微機(jī)保護(hù)裝置零序方向元件的實(shí)現(xiàn)

1、精選文檔微機(jī)愛(ài)護(hù)裝置零序方向元件的實(shí)現(xiàn)目 錄第一章 緒論1§1.1設(shè)計(jì)目的與意義1§1.2設(shè)計(jì)要求1其次章 設(shè)計(jì)原理2§2.1原理2§2.2故障類(lèi)型2第三章 設(shè)計(jì)算法4第四章 程序及仿真9§3.1傅氏算法9§3.2 設(shè)計(jì)代碼及仿真12§3.21設(shè)計(jì)程序12§3.22仿真模型18§3.33仿真結(jié)果20第五章 總結(jié)21參考文獻(xiàn)22第一章 緒論§1.1設(shè)計(jì)目的與意義常規(guī)的整流型或晶體管型距離愛(ài)護(hù)，為了反映各種不同的故障類(lèi)型和相別，需要設(shè)置不同的阻抗原件，接入不同的溝通電壓和電流。這些阻抗原件都是并列運(yùn)

2、行的，他們同時(shí)在測(cè)量著各自分管的故障類(lèi)型的阻抗，因此，在選相跳閘時(shí)，還要協(xié)作特地的選相原件。在用微型機(jī)構(gòu)成繼電愛(ài)護(hù)的功能時(shí)為了能夠?qū)崿F(xiàn)選相跳閘，同時(shí)防止非故障相的影響，一般都要設(shè)置一個(gè)故障類(lèi)型，故障相別的推斷。選相方法既可以用于選相跳閘，又可以在阻抗繼電器中做到僅投入故障特征最明顯的阻抗測(cè)量元件。在突變量啟動(dòng)元件加測(cè)出系統(tǒng)有故障后，先有它判別故障類(lèi)型和相別，然后針對(duì)已知的相別提取相應(yīng)的電壓，電流對(duì)進(jìn)行阻抗計(jì)算。這種相別切換的想法在距離愛(ài)護(hù)進(jìn)展的初期也使用過(guò)，但當(dāng)時(shí)機(jī)電型繼電器很難做到正確的相別，而且硬件切換電路也格外簡(jiǎn)單，從而降低了牢靠性，因而沒(méi)有達(dá)到大量的推廣應(yīng)用。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，使同學(xué)把握

3、電力系統(tǒng)微機(jī)愛(ài)護(hù)中常用的序重量選相元件的基本原理，在了解序重量選相元件特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，使用C語(yǔ)言編程（Visual Studio環(huán)境下），實(shí)現(xiàn)序重量選相元件的算法。§1.2設(shè)計(jì)要求1序重量選相元件2接受Visual Studio工具軟件編程，C語(yǔ)言3使用ATP或Matlab軟件建立電力系統(tǒng)故障暫態(tài)仿真模型，得到仿真數(shù)據(jù)，對(duì)編寫(xiě)的程序進(jìn)行測(cè)試，選相正確。4設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求： 簡(jiǎn)述選相元件的基本原理； 程序流程圖； 源程序代碼； 可驗(yàn)證算法正確性的計(jì)算實(shí)例； 2000字以上其次章 設(shè)計(jì)原理§2.1原理電流突變量選相元件在故障初始階段有較高的靈敏度和精確性，但是突變量?jī)H存在20ms4

4、0ms，過(guò)了這段時(shí)間后，由于無(wú)法獲得突變量，所以突變量選項(xiàng)原件就無(wú)法工作了。為了實(shí)現(xiàn)選相，達(dá)到單相故障就可以跳單相的目的，必需考慮其他的選相方案。除了突變量選相以外，常用的選相方法還有阻抗選相、電壓選項(xiàng)、電壓比選相、對(duì)稱(chēng)重量選相等，其中，對(duì)稱(chēng)重量選相是一種較好的選相方法。分析輸電線路發(fā)生各種單重故障的對(duì)稱(chēng)重量時(shí)，可以知道，只有單相接地故障和兩相接地短路才同時(shí)消滅零序和負(fù)序重量，而三相短路和兩相相間短路均不消滅穩(wěn)定的零序電流。因此，可以考慮先用是否存在零序電流重量的方法，去掉三相短路個(gè)兩相相間短路的影響，然后，再用零序電流3和負(fù)序電流3進(jìn)行比較，找出單相接地和兩相接地短路的區(qū)分。§2.

