)可靠動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作?？煽啃允菍?duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本

16、的要求。2） 選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。為保證對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件（如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件）的選擇性，其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間，在一般情況下應(yīng)相互配合。3） 靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，各類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。選擇性和靈敏性的要求，通過(guò)繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。4） 速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，

17、縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)（如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)）、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的電氣參量將有顯著變化。例如：電流增大，電壓降低，以及電壓與電流之間的相位角改變等。繼電保護(hù)裝置就是通過(guò)測(cè)量這些參量的變化來(lái)反應(yīng)故障并構(gòu)成對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)。例如，反應(yīng)電流增大的電流保護(hù)；反應(yīng)電壓降低的電壓保護(hù)；反應(yīng)電流增大及電壓降低的阻抗保護(hù)等。2.2 線路故障分類及其原因2.2.1 線路常見故障分類一般來(lái)說(shuō)，l0kV線路常見故

18、障包括：1） 短路故障：短路故障分為2類：第1類是線路瞬時(shí)性短路故障（斷路器重合閘成功）；第2類是線路永久性短路故障（斷路器重合閘不成功）。短路故障中常見故障包括線路金屬性短路故障；跌落式熔斷器、隔離開關(guān)弧光短路故障等。2） 接地故障：接地故障分為線路瞬時(shí)接地故障和線路永久性接地故障。2.2.2 線路短路故障原因分析造成線路短路故障原因包括：1） 線路金屬性短路故障：外力破壞造成故障，電纜上設(shè)備例如變壓器、開關(guān)等被外力刮碰短路。2） 線路缺陷造成故障：弧垂過(guò)大引起碰線或短路引起碰線。3） 線路引跳線斷線弧光短路故障：線路老化引起斷線等。4） 跌落式熔斷器、隔離開關(guān)弧光短路故障：跌落式熔斷器熔斷

19、引起熔管爆炸或拉弧引起相間弧光短路。2.2.3 線路接地故障原因分析造成線路接地故障原因包括：1） 線路瞬時(shí)性接地故障：外拋物或樹木碰觸導(dǎo)線引起單相接地；線路絕緣子濕度高的天氣出現(xiàn)對(duì)地閃絡(luò)。2） 線路永久性接地故障：線路隔離開關(guān)、跌落式熔斷器因絕緣老化擊穿引起；線路絕緣子老化或存在缺陷擊穿引起。2.3 繼電保護(hù)的原理與算法2.3.1 過(guò)電流保護(hù)的原理與算法當(dāng)流過(guò)被保護(hù)元件中的電流超過(guò)預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí)，保護(hù)裝置啟動(dòng)，并用時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性，使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)，這種繼電保護(hù)稱為過(guò)電流保護(hù)。（1） 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是指過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是固定的，與通過(guò)其上電流的

20、大小無(wú)關(guān)。1） 當(dāng)被保護(hù)線路中電流增大且超過(guò)整定值時(shí)，電流繼電器啟動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器，待時(shí)間繼電器延時(shí)到預(yù)先整定時(shí)間，保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障并報(bào)警。2） 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)在供電系統(tǒng)中多采用兩相式。（2） 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖2.1 定時(shí)限過(guò)流保護(hù)原理圖由電流繼電器1KA與2KA，時(shí)間繼電器KT和信號(hào)繼電器KS組成。其中，1KA、2KA是測(cè)量元件，用來(lái)判斷通過(guò)線路電流是否超過(guò)預(yù)設(shè)值；KT為延時(shí)元件，它以適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來(lái)保證裝置動(dòng)作有選擇性；KS用來(lái)發(fā)出保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)。正常情況下，斷路器QF閉合保護(hù)，保持正常供電，線路中流過(guò)正常電流，此時(shí)電流繼電器不會(huì)啟動(dòng)。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障是，線路中流

21、過(guò)的電流迅速增加，使電流繼電器KA瞬時(shí)動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT，經(jīng)過(guò)延時(shí)，KT延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動(dòng)作，KS觸點(diǎn)閉合接通報(bào)警線路，KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除斷路故障。在斷路故障切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼電器都自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而KS需手動(dòng)復(fù)位。 圖2.2 定時(shí)限電流保護(hù)展開圖正常運(yùn)行時(shí)，1KA、2KA、KT、KS的觸點(diǎn)都是斷開的，當(dāng)被保護(hù)區(qū)故障或電流過(guò)大時(shí)，1KA和2KA動(dòng)作，通過(guò)其觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT，經(jīng)過(guò)預(yù)定的延時(shí)后，KT的觸點(diǎn)閉合，將斷路器QF的跳閘線圈YR接通，QF跳閘，同時(shí)起動(dòng)了信號(hào)繼電器KS，

