變壓器保護(hù)差動(dòng)保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)匯總

1、目錄第一章 ：變壓器保護(hù)概述21.1國內(nèi)外變壓器差動(dòng)保護(hù)研究發(fā)展現(xiàn)狀21.2 課題內(nèi)容及意義21.3 設(shè)計(jì)電站的原始資料（地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖）3第二章 ：變壓器的繼電保護(hù)介紹42.1 變壓器原理介紹42.2 電力變壓器的故障類型、異常工作情況52.2.1 變壓器的故障類型52.2.2 變壓器的異常工作情況52.3 變壓器繼電保護(hù)方式62.4 變壓器保護(hù)的基本要求6第三章 變壓器差動(dòng)保護(hù)73.1 國內(nèi)外差動(dòng)保護(hù)綜述73.2 變壓器的差動(dòng)保護(hù)83.2.1 變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理83.2.2.變壓器差動(dòng)回路不平衡電流的分類93.3 各種變壓器主保護(hù)的討論11第四章 短路電流的計(jì)算154.1 短路計(jì)

2、算基本說明及步驟154.1.1 短路計(jì)算程序運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作154.1.2 短路計(jì)算程序運(yùn)行步驟164.2 短路計(jì)算結(jié)果17第五章 主變差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果表185.1 主變差動(dòng)保護(hù)基本原理說明185.2 主變差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算過程195.2.1 計(jì)算各側(cè)一次額定電流、差動(dòng)保護(hù)TA變比、二次額定電流及平衡系數(shù)195.3 整定計(jì)算結(jié)果一覽表21第六章 集成電路型過電流繼電器電子電路設(shè)計(jì)226.1 構(gòu)成方框圖及其說明226.1.1 構(gòu)成方框圖226.2 典型模塊電路及其仿真226.2.1 全波整流電路及其仿真226.2.2 濾波電路及其仿真246.2.3 延時(shí)電路及其仿真276.2.4 展

3、寬電路及其仿真286.3 整體過電流繼電器電子電路及其仿真306.3.1 過電流繼電器整體電子電路306.3.2 整體電子電路仿真步驟及仿真結(jié)果30第七章 總結(jié)31參 考 文 獻(xiàn)32變壓器主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)第1章 ：變壓器保護(hù)概述隨著電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，繼電保護(hù)技術(shù)就相伴而生。與當(dāng)代新興科學(xué)技術(shù)相比，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是相當(dāng)古老了，然而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作為一門綜合性科學(xué)又總是充滿青春活力，處于蓬勃發(fā)展中。之所以如此，是因?yàn)樗貏e注重理論與實(shí)踐并重，與基礎(chǔ)理論、新理論、新技術(shù)的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，同時(shí)也與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和發(fā)展息息相關(guān)。電力系統(tǒng)自身的發(fā)展是促進(jìn)繼電保護(hù)發(fā)展的內(nèi)因，是繼電保護(hù)發(fā)展的源泉和動(dòng)

4、力，而相關(guān)新理論、新技術(shù)、新材料的發(fā)展是促進(jìn)繼電保護(hù)發(fā)展的外因，是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的客觀條件和技術(shù)基礎(chǔ)。1.1國內(nèi)外變壓器差動(dòng)保護(hù)研究發(fā)展現(xiàn)狀隨著超高壓、遠(yuǎn)距離輸電在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，大容量變壓器的應(yīng)用日益增多，對(duì)變壓器保護(hù)的可靠性、快速性提出了更高的要求。電力變壓器在空載合閘投入電網(wǎng)或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流，同時(shí)波形嚴(yán)重畸變，容易造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，直接影響到變壓器保護(hù)的可靠性。差動(dòng)保護(hù)一直是電力變壓器的主保護(hù)，其理論根據(jù)是基爾霍夫電流定律，對(duì)于純電路設(shè)備，差動(dòng)保護(hù)無懈可擊。但是對(duì)于變壓器而言，由于內(nèi)部磁路的聯(lián)系，本質(zhì)上不再滿足基爾霍夫電流定律，變壓器

5、勵(lì)磁電流成了差動(dòng)保護(hù)不平衡電流的一種來源。當(dāng)前變壓器差動(dòng)保護(hù)的主要矛盾仍然集中在勵(lì)磁涌流和內(nèi)部故障電流的鑒別上。近十多年來，國內(nèi)外許多學(xué)者致力于變壓器繼電保護(hù)的研究，提出了不少判別勵(lì)磁涌流的新原理和新方法。1.2 課題內(nèi)容及意義根據(jù)以上的分析及對(duì)目前應(yīng)解決問題的研究，得到本課題所作研究的目的：運(yùn)用小波原理，探求新的勵(lì)磁涌流與內(nèi)部故障判別方法。其意義在于通過研究新判據(jù)，嘗試以小波分析方案完善目前的勵(lì)磁涌流判據(jù)，提高差動(dòng)保護(hù)的可靠性。1.3 設(shè)計(jì)電站的原始資料（地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖）第2章 ：變壓器的繼電保護(hù)介紹2.1 變壓器原理介紹變壓器主要是用來輸變電的，變壓器能量傳遞是通過電磁感應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的，所

6、以分析變壓器電磁關(guān)系要根據(jù)有關(guān)電和磁的規(guī)律。每臺(tái)變壓器必須有電路和磁路，而電路和磁路又是電場和磁場的簡化，但是在遇到一些細(xì)致的問題時(shí)，我們還是必須要用場的方法來解決。一般變壓器的電路是由繞組構(gòu)成，而磁路是指定的磁通所通過的部分。(1)電路分析:對(duì)于普通電力變壓器，就是指那些單相、三相、雙繞組和三繞組電力變壓器，由于他們繞組的聯(lián)結(jié)方式不同，所以繞組電流，線電流，相電流的計(jì)算公式都是不一樣的。但都可以用表達(dá)式來表示。其中K是比率系數(shù)，P是額定容量，是額定電壓。而繞組的匝數(shù)取決于鐵心心柱截面的大小。因?yàn)楫?dāng)鐵心采用某一牌號(hào)硅鋼片以后，磁密B基本上是一個(gè)變化范圍很小的量;而且在某一相電壓作用下，繞組每匝