5、2故障類(lèi)型1. 單相接地短路時(shí) 式中， 愛(ài)護(hù)安裝地點(diǎn)的負(fù)序安排系數(shù)；愛(ài)護(hù)安裝地點(diǎn)的零序安排系數(shù)。這說(shuō)明，考慮了各對(duì)稱(chēng)重量的安排系數(shù)后，愛(ài)護(hù)安裝地點(diǎn)的故障相負(fù)序電流與零序電流基本上仍舊為同相。實(shí)際上，在后面確定的選相方案中，已考慮了 30º 的裕度。因此，有1) A相接地時(shí)2) B相接地時(shí)，和3)C相接地時(shí),2 兩相接地短路兩相經(jīng)過(guò)渡電阻接地時(shí)，在故障支路有考慮各對(duì)稱(chēng)重量的安排系數(shù)后，愛(ài)護(hù)安裝地點(diǎn)的非故障相負(fù)序電流和負(fù)序電流基本上仍舊滿足式。對(duì)應(yīng)；此時(shí)，向量關(guān)系與單相接地全都趨向無(wú)窮大時(shí)，對(duì)應(yīng)趨向于。以BC兩相接地短路為例，愛(ài)護(hù)安裝地點(diǎn)的A相負(fù)序電流與零序電流的向量關(guān)系如圖2.2所示。

6、圖中的半圓形虛線為不同過(guò)渡電阻狀況下的向量軌跡。AB或CA兩相接地短路的狀況，結(jié)論相像.圖2.1第三章 設(shè)計(jì)算法對(duì)稱(chēng)重量法是分析電力系統(tǒng)三相不平衡的有效方法，其基本思想是把三相不平衡的電流、電壓分解成三組對(duì)稱(chēng)的正序相量、負(fù)序相量和零序相量，這樣就可把電力系統(tǒng)不平衡的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成平衡問(wèn)題進(jìn)行處理。在三相電路中，對(duì)于任意一組不對(duì)稱(chēng)的三相相量（電壓或電流），可以分解為3組三相對(duì)稱(chēng)的重量。圖3.1當(dāng)選擇A相作為基準(zhǔn)相時(shí)，三相相量與其對(duì)稱(chēng)重量之間的關(guān)系（如電流）為：=+=+=2+=+=+2+對(duì)于正序重量：=2，=對(duì)于負(fù)序重量：Ib2=，Ic2=2對(duì)于零序重量：=式中，為運(yùn)算子，=1120°,有2

7、1240°, 31, +2+1=0由各相電流求電流序重量：I1= 1/3(+ +2)I2= 1/3(+2 +I0=1/3(+)以上3個(gè)等式可以通過(guò)代數(shù)方法或物理意義（方法）求解。以求解正序電流為例，對(duì)物理意義簡(jiǎn)潔說(shuō)明，以便于記憶：求解正序電流，應(yīng)過(guò)濾負(fù)序重量和零序重量。參考圖3.1，將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)240°后，3相電流相加后得到3倍正序電流，同時(shí)，負(fù)序電流、零序電流被過(guò)濾，均為0。故=1/3(+2)對(duì)應(yīng)代數(shù)方法：式+式+2 式易得：=1/3(+2)。選相方法：1.若為不接地故障，則故障相為min2.若為接地故障，則由各種接地短路的向量關(guān)系,可以得出