22、信號(hào)牌掉下，并接通燈光或音響信號(hào)。這樣不正常狀態(tài)或故障被切除。（3） 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流整定 （2.1）返回電流： （2.2） （2.3）可靠系數(shù)，一般取1.05-1.25。自動(dòng)啟動(dòng)系數(shù)，一般取1.5-3。 （2.4） （2.5）返回系數(shù)，DL型取0.85，用GL型0.801） 為保證在正常情況下過(guò)電流保護(hù)絕對(duì)不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流；同時(shí)還必須考慮在外部故障切除后電壓恢復(fù)，負(fù)荷自起動(dòng)電流作用下保護(hù)裝置必須能夠返回，其返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自起動(dòng)電流。2） 一般情況下，負(fù)荷自起動(dòng)電流大于最大負(fù)荷電流，因此往往以負(fù)荷自起動(dòng)電流決定過(guò)電流保護(hù)的啟動(dòng)電

23、流。2.3.2 零序電流保護(hù)的原理與算法（1） 零序電流保護(hù)的原理當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，就要出現(xiàn)零序電流?？梢灾苯訙y(cè)到零序電流互感器輸出的零序電流。造成零序電流的故障包括接地故障，單相重合閘過(guò)程中的兩相運(yùn)行等。零序分量具有以下特點(diǎn)：1）故障點(diǎn)的零序電壓最高為，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，如圖2.3所示。圖2.3零序電壓分布圖2） 由于零序電流是由零序電壓產(chǎn)生的，因此零序電流的大小和相位由零序電壓和中性點(diǎn)至故障點(diǎn)的零序阻抗決定即： （2.6）式（2.6）說(shuō)明零序電流的分布主要決定于線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗。零序III段保護(hù)的整定為：1） 零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)本

24、線路三相短路時(shí)的最大不平衡電流即： （2.7）是零序III段可靠系數(shù)，取1.21.3，為三相短路時(shí)最大不平衡電流。2） 與相鄰線路零序111段保護(hù)進(jìn)行配合，本段的靈敏度系數(shù)要小于下一段的靈敏度系數(shù)，如圖2.4所示。圖2.4 零序三段保護(hù)示意圖在圖16中，零序電流的動(dòng)作電流為： （2.8）為配合系數(shù)取1.1-1.2，為保護(hù)2零序III動(dòng)作電流。3） 如果線路允許非全相運(yùn)行，則動(dòng)作電流應(yīng)大丁非全相運(yùn)行叫出現(xiàn)的零序電流。 （2.9）為可靠系數(shù)，為非全相遠(yuǎn)行時(shí)的最大零序電流。零序電流經(jīng)過(guò)零序互感器可以直接取樣獲得，當(dāng)3倍零序電流大于零序電流保護(hù)定值時(shí)，通過(guò)算法判斷是否啟動(dòng)告警或是跳閘。（2）零序電流保

25、護(hù)的整定與算法表2.1 零序電流保護(hù)的整定零序電流定值零序電流時(shí)限零序電流壓板零序電流跳閘0.02In12In0.01 0s100s投入或退出投入（跳閘）或退出（告警）表2.1中零序電流保護(hù)時(shí)限整定范圍0sl00s，整定步長(zhǎng)為0.01s，零序電流定值整定范圍，整定步長(zhǎng)為0.01。零序電流保護(hù)邏輯框圖如圖2.5所示。圖2.5零序電流保護(hù)邏輯圖2.3.3 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（1）工作原理為了獲得動(dòng)作的快速性與保護(hù)的選擇性，保護(hù)區(qū)范圍不能超出全線范圍。 如圖所示，線路L1最大短路電流曲線用1表示，最小短路電流曲線用2表示，短路電流曲線與線路L1末端的交點(diǎn)用虛線表示?？紤]電流互感器的誤差因素，為避免保護(hù)

26、1在線路L2首端故障時(shí)誤動(dòng)作，保護(hù)1的動(dòng)作電流應(yīng)比最大短路電流曲線與線路L1交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值還要大一點(diǎn)，其動(dòng)作值用Iop表示，Iop與最大短路電流曲線的交點(diǎn)為M，與最小短路電流曲線的交點(diǎn)用N表示。故保護(hù)1的最大保護(hù)范圍為AM，最小保護(hù)范圍為AN。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，是反映電流升高而動(dòng)作，是不帶時(shí)限動(dòng)作的一種保護(hù)，也稱段保護(hù)。 圖2.6 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)原理圖圖2.7 單相原理接線圖（2） 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的構(gòu)成 任何一套保護(hù)都是由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分構(gòu)成，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)反應(yīng)的物理量是電流，所以其測(cè)量部分是電流繼電器；依靠電流繼電器的動(dòng)作值來(lái)滿足保護(hù)之間的配合要求，因此它的邏輯部分也是電