7、電勢與該繞組匝數(shù)W的乘積也是一個(gè)常量，所以鐵心柱截面A大時(shí)，繞組每匝電勢也大，則該繞組匝數(shù)減小。既然繞組的匝數(shù)完全取決于每匝電勢，當(dāng)f=50Hz時(shí)，根據(jù)每匝電勢和外加電壓我們就可以計(jì)算出各繞組的匝數(shù)。當(dāng)發(fā)生匝間短路時(shí)，繞組匝數(shù)將變小，電勢E也將變小，而電流分量將增大，引起變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。(2)磁路分析鐵心是變壓器的磁路，變壓器是由電能輸入側(cè)，即一次繞組側(cè)勵(lì)磁的。在一次與二次繞組間建立起交變磁通的電流，稱為勵(lì)磁電流或磁化電流。具有磁性鐵心的變壓器，交變磁通大部分在鐵心中流通，該磁通叫做主磁通。雙繞組變壓器負(fù)載時(shí)的磁式方程為 (2-1)或 (2-2)將上式改寫為: (2-3)式中，次電流的負(fù)載

8、分量。由上式可以看出，一次電流乃是勵(lì)磁電流與一次電流負(fù)載分量IAHT的矢量和，等于運(yùn)用一二次匝數(shù)比折算的二次電流，并取負(fù)號(hào)，即 （2-4）于是，變壓器的磁場可以看作兩個(gè)部分，一是由勵(lì)磁磁勢建立;二是由其和等于零的二次電流和一次電流負(fù)載分量的磁勢所建立的。這個(gè)由合成磁勢所建立的磁場，按照全電流定律，不可能包含與變壓器的兩個(gè)繞組都鉸鏈的磁通，僅可能包含與一個(gè)繞組逐次或完全鉸鏈的磁通。這個(gè)磁場，就叫做變壓器的漏磁場。如果變壓器在空載和負(fù)載時(shí)，一次繞組端所施加的電壓是相等的，則變壓器的空載電流和負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁電流二者在大小、相位與波形上相差很小。由公式 (2-5)式中 外加電壓V;由主磁通產(chǎn)生的電勢V;

9、次繞組的阻抗壓降V。2.2 電力變壓器的故障類型、異常工作情況電力變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大容量電力變壓器一旦因故障而損壞，造成的損失就更大。因此必須針對(duì)電力變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動(dòng)作可靠、性能良好的繼電保護(hù)裝置。2.2.1 變壓器的故障類型變壓器故障包括變壓器油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。變壓器油箱內(nèi)部故障包括繞組的相間短路、匝間短路和中性點(diǎn)接地系統(tǒng)側(cè)的接地短路。這些故障由于短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且將絕緣材料和變壓器油分解產(chǎn)生大量氣體，使變壓器油箱局部變形，甚至引起爆炸

10、。變壓器油箱外部故障主要是變壓器絕緣套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。2.2.2 變壓器的異常工作情況變壓器的異常工作情況由外部短路引起的過電流、過負(fù)荷；油箱漏油造成的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的油溫升高；外部接地短路引起的中性點(diǎn)過電壓；過電壓或系統(tǒng)頻率降低引起的過勵(lì)磁等。2.3 變壓器繼電保護(hù)方式變壓器保護(hù)的任務(wù)就是反應(yīng)上述故障和異常工作情況，通過斷路器切除故障變壓器或發(fā)出信號(hào)采取措施消除異常情況，并能作為相鄰元件(如母線、線路)的后備保護(hù)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，變壓器應(yīng)該裝設(shè)以下繼電保護(hù)裝置。(1)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。對(duì)容量在0.4MVA及以上油浸式變壓器應(yīng)該

11、裝設(shè)瓦斯保護(hù)。(2)反應(yīng)變壓器繞組或引出線相間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組或引出線的單相接地以及繞組匝間短路的縱差動(dòng)保護(hù)。對(duì)6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)不能滿足要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。對(duì)高壓側(cè)電壓為330kV以上的變壓器，可以裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù)。(3)反應(yīng)變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)后備的過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，可采用低電壓和復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)序電流保護(hù)、低阻抗保護(hù)等。(4)反應(yīng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護(hù)

12、。該保護(hù)同時(shí)作為變壓器內(nèi)部接地的后備保護(hù)。對(duì)于中性點(diǎn)可接地或不接地運(yùn)行地變壓器需增設(shè)零序過電壓保護(hù)。(5)反應(yīng)變壓器對(duì)稱過負(fù)荷地過負(fù)荷保護(hù)。(6)反應(yīng)高壓測電壓為500KV的變壓器由于工作磁通量密度過高引起過勵(lì)磁的過勵(lì)磁保護(hù)。2.4 變壓器保護(hù)的基本要求對(duì)變壓器保護(hù)的基本要求有三個(gè)方面:(1)在變壓器發(fā)生故障時(shí)應(yīng)將它與所有的電源斷開；(2)在母線或其它變壓器相連的元件發(fā)生故障，而故障元件由于某種原因(保護(hù)拒動(dòng)或斷路器失靈等)其本身短路器未能斷開情況下，應(yīng)使變壓器與故障部分分開；(3)當(dāng)變壓器過負(fù)荷、油面降低、油溫過高時(shí)，應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；對(duì)于變壓器本身和各側(cè)引線、套管的故障，為了限制故障擴(kuò)大，通

13、常采用電流速斷、差動(dòng)及重氣體保護(hù)，快速將變壓器的電源切斷。第3章 變壓器差動(dòng)保護(hù)3.1 國內(nèi)外差動(dòng)保護(hù)綜述迄今為止，差動(dòng)保護(hù)己經(jīng)廣泛的應(yīng)用于變壓器保護(hù)當(dāng)中，并且微機(jī)型保護(hù)已其巨大的優(yōu)越性被廣大用戶所認(rèn)可，所以微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)迎來一個(gè)快速發(fā)展的春天。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)本文大致將差動(dòng)保護(hù)目前的情況敘述如下。目前，各個(gè)繼電器生產(chǎn)廠家都將二次諧波制動(dòng)原理作為主要的涌流閉鎖方案。其次是間斷角原理以及近來興起的模糊識(shí)別原理。特別是當(dāng)電力部規(guī)程要求220KV以上電壓等級(jí)的變壓器保護(hù)都必須配備不同原理的差動(dòng)保護(hù)之后，間斷角原理和模糊識(shí)別原理發(fā)展較為迅速，并且在實(shí)踐中得到較多的運(yùn)用和改善?？傊?，這三種原理的差動(dòng)保護(hù)