8、,假如不計(jì)負(fù)序和零序安排系數(shù)之間的角度差，那么,愛(ài)護(hù)安裝地點(diǎn)的A相負(fù)序電流與零序電流之間的相位關(guān)系如表所示。畫(huà)出為基準(zhǔn)向量選相區(qū)域圖落在不同的相位區(qū)，對(duì)應(yīng)了不同的接地故障類(lèi)型，如圖2.2所示。再考慮對(duì)稱(chēng)重量安排系數(shù)的角度差之后，實(shí)際應(yīng)用的對(duì)稱(chēng)重量選相區(qū)域如圖2.3所示表2.1各種接地短路時(shí)，A 相負(fù)序電流與零序電流的相位關(guān)系故障類(lèi)型角度arg圖2.2 arg的序重量選項(xiàng)圖圖2.3 有用序重量選項(xiàng)圖進(jìn)一步的問(wèn)題是，如何判別出同一個(gè)相位區(qū)域內(nèi)是單相接地還是兩相接地？雖然可以考慮用電流的大小來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但是，測(cè)量電流受負(fù)荷電流的影響，不能實(shí)現(xiàn)精確判別，因此，用阻抗確認(rèn)是一種較好的選擇。以-的區(qū)域

9、為例，假如是A相接地短路，那么,BC兩相相間阻抗基本上為負(fù)荷阻抗，其值較高，測(cè)量阻抗應(yīng)在段阻抗之外；假如是BC兩相接地短路，那么,BC兩相相間測(cè)量阻抗應(yīng)在段阻抗以?xún)?nèi)。于是，區(qū)分和的規(guī)章如下：1 ） 當(dāng)-，若在內(nèi)，則判為 BC 兩相接地.2）當(dāng)-，若在外，則判為A相接地.應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，當(dāng)發(fā)生段外的 BC 兩相接地時(shí)，即使按 A 相接地短路處理，也不會(huì)有什么不良后果，由于，這種狀況下的ZA測(cè)量阻抗較大，愛(ài)護(hù)的動(dòng)作元件不會(huì)動(dòng)作。 綜合上述分析，可以做出對(duì)稱(chēng)重量的選相流程圖，如圖2.4所示圖2.4 選相流程圖順便指出，愛(ài)護(hù)中的各種方法和判據(jù)都有各自的特點(diǎn)，但不少判據(jù)又有肯定的局限性，因此，在選擇方法和

10、判據(jù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮其充分的使用條件，這一點(diǎn)要引起留意。如電流突變量選相元件僅在短路初始階段格外有效，而對(duì)稱(chēng)重量選相方法只能在同時(shí)有零序和負(fù)序電流時(shí)才起作用，其他的選項(xiàng)方法也同樣有肯定的使用條件。第四章 程序及仿真§3.1設(shè)計(jì)代碼距離愛(ài)護(hù)的故障處理程序規(guī)律的第一步是判別故障相，即選相。只有判定的故障的種類(lèi)及相別，才能確定阻抗計(jì)算應(yīng)取用什么相別的電流和電壓，例如BC相故障取和 ，A相接地故障取和+明顯只有故障相（間）的阻抗值才能反映故障距離，所以首要的是正確判別故障相。微機(jī)愛(ài)護(hù)選相有很多方式，這里主要分析簡(jiǎn)潔易行的不反應(yīng)負(fù)荷重量的相電流差突變量選相方式。相電流差突變量選相元件是在系統(tǒng)發(fā)生故

11、障時(shí)利用兩相電流差的突變量的福特值特點(diǎn)來(lái)區(qū)分各種各種類(lèi)型故障。下面爭(zhēng)辯各種故障類(lèi)型的兩相電流差突變量幅值的特點(diǎn)。void read_data() int i,len; FILE *fp; char infile30; printf("D:liangzhipeng.txt:n"); scanf("%s",infile); if(fp=fopen(infile,"r")=NULL) printf("!n"); return; printf("n讀取數(shù)據(jù)中n"); fscanf(fp,"%d