27、流繼電器，保護(hù)的任務(wù)是在被保護(hù)對(duì)象發(fā)生短路故障時(shí)起切出故障作用，因此它的執(zhí)行部分包括信號(hào)繼電器和中間繼電器，信號(hào)繼電器通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)回路發(fā)出音響和燈光信號(hào)，中間繼電器則去驅(qū)動(dòng)斷路器操作機(jī)構(gòu)完成跳閘動(dòng)作。（3） 保護(hù)動(dòng)作過(guò)程被保護(hù)對(duì)象上發(fā)生短路故障，流入電流繼電器的電流大于預(yù)先設(shè)定的數(shù)值（整定值），電流 繼電器動(dòng)作，其接點(diǎn)立即閉合，從而接通中間繼電器KM線圈的電壓回路，中間繼電器動(dòng)作，KM的接點(diǎn)經(jīng)過(guò)信號(hào)繼電器線圈接通跳閘線圈YT的電壓回路，QF實(shí)現(xiàn)跳閘，同時(shí)信號(hào)繼電器KS的接點(diǎn)也動(dòng)作，接通信號(hào)回路，發(fā)出相應(yīng)的燈光、音響信號(hào)。（4） 瞬時(shí)速斷保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)瞬時(shí)速斷保護(hù)動(dòng)作速度快是其主要特點(diǎn)，有利于切

28、除故障，保護(hù)設(shè)備安全。但其保護(hù)范圍要隨運(yùn)行方式的變化而變化，特別是在運(yùn)行方式變化比較劇烈的情況下（引水式中小型水電站），甚至可能在最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)范圍。一般只能作為輔助保護(hù)使用。3 線路保護(hù)裝置的算法分析與軟件設(shè)計(jì)3.1 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)3.1.1 數(shù)字濾波器（1） 概述數(shù)字濾波是由乘法器、加法器和單位延時(shí)器組成的一種運(yùn)算過(guò)程，其功能是將輸入的離散信號(hào)通過(guò)一定的運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)變成另一組頻譜結(jié)構(gòu)不同的離散信號(hào)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波的離散時(shí)間系統(tǒng)，其系統(tǒng)函數(shù)可用多種算法實(shí)現(xiàn)，各種算法又對(duì)應(yīng)有各自不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（2） FIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)設(shè)h（n），n=0,1,2N-1為濾波器的沖激響應(yīng)，輸入

29、信號(hào)為x（n），則FIR濾波器就是要實(shí)現(xiàn)下列差分方： （3.1）式（3.1）中,y（n）為輸出信號(hào)，即經(jīng)過(guò)濾波之后的信號(hào)；N 為濾波器階數(shù)。FIR濾波器的最主要特點(diǎn)是沒有反饋回路，因此是無(wú)條件穩(wěn)定系統(tǒng),其單位脈沖響應(yīng) h（n）是一個(gè)有限長(zhǎng)序列。由式（3.1）可見,FIR濾波算法實(shí)際上是一種乘法累加運(yùn)算，不斷地輸入樣本 x（n），經(jīng)延時(shí)做乘法累加,再輸出濾波結(jié)果 y（n）。對(duì)式進(jìn)行Z變換,整理后可得FIR濾波器的傳遞函數(shù)為： （3.2）FIR濾波器的一般結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。圖3.1 FIR濾波器結(jié)構(gòu)圖3.1.2FIR濾波器的C語(yǔ)言算法實(shí)現(xiàn)由上述分析可知，F(xiàn)IR濾波器的算法實(shí)際上是一個(gè)乘累加運(yùn)算。

30、在這個(gè)乘累加運(yùn)算中，主要涉及到3個(gè)要素：輸入信號(hào)x（n）、沖擊響應(yīng)即濾波器系數(shù)h（n）和輸出信號(hào)y（n）。其中，x（n）和h（n）為已知,y（n）為待求。（1） 輸入信號(hào)x（n）的獲取假設(shè)輸入信號(hào)是頻率為1000Hz和2500Hz的正弦波合成的波形，希望得到輸入信號(hào)的256個(gè)抽樣點(diǎn)，為了與整個(gè)系統(tǒng)保持一致，抽樣頻率fs規(guī)定為8000Hz。利用C語(yǔ)言得到256個(gè)點(diǎn)的輸入信號(hào)的源代碼如下： #include<stdio.h>#include<math.h>main（void）int i,;double f256;for（i=0;i<=255;i+）;fi=sin（2*