14、己經(jīng)可以稱它們?yōu)橹髁?，不管是國?nèi)還是國外的設(shè)備都可以提供這三種原理的保護(hù)。這三種原理從本質(zhì)上來看是相同的，都是基于波形識(shí)別的原理。隨著計(jì)算機(jī)水平的發(fā)展，CPU等主要芯片運(yùn)算速度和精度的提高，必將會(huì)使得這三種原理的保護(hù)日趨完善和可靠。但是這三種原理都有其固有的瑕疵。因?yàn)樗鼈兌际腔趯?duì)勵(lì)磁涌流的一種基本認(rèn)識(shí):含有禍次諧波、存在波形間斷、波形偏向時(shí)間的上半軸等等。而對(duì)于勵(lì)磁涌流的這種認(rèn)識(shí)雖然得到目前的公認(rèn)，但精確的量化卻很難做到，所以具體到保護(hù)的判據(jù)，則存在某種經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，所以也帶來誤動(dòng)的可能。同時(shí)，以上三種算法非常依賴于計(jì)算的精度，所以對(duì)計(jì)算的采樣要求較高，特別是對(duì)于間斷角原理。同時(shí)這種依賴于波形

15、識(shí)別(特別是影響波形的不確定因素較多)的原理也存在靈敏度不滿足要求的問題，例如對(duì)于匝間短路。計(jì)算機(jī)技術(shù)以及數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展為新的保護(hù)原理的具體應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。歸納起來主要有以下幾種:(1)變壓器特殊運(yùn)行狀態(tài)及內(nèi)部短路計(jì)算和數(shù)學(xué)仿真研究(2)具有虛擬三次諧波勵(lì)磁涌流判別技術(shù)(3)基于回路方程算法的差動(dòng)保護(hù)(4)基于電感倒數(shù)等效電路的的差動(dòng)保護(hù)(5)基于勵(lì)磁電抗(電感)數(shù)值大小的空載合閘涌流判據(jù)(6)小波變換在差動(dòng)保護(hù)中的應(yīng)用(7)基于參數(shù)辨識(shí)的差動(dòng)保護(hù)(8)基于磁制動(dòng)方案(9)等值電路參數(shù)鑒別法目前，這幾種保護(hù)的方法尚在理論研究階段，它們的突破將為變壓器的保護(hù)開創(chuàng)新的天地。差動(dòng)保護(hù)

16、目前主要有如下幾種方式:(1)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)(2)標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)(3)其它類型的差動(dòng)保護(hù):比如零序差動(dòng)、分側(cè)差動(dòng)保護(hù)、不完全差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)等。(4)基于比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)原理對(duì)于高電阻故障(即低故障電流)不靈敏，美國Mcclee:等提出新的差動(dòng)繼電器方法，即將制動(dòng)電流及差動(dòng)電流中的故障前電流除出，這種保護(hù)在高阻故障時(shí)靈敏度較高。3.2 變壓器的差動(dòng)保護(hù)3.2.1 變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理對(duì)于構(gòu)成理想變壓器模型，差動(dòng)保護(hù)在原理上只能反映被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部短路電流，而不管外部有多嚴(yán)重。I-I I-I (a) 兩相變壓器原理圖 （b）三相變壓器原理圖圖3-1 變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理接線由于

17、變壓器高壓測和低壓測的額定電流不同，因此，為了保證縱差動(dòng)保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變化，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等。例如圖3-1(a)中，應(yīng)使 或 （3-1）式中 高壓測電流互感器的變比；低壓測電流互感器的變比；變壓器的變比(即高，低壓測額定電壓之比)。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生短路(橫向故障)時(shí)，有,為流向保護(hù)設(shè)備的端電流向量，如同圖3-1圖所示。差動(dòng)保護(hù)就反應(yīng)了這個(gè)內(nèi)部短路電流,保證此保護(hù)的明確選擇性，快速性和高度靈敏性，當(dāng)然也失去了對(duì)相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能。3.2.2.變壓器差動(dòng)回路不平衡電流的分類變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)需要躲開差動(dòng)回路中的不平衡電流?，F(xiàn)對(duì)其不平

18、衡電流產(chǎn)生進(jìn)行分類討論：(1)由變壓器勵(lì)磁涌流,所產(chǎn)生的不平衡電流變壓器的勵(lì)磁電流：僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)，因此，通過電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中不能被平衡，在正常運(yùn)行情況下，此電流很小，一般不超過額定電流的210%。在外部故障時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁電流減小，它的影響更小。但是當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，則可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流。其數(shù)值最大可達(dá)額定電流的68倍，同時(shí)包含有大量的非周期分量和高次諧波分量。勵(lì)磁涌流的大小和衰減時(shí)間，與外加電壓的相位、鐵心中剩磁的大小和方向、電源容量的大小、回路的阻抗以及變壓器容量的大小和鐵心性質(zhì)等有關(guān)系。(2) 由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平

19、衡電流由于變壓器常采用Y/11的接線方式，因此，其兩側(cè)電流相位差30°。為了消除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形，并適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后即可把二次電流的相位校正過來。但是電路互感器采用上述聯(lián)接方式后，在互感器接成側(cè)的差動(dòng)一臂中，電流又增大倍。此時(shí)為保證正常運(yùn)行及外部故障情況下差動(dòng)回路中應(yīng)沒有電流，就必須將該側(cè)電流互感器的變比加大倍，以減小二次電流，使之與另一側(cè)的電流相等，故此時(shí)選擇變比的條件(3)由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇標(biāo)準(zhǔn)變比，而變壓器的變比是一