12、",&len);/讀入記錄數(shù) for(i=0;i<len;i+) fscanf(fp," %ftn",&stui.num,,&stui.age,stui.sex,&stui.Chinese,&stui.Math,&stui.English,&stui.Computer,&stui.total,&stui.average); fclose(fp); c += len; printf("*讀取數(shù)據(jù)成功!*n"); output();#include<

13、;stdio.h>#include<graphics.h>#include<math.h>#define N 1024#define dw 2*3.141592654/Nrect()int x,y,i;for(i=6;i<=72;i+=6)gotoxy(i/2+25,24);printf("%d",i/6);for(x=0;x<=640;x+=20)line(x,400-(rand()%50+50),x,360);setbkcolor(0);setcolor(2);line(630,350,640,360);line(630,370

14、,640,360);line(0,360,640,360);for(x=0;x<=640;x+=20)line(x,355,x,360);line(200,0,210,10);line(200,0,190,10);line(200,0,200,480);for(y=0;y<=40;y+=20)line(200,y,205,y); if(getch()=27) exit(0);zwave() int i,f; float x,y,a,b,c,d,e,r;char ch; for(;) cleardevice();a=rand()%10000/1000+1.0; b=1/a;c=0.0

15、;d=0.0;e=0.0;textcolor(2);delay(100);for(x=0;x<=getmaxx();x+=0.1)putpixel(x,a*sin(b*(x-getmaxx()/2+e)+c)+getmaxy()/2+d,2); rect(); void main()int driver=DETECT,mode;int i,k;long xi=0,xr=0;float xfN;long xtN;float xfrN,xfiN;long wsN,wcN;printf(" k=");scanf("%d",&k);initgrap

16、h(&driver,&mode,"");for(i=0;i<N/2;i+)wsi=511*sin(dw*i);for(i=0;i<N;i+)xti=511+511*6*sin(dw*i)+511*2*sin(2*dw*i);if(i*k<N)if(i*k<N/2)if(i*k<N/4) xr=xr+xti*wsN/4+i*k; xi=xi+xti*wsi*k; else xr=xr+xti*(-ws-N/4+i*k);xi=xi+xti*wsi*k;elseif(i*k<N*3/4)xr=xr+xti*(-ws-N/4+i

17、*k);xi=xi+xti*(-wsi*k-N/2); else xr=xr+xti*wsi*k-3*N/4;xi=xi+xti*(-wsi*k-N/2);elseif(i*k%N<N/2)if(i*k%N<N/4)xr=xr+xti*wsN/4+i*k%N; xi=xi+xti*wsi*k%N;else xr=xr+xti*(-ws-N/4+i*k%N);xi=xi+xti*wsi*k%N;elseif(i*k%N<N*3/4)xr=xr+xti*(-ws-N/4+i*k%N);xi=xi+xti*(-wsi*k%N-N/2); else xr=xr+xti*wsi*k%N

18、-3*4/N;xi=xi+xti*(-wsi*k%N-N/2);xfrk=2*xr/(N*511.0*511.0);printf(" xr=%f ",xfrk);xfik=2*xi/(N*511.0*511.0);printf(" xi=%f ",xfik); xfk=sqrt(xfrk*xfrk+xfik*xfik); printf("xfk=%f",xfk); getch(); wave(); §3.2仿真圖3.22 仿真模型圖圖3.23 模擬接地短路參數(shù)圖3.24采樣數(shù)據(jù)的間隔及其保存§3.21仿真結(jié)果圖3.33仿真數(shù)據(jù)圖圖3.34 仿真數(shù)據(jù)依據(jù)仿真模型進(jìn)行仿真后，通過(guò)讀取仿真數(shù)據(jù)程序得到仿真數(shù)據(jù)，即仿真結(jié)果。第五章 總結(jié)電力系統(tǒng)中發(fā)生故障的緣由，大部分是由于相與地的短路或相與相之間的短路。電力系統(tǒng)簡(jiǎn)潔故障包括：三相短路、單相接地、兩相短路、兩相短路接地、單相斷線和兩相斷線等六種故