31、3.14159*i*1000/8000）+0.2*sin（6*3.14159*i*2500/8000）;printf（"%1d,",（long）（fi）;圖3.2 輸入信號(hào)波形圖（2） 濾波器系數(shù)h（n）的獲取設(shè)計(jì)一個(gè)FIR低通濾波器，其截止頻率fc= 1500Hz，抽樣頻率fs=8000Hz，階數(shù)N=17，選擇 Hamming窗。利用MATLAB軟件設(shè)計(jì)濾波器方法有很多，可以采用FDATool濾波器設(shè)計(jì)分析工具箱和 SPTool信號(hào)處理工具，還可以直接編程實(shí)現(xiàn)。在此采用編程實(shí)現(xiàn),代碼如下： h=fir1（16,1500/8000*2）；得到17個(gè)濾波器系數(shù)。理論上，上述輸

32、入信號(hào)（頻率為1000Hz和2500Hz的正弦波合成的波形）經(jīng)過(guò)此低通濾波器濾波后的輸出信號(hào)應(yīng)該為頻率為1000Hz的正弦波。圖3.3 輸出信號(hào)波形3.2 保護(hù)裝置的采樣算法3.2.1 采用傅氏變換算法導(dǎo)數(shù)式算法是針對(duì)理想正弦信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，由于故障時(shí)的電流、電壓波形畸變很大，此時(shí)不能把他們假設(shè)為單一頻率的正弦函數(shù)，而應(yīng)該假設(shè)它們是包含各種分量的周期函數(shù)，這時(shí)就要采用傅氏變換算法。傅氏變換算法來(lái)自于傅里葉級(jí)數(shù)，以電流為例，即一個(gè)周期性函數(shù)I（t）可用傅里葉級(jí)數(shù)展開為各次諧波的正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)之和，即： （3.3）式（3.3）中，n為自然數(shù)，n=0,1,2表示諧波分量次數(shù)。于是電流中的基波分量可表示

33、為： （3.4）還可以表示為一般表達(dá)式： （3.5）式（3.5）中，為基波有效值；為t=0時(shí)基波分量初相角。將用和角公式展開，再與式（3.4）比較，可以得到： （3.6） （3.7）從式（3.6）和式（3.7）可以看出，只要求出基波的正弦幅值和余弦幅值，就很容易救得基波的有效值和初相角。根據(jù)傅氏級(jí)數(shù)的逆變換原理可求的I1s和I1c： （3.8） （3.9）在用微機(jī)計(jì)算和時(shí)，通常都是采用有限離散方法算得，即將i（t）用各采樣點(diǎn)數(shù)值代入，通過(guò)梯形法就和來(lái)代替積分法?？紤]到時(shí)式（3.8）和式（3.9）可表示為 （3.10） （3.11）式中，N為一周采樣點(diǎn)數(shù)；為弟k次采樣值；、分別為k=0和N時(shí)的采

34、樣值。當(dāng)N=12時(shí)采樣間隔一般用角度表示為。由于上述和是對(duì)一周波N個(gè)采樣點(diǎn)求和所以其數(shù)據(jù)窗為一周波，故稱其為全波傅氏算法。根據(jù)式（3.6）和式（3.7）基波的有效值和相角： （3.12） （3.13）傅氏變換算法可以計(jì)算周期性時(shí)間函數(shù)，還可算出初相位角，其積分運(yùn)算結(jié)果同樣具有數(shù)字濾波功能，運(yùn)算工作量也不大。3.3 主程序設(shè)計(jì)微機(jī)線路保護(hù)裝置的主程序如圖3.4所示。圖3.4 主程序流程圖線路保護(hù)裝置的程序使用C語(yǔ)言編寫，按照不同的功能如顯示，AD，外部中斷等，對(duì)程序進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，方便了調(diào)試和修改。軟件設(shè)計(jì)分為整定測(cè)試部分和故障判斷處理2個(gè)部分。整定部分是對(duì)各種保護(hù)定值和時(shí)限按照規(guī)定的步長(zhǎng)和范