20、定的，因此，三者的關(guān)系很難滿足的要求，此時(shí)差動(dòng)回路中將有電流流過。當(dāng)采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器時(shí)，通常利用它的平衡線圈來消除此差動(dòng)電流的影響。(4)由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，它的飽和特性、勵(lì)磁電流也不同，因此，在差動(dòng)回路中所產(chǎn)生的不平衡電流也就較大。此時(shí)應(yīng)采用電流互感器的同型系數(shù)。(5)由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流帶負(fù)荷調(diào)整變壓器的分接頭，是電力系統(tǒng)中采用帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器來調(diào)整電壓的方法，實(shí)際上改變分接頭就是改變變壓器的變比，如果差動(dòng)保護(hù)已經(jīng)按照某一變比調(diào)整號(hào)，則當(dāng)分接頭改換時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡電流流入差動(dòng)回路。此時(shí)不可能

21、再重新選擇平衡線線圈匝數(shù)的方法來消除這個(gè)不平衡電流，這是因?yàn)樽儔浩鞯姆纸宇^經(jīng)常在改變，而差動(dòng)保護(hù)的電流回路在帶電的情況下是不能進(jìn)行操作的。因此，對(duì)由此產(chǎn)生的不平衡電流，應(yīng)在縱差動(dòng)保護(hù)的整定值中給予考慮。總括看來，上述2,3項(xiàng)可以選擇互感器二次線圈使其降到最低。但是1,4，5各項(xiàng)不平衡電流，實(shí)際上是不可能消除的，因此，變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)必須躲開這些不平衡電流的影響。由于在滿足選擇性的同時(shí)，還要求保護(hù)內(nèi)部故障時(shí)有足夠的靈敏性，這就是構(gòu)成變壓器差動(dòng)保護(hù)的主要困難。根據(jù)上述分析，在穩(wěn)定情況下，為整定變壓器縱差動(dòng)保護(hù)所采用的最大不平衡電流 (3-2)式中 10%電流互感器容許的最大相對(duì)誤差;電流互感器的

22、同型系數(shù)，取為1;由帶負(fù)荷調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差，如果電流互感器二次電流在相當(dāng)于被調(diào)節(jié)變壓器額定抽頭的情況下處于平衡時(shí)，則U等于電壓調(diào)整范圍的一半;由于所采用的互感器變比或平衡線圈的匝數(shù)與計(jì)算值不同時(shí)，所引起的相對(duì)誤差;保護(hù)范圍外部最大短路電流歸算到二次側(cè)的值。3.3 各種變壓器主保護(hù)的討論如前所述，在討論變壓器內(nèi)部故障主保護(hù)的時(shí)候，應(yīng)該首先注意變壓器差動(dòng)保護(hù)不平衡電流大，較易誤動(dòng);同時(shí)注意流出電流對(duì)變壓器小匝數(shù)匝間短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)靈敏度的影響。此外還應(yīng)該注意空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)、帶有匝間短路的變壓器在空載合閘時(shí)差動(dòng)保護(hù)的延緩動(dòng)作以及過勵(lì)磁情況下的變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作行為。（1）

23、比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)采用這一原理的差動(dòng)保護(hù)，既能在外部短路時(shí)有可靠的制動(dòng)作用，又能在內(nèi)部短路時(shí)有較高的靈敏度。但是它對(duì)內(nèi)部短路時(shí)的流出電流適應(yīng)能力較差，對(duì)勵(lì)磁涌流和過勵(lì)磁也需采取特殊措施。比率制動(dòng)特性的原理在數(shù)字保護(hù)上的改進(jìn)，主要體現(xiàn)在它的動(dòng)作電流不是固定不變的，它隨著外部短路電流的增大而增大，所以能保證區(qū)外故障不誤動(dòng)，同時(shí)對(duì)內(nèi)部短路又有較高的靈敏度。對(duì)于雙繞組變壓器，具有如圖3-2中的折線，相應(yīng)的動(dòng)作判據(jù)為 圖3-2 二折線比例制動(dòng)特性 圖3-3 三折線比例制動(dòng)特性 當(dāng)< (3-3)>+ 當(dāng) (3-4)式中為比率制動(dòng)縱差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)系數(shù)。，iop.0為最小動(dòng)作電流，為最小制動(dòng)電流。它

24、的動(dòng)作特性如圖3-3，它有三個(gè)部分組成：無制動(dòng)區(qū)，比率制動(dòng)區(qū)和速飽和區(qū)。當(dāng)制動(dòng)電流小于拐點(diǎn)電流的時(shí)候，動(dòng)作電流為常數(shù)起動(dòng)電流；當(dāng)制動(dòng)電流大于拐點(diǎn)電流的時(shí)候，動(dòng)作電流隨制動(dòng)電流的增長而沿著一條直線增長;當(dāng)動(dòng)作電流大于差動(dòng)速斷電流時(shí)，反應(yīng)了故障情況嚴(yán)重，保護(hù)將無延時(shí)地動(dòng)作出口。在討論變壓器內(nèi)部故障主保護(hù)地時(shí)候，首先應(yīng)該注意變壓器差動(dòng)保護(hù)地不平衡電流較大，較易誤動(dòng)：同時(shí)需要注意流出電流對(duì)變壓器輕微匝間短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)靈敏度地影響。區(qū)外故障的時(shí)候繼電器的差流并非為零，差動(dòng)回路存在穩(wěn)態(tài)不平衡電流和暫態(tài)不平衡電流，在無制動(dòng)區(qū)，差動(dòng)回路以消除固定誤差為主，動(dòng)作電流很小:對(duì)于制動(dòng)區(qū)，因TA感受的電流超過了額定電

25、流，致使誤差隨外部短路電流增加的很快，不平衡電流增大，誤差電流隨著區(qū)外故障電流的增加而增加，動(dòng)作特性是一條比率制動(dòng)直線。由分析可以得出結(jié)論:對(duì)于有流出電流的情況，二折線比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，靈敏度相對(duì)低，當(dāng)變壓器內(nèi)部輕微匝間短路時(shí)有可能拒動(dòng)。具有三折線比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)兼顧了變壓器外部嚴(yán)重短路的可靠性和內(nèi)部輕微短路存在流出電流的靈敏度，其動(dòng)作判據(jù)為: 當(dāng) 當(dāng) 當(dāng) (3-5)其中K1，K2分別為第二、第三段折線的斜率(常數(shù))，為第二個(gè)折點(diǎn)的制動(dòng)電流。三折線比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)具有很好的可靠性和靈敏度，但它的動(dòng)作特性必須由三段組成，動(dòng)作判據(jù)比較復(fù)雜。從圖3-2和圖3-3中可以看出非線性制動(dòng)特性的

26、要求，但是它們都是由分段直線近似構(gòu)成的。由于雙曲線均己有開始上升慢，后來上升快的特點(diǎn)，比較適合用來實(shí)現(xiàn)非線性制動(dòng)特性。雙曲線型制動(dòng)差式差動(dòng)保護(hù)的判據(jù)為: (3-6)其中可為常數(shù)，為雙曲線定點(diǎn)的縱坐標(biāo)。用雙曲線制動(dòng)特性去擬合三折線比率制動(dòng)特性時(shí)，令可得 (3-7)計(jì)算表明，由于特別重視嚴(yán)重外部短路條件下的可靠性，當(dāng)越大時(shí)，兩種折線制動(dòng)特性越接近:當(dāng)小于0.51m時(shí)，雙曲線制動(dòng)特性具有較高的可靠性和較低的靈敏度。(2)標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)定義兩繞組電流I1,I2，的正方向均是流入變壓器，并令,。的相角差為，即差動(dòng)電流制動(dòng)電流 當(dāng)時(shí) (3-8) 當(dāng)<0時(shí) (3-9)當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部短路時(shí)，

27、和的相角差。有-90°90°則>0，有制動(dòng)電流，有效防止誤動(dòng)。當(dāng)變壓器縱差動(dòng)區(qū)內(nèi)短路(包括相間、匝間短路和中性點(diǎn)接地一側(cè)的接地短路)，如有270°>>90°則<0，令制動(dòng)電流，保護(hù)靈敏動(dòng)作在很大的外部短路電流下，TA可能飽和，二次電流幅值減小，比率制動(dòng)式縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流急劇增大而制動(dòng)電流反而減小，可能造成誤動(dòng)。但是標(biāo)積制動(dòng)式縱差動(dòng)保護(hù)在很大的外部短路電流作用下，特別是暫態(tài)非周期分量電流的影響，兩側(cè)TA的傳變特性可能相差較大，出現(xiàn)幅值很大的暫態(tài)不平衡電流，但是兩側(cè)二次電流的相角差別不致太大，縱差動(dòng)可靠不誤動(dòng)。(3)變壓器分側(cè)差

28、動(dòng)保護(hù)由于變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)包含著原副方繞組間的磁渦合，從而有一些勵(lì)磁涌流，過勵(lì)磁等引起誤動(dòng)的特殊問題，這就啟發(fā)我們將一個(gè)雙繞組變壓器分解看作兩個(gè)被保護(hù)對(duì)象，對(duì)與每一繞組內(nèi)部短路保護(hù)就完全等同與發(fā)電機(jī)一相定子繞組的相間短路保護(hù)，從而非常簡單，與空載合閘涌流、過勵(lì)磁電流完全無關(guān)，因?yàn)檫@些電流對(duì)分側(cè)差動(dòng)保護(hù)而言是穿越性電流。(4)差動(dòng)速斷保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)原理復(fù)雜，裝置中常用到各種濾波環(huán)節(jié)，使保護(hù)動(dòng)作速度比較慢。為了取得在嚴(yán)重的內(nèi)部短路時(shí)有高速的保護(hù)，一般在比率制動(dòng)式或標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上，利用原有裝置中的差動(dòng)電流，不經(jīng)濾波電路，直接采用差動(dòng)電流的全波幅值作為動(dòng)作量，沒有制動(dòng)量，這就是差動(dòng)速

29、斷保護(hù)。差動(dòng)速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按變壓器空載合閘、有最大勵(lì)磁涌流時(shí)不誤動(dòng)作為整定原則。對(duì)于大型變壓器，還應(yīng)考慮外部短路時(shí)可靠不誤動(dòng)。所有這些保護(hù)都是根據(jù)變壓器內(nèi)部一些特征量而提出的，他們都是以差動(dòng)保護(hù)為基礎(chǔ)，但是差動(dòng)原理應(yīng)用與變壓器保護(hù)卻遇到了越來越多的困難，如前所述，差動(dòng)保護(hù)的最基本概念是當(dāng)被保護(hù)設(shè)備完好時(shí)，不管外部系統(tǒng)發(fā)生何種短路或是擾動(dòng)，恒有 (3-10)對(duì)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電抗器、電容器、母線等電氣設(shè)備均成立，但是對(duì)變壓器卻不成立，因?yàn)閷?duì)于n個(gè)繞組的變壓器在正常運(yùn)行或外部短路時(shí)有 (3-11)正常情況或是外部短路時(shí)，對(duì)于大型變壓器而言，就非常接近發(fā)電機(jī)等主設(shè)備差動(dòng)保護(hù)實(shí)際條件。但是當(dāng)無故

30、障的變壓器空載合閘或是切除外部短路時(shí)，或者過電壓或是過勵(lì)磁，情況就不一樣了。為防止誤動(dòng)有二次諧波和五次諧波制動(dòng)等方案。但是由于眾多因素的影響，二次和五次諧波電流的大小很難確切定量，從而造成誤動(dòng)。從物理概念上講變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)，不僅包含電路，而且包含非線性的鐵芯磁路，造成當(dāng)變壓器本身無故障、空載合閘或僅有異常情況時(shí)，差動(dòng)保護(hù)具有很大的差動(dòng)電流。目前為了探索更好的變壓器保護(hù)原理，又提出如下變壓器微機(jī)主保護(hù)?；诨芈贩匠趟惴ǖ淖儔浩魑C(jī)型主保護(hù)基于電感倒數(shù)等效電路的變壓器微機(jī)型主保護(hù)模糊邏輯在變壓器差動(dòng)保護(hù)中的初步應(yīng)用小波變換在變壓器差動(dòng)保護(hù)中的應(yīng)用研究基于勵(lì)磁電抗數(shù)值大小的空載合閘涌流判據(jù)另外