35、圍進(jìn)行整定。交流信號(hào)通過(guò)低通濾波器，進(jìn)入AD8364采樣，運(yùn)用傅氏變換算法對(duì)電流的幅值和初相位進(jìn)行計(jì)算得到有效值。使用CPU的外部中斷測(cè)量頻率和相位角差。故障判斷處理程序是根據(jù)測(cè)試部分得到的電流、頻率等參數(shù)，與存儲(chǔ)的整定數(shù)值進(jìn)行比較，按照各種故障的判據(jù)，進(jìn)行分析，如果符合某種故障的條件則馬上啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作如報(bào)警或跳閘等，并生成故障報(bào)告。3.4 故障處理與AD交流采樣程序設(shè)計(jì)故障判斷與處理程序是本保護(hù)裝置軟件程序的核心部分，故障判斷程序?qū)M(jìn)過(guò)算法處理的采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)保護(hù)算法判斷，當(dāng)符合故障判據(jù)，則故障處理程序?qū)?dòng)相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，本裝置使用ADS8364作為采樣芯片。采樣中斷不能夠被其余中斷

36、打斷，否則會(huì)引起采樣間隔出錯(cuò)，所以必須設(shè)置為最高優(yōu)先級(jí)中斷。本裝置采用每周波40點(diǎn)采樣，采樣中斷由計(jì)時(shí)器定時(shí)觸發(fā)，對(duì)測(cè)量電流和電壓進(jìn)行采樣，測(cè)量電流和電壓的采樣是由ADS8364完成的，ADS8364具有16bit精度。圖3.5采樣中斷流程圖如圖3.5所示，采樣中斷可以分為5個(gè)部分：采樣、對(duì)采樣值調(diào)整、對(duì)采樣隊(duì)列的調(diào)整保護(hù)計(jì)算和啟動(dòng)計(jì)算。故障判斷流程圖為： . 圖3.6 故障判斷流程圖3.5 液晶顯示程序設(shè)計(jì)3.5.1 MGLS12864的結(jié)構(gòu)和特性MGLS12864點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊的顯示屏是一塊128×64點(diǎn)陣的液晶顯示屏，它以一片HD61203U作為64路行驅(qū)動(dòng)器，兩片HD6

37、1202U組成128點(diǎn)列的列驅(qū)動(dòng)器組。他能顯示ASC字符、漢字和各種曲線，可與單片機(jī)連接構(gòu)成功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的人機(jī)界面，因此廣泛用于各種智能儀表和控制系統(tǒng)。HD61202U是帶顯示存儲(chǔ)器的圖形液晶顯示列驅(qū)動(dòng)控制器，其特點(diǎn)是內(nèi)置64×64位顯示存儲(chǔ)器，可以直接與計(jì)算機(jī)總線連接。但它本身不能生成顯示時(shí)序，所以需要與相應(yīng)的帶振蕩器和顯示時(shí)序發(fā)生器的行驅(qū)動(dòng)器HD61203U配套才能形成一個(gè)完整的液晶驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)。MGLS12864模塊有18個(gè)引腳，17、18引腳為背光燈提供電源；1、2引腳為兩個(gè)片選信號(hào)，組合功能定義是：、為00時(shí)禁止使用，01時(shí)選左區(qū)，10時(shí)選右區(qū)，11時(shí)未選；3為GND

38、；4為Vcc；5為液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源V0；6為數(shù)據(jù)、指令選擇D/I；7為讀/寫選擇R/W；8為使能信號(hào)E；916為數(shù)據(jù)總線AD7AD0。表3.1 MGLS12864引腳序號(hào)符號(hào)狀態(tài)功能1CSA輸入片選A，低電平有效2CSB輸入片選B，低電平有效3GND-電源地4VCC-邏輯電源正5V0-液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源6D/I輸入數(shù)據(jù)、指令選擇信號(hào)7R/W輸入讀/寫選擇信號(hào)8E輸入讀寫使能信號(hào)916AD7AD0三態(tài)數(shù)據(jù)總線3.5.2 軟件設(shè)計(jì)內(nèi)置HD61202U液晶顯示模塊的軟件特性，這是指HD61202U的指令功能。HD61202U一共有七條指令，分別解釋各條指令的功能，并對(duì)使用不同的指令時(shí)D/I、R/W信號(hào)

39、的狀態(tài)給予說(shuō)明。（1）讀寫狀態(tài)（D/I=0，R/W=1）BUSY0ON/OFFRESET0000BUSY:BUSY=1，內(nèi)部正工作，不能訪問；BUSY =0時(shí)，等待訪問。ON/OFF：ON/OFF=1時(shí)，關(guān)顯示狀態(tài)；ON/OFF=0時(shí)，開顯示狀態(tài)。RESET:RESET=1時(shí)，復(fù)位狀態(tài)；RESET=0時(shí)，正常工作狀態(tài)。在每次對(duì)HD61202U操作之前，都要讀出狀態(tài)字判斷BUSY是否為“0”。若不為“0”，則需要等待，直到BUSY=0為止。（2）顯示開關(guān)設(shè)置（D/I=0，R/W=0）0011111DD=1為開顯示，D=0為關(guān)顯示設(shè)置。（3）顯示起始行設(shè)置（D/I=0，R/W=0）11L5L4L3