31、為了分析變壓器內(nèi)部短路的狀況，又提出了變壓器內(nèi)部短路計(jì)算的基本方法以及電感參數(shù)的計(jì)算最后瓦斯保護(hù)也是變壓器油箱內(nèi)故障的一種主要保護(hù)，特別是鐵芯故障。但是當(dāng)電氣故障時(shí)瓦斯保護(hù)反應(yīng)較遲。瓦斯保護(hù)的運(yùn)行實(shí)踐說明，誤動(dòng)作率較高，當(dāng)前主要問題仍是提高可靠性。第4章 短路電流的計(jì)算4.1 短路計(jì)算基本說明及步驟短路計(jì)算是保護(hù)整定計(jì)算和電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)的重要依據(jù)，本次短路計(jì)算采用正序等效定則和運(yùn)算曲線法，利用短路計(jì)算程序完成。短路計(jì)算步驟如下：4.1.1 短路計(jì)算程序運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作 首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定所需的短路點(diǎn)數(shù)量及具體位置根據(jù)需要共設(shè)2個(gè)短路點(diǎn)d1d2，具體位置如下圖所示：圖4.1-1 短路點(diǎn)設(shè)置圖

32、 針對(duì)所計(jì)算的地區(qū)電網(wǎng)在最小運(yùn)行方式下的支路及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，形成最小網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（由于比率制動(dòng)型差動(dòng)保護(hù)僅僅在校驗(yàn)靈敏度時(shí)需要計(jì)算最小短路電流，因此只考慮最小運(yùn)行方式。最小運(yùn)行方式僅僅考慮電源的最小方式，不考慮電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)斷開的情況）節(jié)點(diǎn)編號(hào)順序：先短路節(jié)點(diǎn)，后其它節(jié)點(diǎn)，所有電源節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)0；支路編號(hào)順序：先電源支路(水電,火電,有限系統(tǒng),無限系統(tǒng))，后其它支路。（所有短路點(diǎn)皆為節(jié)點(diǎn)，除此以外若任一短路點(diǎn)短路時(shí)，某點(diǎn)將出現(xiàn)短路電流分支，則該點(diǎn)也為節(jié)點(diǎn)；任一短路點(diǎn)短路時(shí)都不會(huì)流過短路電流的支路可不編入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，例如負(fù)荷支路）。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下圖所示（因差動(dòng)保護(hù)校驗(yàn)靈敏度時(shí)要考慮變壓器單側(cè)電源供

33、電時(shí)內(nèi)部短路的最小短路電流情況，因此高壓側(cè)分別按火電廠單獨(dú)供電和系統(tǒng)單獨(dú)供電兩種情況考慮，最后選取其中較小者）：a.主變T2高壓側(cè)只有火電電源F火情況 b. 主變T2高壓側(cè)只有系統(tǒng)電源Sxi情況圖4.1-2 短路計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D4.1.2 短路計(jì)算程序運(yùn)行步驟（只計(jì)算最小運(yùn)行方式，但要分別計(jì)算以上兩種拓?fù)鋱D的情況） 運(yùn)行“輸入系統(tǒng)參數(shù)模塊”*輸入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)*輸入系統(tǒng)基本參數(shù)*輸入支路原始參數(shù) 運(yùn)行“支路正、負(fù)序電抗計(jì)算模塊” 運(yùn)行“短路電流計(jì)算模塊”從工程需要出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的三相短路、兩相短路進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出短路發(fā)生后0s和4s各支路的短路電流和母線殘余電壓（有名值為歸算到短路點(diǎn)電

34、壓等級(jí)下的數(shù)據(jù)，短路電流數(shù)值為三相中最大短路電流值）。整定計(jì)算中，所有主保護(hù)皆采用0s的短路計(jì)算結(jié)果；所有的后備保護(hù)皆采用4s的短路計(jì)算結(jié)果。短路計(jì)算參數(shù)輸入時(shí)，各等級(jí)電壓值按平均電壓輸入（例如110kV等級(jí)輸入115kV，10kV等級(jí)輸入10.5kV，6kV等級(jí)輸入6.3kV）；發(fā)電電源的負(fù)序參數(shù)若未給出，輸入時(shí)可按正序參數(shù)輸入。4.2 短路計(jì)算結(jié)果根據(jù)整定計(jì)算要求列出所需的短路計(jì)算結(jié)果如下：表4.2-1 支路短路電流計(jì)算結(jié)果表主變T2高壓側(cè)只有火電電源F火情況短路點(diǎn)短路類型支路編號(hào)運(yùn)行方式短路時(shí)間短路電流符號(hào)數(shù)值備注(折算到高壓側(cè))d1兩相短路3最小0秒I(2)d1.b3.min.0s0.

35、046kA0.046kAd1兩相短路2最小0秒I(2)d1.b2.min.0s0.554kA0.554kAd2兩相短路3最小0秒I(2)d2.b3.min.0s2.312kA0.210kAd2兩相短路1最小0秒I(2)d2.b2.min.0s0.586kA0.053kA主變T2高壓側(cè)只有系統(tǒng)電源Sxi情況短路點(diǎn)短路類型支路編號(hào)運(yùn)行方式短路時(shí)間短路電流符號(hào)數(shù)值備注(折算到高壓側(cè))d1兩相短路3最小0秒I(2)d1.b3.min.0s0.046kA0.046kAd1兩相短路2最小0秒I(2)d1.b2.min.0s0.609kA0.609kAd2兩相短路3最小0秒I(2)d2.b3.min.0s2

36、.354kA0.214kAd2兩相短路1最小0秒I(2)d2.b2.min.0s0.587kA0.053kA第5章 主變差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果表5.1 主變差動(dòng)保護(hù)基本原理說明對(duì)于構(gòu)成理想變壓器模型，差動(dòng)保護(hù)在原理上只能反映被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部短路電流，而不管外部有多嚴(yán)重。 (a) 兩相變壓器原理圖 （b）三相變壓器原理圖圖5-1 變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理接線由于變壓器高壓測和低壓測的額定電流不同，因此，為了保證縱差動(dòng)保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變化，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等。例如圖3-1(a)中，應(yīng)使 或 （3-1）式中 高壓測電流互感器的變比；低壓測電流

37、互感器的變比；變壓器的變比(即高，低壓測額定電壓之比)。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生短路(橫向故障)時(shí)，有,為流向保護(hù)設(shè)備的端電流向量，如同圖3-1圖所示。差動(dòng)保護(hù)就反應(yīng)了這個(gè)內(nèi)部短路電流,保證此保護(hù)的明確選擇性，快速性和高度靈敏性，當(dāng)然也失去了對(duì)相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能。5.2 主變差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算過程針對(duì)A站主變T2采用具有比率制動(dòng)、二次諧波制動(dòng)及差動(dòng)速斷的差動(dòng)保護(hù)。圖5.2-1 被保護(hù)變壓器T2及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖5.2.1 計(jì)算各側(cè)一次額定電流、差動(dòng)保護(hù)TA變比、二次額定電流及平衡系數(shù)名稱各側(cè)數(shù)據(jù)Ue(kV)10（側(cè)）110（Y0側(cè)）Ie1(A)8000/(10.5)=439.898000/(110)=

38、41.99TA接法YYTA計(jì)算變比nTA.js439.89 / 541.99 / 5TA實(shí)際變比nTA500/550/5Ie2(A)4.404.20平衡系數(shù)Kph0.9551選擇TA實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)變比nTA時(shí)，應(yīng)不小于并趨近于計(jì)算變比（保證實(shí)際二次額定電流不超過5A）。選高壓側(cè)為基本側(cè)（一般選主電源側(cè)為基本側(cè)），通過乘以平衡系數(shù)將其他側(cè)二次額定電流調(diào)整為與基本側(cè)相同（整定計(jì)算都?xì)w算到基本側(cè)）。5.2.2 比率制動(dòng)特性曲線：圖5.2-2 比率制動(dòng)特性圖差動(dòng)電流：Icd=；制動(dòng)電流：Izh=（：主變高壓側(cè)、低壓側(cè)電流折算到二次側(cè)的值，皆以流向變壓器內(nèi)部為正）3、比率制動(dòng)特性整定計(jì)算(1) 確定最小動(dòng)作電

39、流Idz.min ：躲過正常（負(fù)荷）運(yùn)行時(shí)的最大不平衡電流Idz.min=Kk·Ibp.fh.max= (2fi(e)+U) Ie2.jbfi(e)：額定電流下TA的比值誤差；U：調(diào)整分接頭的相對(duì)誤差；Ie2.jb：基本側(cè)二次額定電流一般采用經(jīng)驗(yàn)公式：Idz.min=(0.200.50) Ie2.jb ?。篒dz.min=0.4 Ie2.jb =0.4×4.2=1.68A(2) 拐點(diǎn)電流Izh.min=(0.81.2)·Ie2.jb ?。篒zh.min= Ie2.jb =4.2A(3) 制動(dòng)特性斜率m 外部最大短路時(shí)最大不平衡電流Ibp.max=(Ktx fi+U

40、) Id.w.max / nTA.jbKtx：TA的同型系數(shù)（不同型取1；同型取0.5）fi：TA的比值誤差，取10%（即0.1）U：有載調(diào)整分接頭的相對(duì)誤差，取總調(diào)壓范圍的一半Id.w.max：外部短路的最大短路電流nTA.jb：基本側(cè)電流互感器變比 此時(shí)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過Ibp.max，即：Idz.max =KkIbp.max （可靠系數(shù)Kk取1.31.5） 此時(shí)的制動(dòng)電流Izh = Id.w.max / nTA.jb 制動(dòng)特性曲線過(Izh , Idz.max)點(diǎn)，特性曲線斜率：m=一般采用經(jīng)驗(yàn)公式：m =0.30.5 取m =0.4(4) 內(nèi)部短路的Klm校驗(yàn)用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，變壓器

41、T出口金屬性短路的最小短路電流周期分量（考慮變壓器單側(cè)電源供電的情況）校驗(yàn)：Id.ck.min= minI(2)d1.b3.min.0s I(2)d1.b2.min.0s I(2)d2.b3.min.0s I(2)d2.b1.min.0s =0.046kA=46A計(jì)算在Id.ck.min情況下相應(yīng)的制動(dòng)電流Izh=Id.ck.min/ nTA.jb=2.3A由比率制動(dòng)特性查出（算出）對(duì)應(yīng)Izh的動(dòng)作電流：(4.2A)因?yàn)椋篒zh(2.3A)< Izh.min(4.2A)Idz= Idz.min=1.68A靈敏系數(shù)Klm =(Id.ck.min/ nTA.jb )/ Idz=4.6/1.6

42、8=2.73>2.0 滿足要求4、二次諧波制動(dòng)勵(lì)磁涌流二次諧波閉鎖保護(hù)。閉鎖（制動(dòng)）條件：Icd.2/ Icd.1 > K2 Icd1、Icd2：差動(dòng)電流的基波、二次諧波模值。K2：二次諧波制動(dòng)比（定值），K2的選?。?距電源較近的中小型T：13%15% 容量較大的T：16%18% 大型發(fā)-變組：18%20%取K2=14%5、差動(dòng)速斷的整定：躲過勵(lì)磁涌流及外部短路的最大不平衡電流原則：Idz.sd = Kk·Ily.max 經(jīng)驗(yàn)公式：Idz.sd =(810) Ie2.jb取Idz.sd =8Ie2.jb=8×4.2=33.6A5.3 整定計(jì)算結(jié)果一覽表表5.3