40、L2L1L0L5L0為顯示起始行的地址，取值在03FH（164行）范圍內(nèi)，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對(duì)應(yīng)的顯示存儲(chǔ)器的行地址。（4）頁(yè)地址設(shè)置（D/I=0，R/W=0）10111P2P1P0HD61202U將顯示存儲(chǔ)器分成8頁(yè)，由指令代碼中的P2P0確定當(dāng)前所要選擇的頁(yè)地址，取值范圍為07H，代表弟18頁(yè)。（5）列地址設(shè)置（D/I=0，R/W=0）01C5C4C3C2C1C0該指令設(shè)置列地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，列地址由C5C0確定，其取值在03FH（164）內(nèi)。每次讀/寫數(shù)據(jù)后，列地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)加一。（6）寫顯示數(shù)據(jù)（D/I=0，R/W=0）D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將8位數(shù)據(jù)寫入先前

41、已確定的顯示存儲(chǔ)器的單元內(nèi)。操作完成后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。（7）讀顯示數(shù)據(jù)（D/I=1，R/W=1）D7D6D5D4D3D2D1D0該指令將HD61202U接口輸出寄存器內(nèi)容讀出，然后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。3.5.3 基本子程序MGLS12864的顯示屏分左、右兩區(qū)，分別有兩片HD61202U控制。圖3.7為HD61202的操作流程。 圖3.7 HD61202的操作流程液晶顯示程序流程圖如圖。圖3.8 液晶顯示程序流程圖 液晶顯示初始化，對(duì)屏幕進(jìn)行清屏，然后進(jìn)行寫操作，CPU寫入8位控制字，8位數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到80C196，液晶顯示數(shù)據(jù)，然后返回。3.6 鍵盤設(shè)計(jì)本裝置的鍵盤采用3×

42、;2的行列式鍵盤，行線為P4.0、P4.1、P4.2，列線為P4.3、P4.4，分別對(duì)應(yīng)于6個(gè)按鍵。鍵盤如圖3.9所示。圖3.9 鍵盤鍵盤程序流程圖為：圖3.10 鍵盤掃描程序流程圖 首先對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，查看是否有鍵閉合，若無(wú)建立無(wú)效標(biāo)志，同時(shí)返回。有鍵閉合則延時(shí)去鍵抖動(dòng)，再次掃描鍵盤，找到閉合鍵并計(jì)算鍵值。釋放閉合鍵成功，建立有效標(biāo)志然后進(jìn)行返回。4 CDT規(guī)約及其設(shè)計(jì)4.1 電力系統(tǒng)通訊規(guī)約通信規(guī)約（協(xié)議）是指通信雙方必須共同遵守的題中約定，也稱為通信控制規(guī)程或傳輸控制規(guī)程。通信規(guī)約的信息傳送格式包括收發(fā)方式、傳送速率、幀結(jié)構(gòu)、幀同步字、位同步方式、干擾措施等。信息傳送的具體步驟分為將信息

43、分類、分循環(huán)周期傳送，系統(tǒng)對(duì)時(shí)數(shù)據(jù)收集方式和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視方式。電力系統(tǒng)通訊規(guī)約按照傳輸方式分為循環(huán)式通訊規(guī)約（CDT）和問答式通訊規(guī)約（Polling）。按傳輸基本單位分為面向字符的通信規(guī)約和面向比特的通信規(guī)約。4.2 CDT規(guī)約及其設(shè)計(jì)CDT循環(huán)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通道結(jié)構(gòu)，采用可變幀長(zhǎng)、多種幀類別的循環(huán)傳送方法，優(yōu)先傳送變位遙信，隨機(jī)量和插入量采用不同形式傳送信息。每幀分為若干類型，分別以“幀類別”編碼來(lái)加以區(qū)別，每幀長(zhǎng)度按實(shí)際需要而定。CDT規(guī)定了電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的功能、幀結(jié)構(gòu)、信息字結(jié)構(gòu)和傳輸規(guī)則等。CDT適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的遠(yuǎn)動(dòng)通道結(jié)構(gòu)、循環(huán)字節(jié)同步方式傳送遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備

44、與系統(tǒng)和調(diào)度所間以循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)信息的系統(tǒng)。本規(guī)約采用可變幀長(zhǎng)度、多種幀類別循環(huán)傳送、變位遙信優(yōu)先傳送，重要遙測(cè)量更新循環(huán)時(shí)間較短，區(qū)分循環(huán)量、隨機(jī)量和插入量采用不同形式傳送信息，以滿足電網(wǎng)調(diào)度安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)信息的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求。4.2.1 幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)如表5所示。每幀都以同步字開頭，并有控制字，除少數(shù)幀外均應(yīng)有信息字。信息字的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，幀長(zhǎng)度可變。 表4.1幀結(jié)構(gòu)同步字控制字信息字1信息字N同步字控制字（1）同步字結(jié)構(gòu)同步字按通道傳送順序分為3組EB90H，即1110、l0Il、1001、0000， 。為保證通道中傳送順序，寫入串行口的同步字排列格式如表6（a）

45、所示。（2）控制字結(jié)構(gòu)控制字共有B1-B66個(gè)字節(jié)，如表6（b）（3）信息字結(jié)構(gòu)每個(gè)信息字由Bn-BN+56個(gè)字節(jié)構(gòu)成：功能碼一個(gè)字節(jié)、信息、數(shù)據(jù)碼4個(gè)字節(jié)和校驗(yàn)碼一個(gè)字節(jié)，其通用格式如表4.2所示。表4.2 幀中的字結(jié)構(gòu)（a）同步字排列格 （b）控制字 （c）信息字 b7 b0 b7 b0 b7 b0控制字節(jié)幀類別信息字?jǐn)?shù)源站地址目的站地址校驗(yàn)碼功能碼b7b0b7b0b7b0b7b0b7b0D7H（B）09H（B）D7H（B）09H（B）D7H（1l0l011lB）09H（B） 4.2.2 幀的分類幀的分類如表4.3上行和下行的信息不一樣，上行是從站向主站發(fā)數(shù)據(jù)，下行是主站向從站發(fā)數(shù)據(jù)。表4

46、.3 幀的類別幀類別代號(hào)定 義上行E=0下行E=06lH重要遙測(cè)（A幀）遙控選擇C2H次要遙測(cè)（B幀）遙控執(zhí)行B3H一般遙測(cè)（C幀）遙控撤銷F4H遙信狀態(tài)（D1幀）升降選擇85H電能脈沖數(shù)值（D口幀）升降執(zhí)行26H事件順序記錄（E幀）升降撤銷57H設(shè)定命令7AH設(shè)置時(shí)鐘0BH召喚子站時(shí)鐘4.2.3 幀的發(fā)送方式及校驗(yàn)規(guī)則（1）簡(jiǎn)單的基本循環(huán)發(fā)送方式如圖4.1所示圖4.1 兩種基本循環(huán)發(fā)送方式（2）發(fā)送規(guī)則數(shù)據(jù)以幀結(jié)構(gòu)循環(huán)發(fā)送，重要遙測(cè)在A幀發(fā)送，次要遙測(cè)在B幀發(fā)送，一般遙測(cè)在C幀發(fā)送，遙信信息在D1幀發(fā)送，變位遙信隨機(jī)插入發(fā)送。以控制字和功能碼共同鑒別數(shù)據(jù)。（3）CRC校驗(yàn)控制字和信息字都是（

47、n，k）二（48,8）碼組，生成多項(xiàng)式為，陪集為FFHG（X）以模2除前5個(gè)字節(jié)，生成余式R（x）。以R（x）的反碼為校驗(yàn)碼。4.3 CDT通信程序設(shè)計(jì)4.3.1 主機(jī)通信子程序 主機(jī)通信子程序流程圖如圖4.2所示。圖4.2 主機(jī)通信子程序 串口初始化發(fā)送地址幀到從機(jī)，從機(jī)響應(yīng)與從機(jī)地址比較，地址不符合從機(jī)復(fù)位串口初始化，地址相符向從機(jī)發(fā)送命令幀，命令不正確則從機(jī)復(fù)位串口初始化，命令正確，對(duì)命令進(jìn)行分類，決定從機(jī)是發(fā)送還是接受數(shù)據(jù)塊，然后返回。4.3.2 從機(jī)通訊子程序 從機(jī)通訊子程序如圖4.3所示。圖4.3從機(jī)子程序流程圖現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)發(fā)送地址不符合則SM2=0，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行返回。地址符合則發(fā)回