43、-1 整定計(jì)算結(jié)果表被保護(hù)設(shè)備定值類型定值備注變壓器T2平衡系數(shù)Kph.H=1 Kph.L=0.955變壓器T2比率制動(dòng)特性Idz.min=1.68A, Izh.min=4.2A, m=0.4Klm =2.73變壓器T2二次諧波制動(dòng)K2 =0.14變壓器T2差動(dòng)速斷Idz.sd =33.6A第6章 集成電路型過電流繼電器電子電路設(shè)計(jì)6.1 構(gòu)成方框圖及其說明6.1.1 構(gòu)成方框圖圖4.1-1 過電流繼電器構(gòu)成方框圖6.1.2 方框圖說明變換器：將輸入的電流變換成與之成正比的幅值較小的電壓量（將5A的電流變換成1V的電壓）。濾波電路用于濾除原始信號(hào)中的干擾波而提取50Hz基波（采用低Q濾波，Q為

44、品質(zhì)因數(shù)，取0.51左右）。全波整流電路用于將原輸入信號(hào)的負(fù)半周上翻為正半周（有利于加快保護(hù)動(dòng)作速度，即原信號(hào)在正半周或負(fù)半周皆可進(jìn)行動(dòng)作判斷）。比較器用于動(dòng)作判斷。延時(shí)3ms用于防止毛刺干擾造成保護(hù)誤動(dòng)（毛刺干擾持續(xù)時(shí)間一般不超過2ms）。展寬12ms用于在滿足動(dòng)作條件的情況下（即比較器輸出周期為10ms并具有一定寬度的正方波時(shí)）保證輸出連續(xù)的高電平動(dòng)作信號(hào)。6.2 典型模塊電路及其仿真6.2.1 全波整流電路及其仿真(1) 全波整流仿真電路圖及仿真說明圖6.2-1 全波整流仿真電路圖仿真時(shí)輸入有效值為10V（由于運(yùn)算放大器的直流工作電源電壓為±20V，因此輸入交流信號(hào)的最大峰值不

45、能超過20V，即有效值不超過14V）頻率為50Hz的正弦交流，用仿真示波器觀察輸入及輸出波形；再將電子電路中的兩個(gè)二極管皆反向，再觀察輸入及輸出波形特點(diǎn)。(2) 全波整流電路仿真波形2個(gè)二極管正接的情況圖6.2-2 2個(gè)二極管正接的仿真波形圖2個(gè)二極管反接的情況圖6.2-3 2個(gè)二極管反接的仿真波形圖6.2.2 濾波電路及其仿真(1) 濾波仿真電路圖及仿真說明圖6.2-4 濾波電路的仿真電路圖分別仿真輸入1Hz、50Hz、2000Hz三種交流情況仿真時(shí)輸入有效值為10V（由于運(yùn)算放大器的直流工作電源電壓為±20V，因此輸入交流信號(hào)的最大峰值不能超過20V，即有效值不超過14V）頻率分

46、別為1Hz、50Hz、2000Hz的正弦交流，用仿真示波器觀察觀察不同頻率情況下輸出交流波的幅值變化情況。再用仿真波特儀觀察濾波電路的頻譜圖（即各種不同頻率時(shí)的放大倍數(shù)的變化曲線）。(2) 濾波電路仿真波形輸入1Hz的仿真波形圖6.2-5 輸入1Hz的仿真波形圖由圖中可看出，輸入幅值為13.93V，而輸出幅值為0.64V，可見針對(duì)1Hz信號(hào)，輸出大大衰減。輸入50Hz的仿真波形圖6.2-6 輸入50Hz的仿真波形圖由圖中可看出，輸入幅值為14.14V，輸出幅值為15.31V，可見針對(duì)50Hz信號(hào)，輸出基本不變。輸入2000Hz的仿真波形圖6.2-7 輸入2000Hz的仿真波形圖由圖中可看出，輸

47、入幅值為13.89V ，而輸出幅值為0.73V，可見針對(duì)2000Hz信號(hào)，輸出大大衰減。濾波電路的頻譜圖圖6.2-8 濾波電路的頻譜圖波特儀的縱軸采用線性坐標(biāo)，且坐標(biāo)起點(diǎn)值設(shè)為0終點(diǎn)值設(shè)為5；橫軸采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)，坐標(biāo)起點(diǎn)值設(shè)為1Hz終點(diǎn)值設(shè)為1MHz。將波特儀上的定位觀察線拉到對(duì)應(yīng)于頻譜圖的幅度最大位置，可讀出中心頻率為49.33HZ，其相應(yīng)的放大倍數(shù)為1.03。6.2.3 延時(shí)電路及其仿真(1) 延時(shí)仿真電路圖及仿真說明圖6.2-9 延時(shí)電路的仿真電路圖分別仿真延時(shí)3ms和20ms兩種情況。仿真時(shí)利用函數(shù)發(fā)生器輸入10Hz的方波，頻率設(shè)為10Hz，占空比設(shè)為50%，幅值設(shè)為20V，通過改變電容

48、充電回路中電阻或電容的參數(shù)來改變延時(shí)時(shí)間，用示波器觀察輸入及輸出波形。(2) 延時(shí)電路仿真波形延時(shí)3ms仿真波形圖6.2-10 延時(shí)3ms仿真波形圖將仿真示波器上的兩根定位觀察線分別拉到對(duì)應(yīng)于輸入方波和輸出方波的上升沿位置，可讀出兩位置的時(shí)間差（即延時(shí)時(shí)間）t為3.11ms。延時(shí)20ms仿真波形圖6.2-11 延時(shí)20ms仿真波形圖將仿真示波器上的兩根定位觀察線分別拉到對(duì)應(yīng)于輸入方波和輸出方波的上升沿位置，可讀出兩位置的時(shí)間差（即延時(shí)時(shí)間）t為21.04ms。6.2.4 展寬電路及其仿真(1) 展寬仿真電路圖及仿真說明圖6.2-12 展寬電路的仿真電路圖分別仿真展寬12ms和30ms兩種情況。仿真時(shí)利用函數(shù)發(fā)生器輸入10Hz的方波，頻率設(shè)為10Hz，占空比設(shè)為50%，幅值設(shè)為20V，通過改變電容放電回路中電阻或電容的參數(shù)來改變展寬時(shí)間，用示波器觀察輸入及輸出波形。(2) 展寬電路仿真波形展寬12ms仿真波形圖6.2-13 展寬12ms仿真波形圖將仿真示波器上的兩根定位觀察線分別拉到對(duì)應(yīng)于輸入方波和輸出