48、地址，接受下一幀，分析是否命令幀，不是恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行返回。是，對(duì)命令進(jìn)行分類，非法命令，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回。命令為01時(shí)，詢問從機(jī)發(fā)送準(zhǔn)備是否就緒，TRDY=1（目標(biāo)設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)）發(fā)送主機(jī)，發(fā)送數(shù)據(jù)幀，SM2置1，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回。命令為00時(shí)詢問從機(jī)接受準(zhǔn)備是否就緒。否，則RRDY=0（接收數(shù)據(jù)標(biāo)記未激活），SM2置0，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回。RRDY=1（接收數(shù)據(jù)標(biāo)記激活），主機(jī)接受數(shù)據(jù)幀，接受完畢SM2置0，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回。結(jié)論本設(shè)計(jì)在充分了解國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)的研究現(xiàn)狀以及目前微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了10kV線路微機(jī)保護(hù)裝置各個(gè)模塊的程序流程圖。設(shè)計(jì)總結(jié)如下：在軟件設(shè)計(jì)方面，使用C語(yǔ)言

49、編程，按照程序功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，方便調(diào)試和修改，對(duì)交流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行傅氏變換算法計(jì)算有效值，設(shè)計(jì)了主程序、故障處理程序、A/D交流采樣程序、液晶顯示程序和鍵盤掃描程序的流程圖。通信部分采用RS232物理通信接口，CDT通信規(guī)約，然后設(shè)計(jì)出了主機(jī)、從機(jī)通信程序流程圖。設(shè)計(jì)改進(jìn)：考慮到交流信號(hào)中包括各次諧波以及直流衰減信號(hào)，為得到更準(zhǔn)確的采樣數(shù)據(jù)，可以使用更完善的算法，如改進(jìn)傅立葉算法和最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在算法中，為提高保護(hù)裝置的應(yīng)用范圍，尤其是對(duì)地下電纜的故障檢測(cè)，可以考慮在算法中加入故障測(cè)距算法。致謝大學(xué)生涯即將結(jié)束，在河南工業(yè)大學(xué)度過(guò)了本科學(xué)習(xí)的四年，這些日子讓我在專業(yè)方面收獲匪淺，在

50、身心成長(zhǎng)方面更是至關(guān)重要。衷心感謝我的導(dǎo)師張華老師四年年來(lái)對(duì)我的和精心培養(yǎng)，他給我提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件，在論文的選題和研究過(guò)程中，張老師深厚的理論知識(shí)和新穎獨(dú)特的思路使我受益匪淺，本文是在張老師悉心指導(dǎo)下完成的。張老師的言傳身教是我四年生活的寶貴財(cái)富，使我終生受益!感謝其它同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)、生活上給予我無(wú)私的幫助。我要特別感謝我的父親彭宏賓、母親蘇喜梅，是他們讓我毫無(wú)后顧之憂全身心的投入工作學(xué)習(xí)中。最后，衷心感謝在各方面給予我無(wú)私幫助的同學(xué)和朋友，并將最誠(chéng)摯的感謝獻(xiàn)給評(píng)審該論文的各位老師。參考文獻(xiàn)1 李瑞生，朱景云線路保護(hù)的發(fā)展及展望j電氣應(yīng)用，2005， 20（4）：15-162 尹星光，韓榮珍

51、微機(jī)繼電保護(hù)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及其趨勢(shì)j廣東電力，2003，16（3）：11-143 索南加樂，康小寧，宋國(guó)兵等基于參數(shù)識(shí)別的繼電保護(hù)原理初探j(luò)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2007，19（1）：14-204 沈國(guó)榮，鄭玉平，趙希才繼電保護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用j電力設(shè)備，2003，4（5）：5-85 劉向軍，李明，文亞鳳，林立基于DSP的繼電保護(hù)裝置硬件平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)j高壓電器，2007，43（1）：62-646 孫福壽，汪雄海一種分析繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的算法j電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（16）：32-357 陳德樹計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)原理與技術(shù)M.北京：水利電力出版社，19928 王維儉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

52、基本原理M.北京：清華大學(xué)出版社，19989 楊奇遜微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)M.北京：水利電力出版社，198810 李鴻斌低頻減載裝置的應(yīng)用與完善湖南電力，2001，21（2）：151611 Soon·Ryul Nama，Sang-Hee Kanga， Jong-Keun Park bAccurate phasor measurement for transmission lineprotection in the presence of shunt capacitor banksjExperimental Hematology，2006，27（7）： 565812 VCalderaro，VGaldi，APiccolo，PSianoAdaptive relays for overhead line protectionIEEE Tranjson Power Systems，1999，15（1）；262813 DDolinar，RDWeerdt，EMFreemanCalculation oftwoaxis induction motor model parameters using fin