畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目中壓配電網(wǎng)微機(jī)線路保護(hù)原理分析程序設(shè)計(jì)學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師劉娜完成時(shí)間2013529摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以10KV饋線為例，介紹了中壓配電網(wǎng)線路的微機(jī)保護(hù)，并進(jìn)行了相關(guān)的原理分析和程序設(shè)計(jì)。同時(shí)根據(jù)繼電保護(hù)的配置原理，對(duì)所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗(yàn)，確定方案中的保護(hù)。設(shè)計(jì)分為五個(gè)章節(jié)。第一章為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，主要介紹了微機(jī)保護(hù)的形成、發(fā)展、裝置特點(diǎn)及與傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的對(duì)比；第二章為微機(jī)保護(hù)的硬件結(jié)構(gòu)分析，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)量等，并對(duì)微型機(jī)主系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹；第三章為微機(jī)保護(hù)的算法分析；第四章是保護(hù)方案的選擇（電流保護(hù)，自動(dòng)重合閘），包括整定計(jì)算及靈敏性校驗(yàn)；第五章是流程圖及程序設(shè)計(jì)，程序的優(yōu)化等。關(guān)鍵詞中壓配電網(wǎng)、電流保護(hù)、微機(jī)保護(hù)、算法、程序設(shè)計(jì)ABSTRACTTHEGRADUATIONDESIGNWITH10KVFEEDERASANEXAMPLE,INTRODUCESTHEMICROCOMPUTEROFMEDIUMVOLTAGEDISTRIBUTIONNETWORKLINEPROTECTION,ANDHASCARRIEDONTHERELATEDTHEORYANALYSISANDPROGRAMDESIGNACCORDINGTOTHEPRINCIPLEOFTHERELAYPROTECTIONCONFIGURATIONATTHESAMETIME,THECHOICEOFPROTECTIONSETTINGANDSENSITIVITYCHECK,DETERMINETHESCHEMEOFPROTECTIONDESIGNISDIVIDEDINTOFIVECHAPTERSFIRSTCHAPTERFORTHEDESIGNOFFOUNDATION,MAINLYINTRODUCESTHEFORMATIONANDDEVELOPMENTOFMICROCOMPUTERPROTECTION,ANDDEVICECHARACTERISTICSANDWITHTHECONTRASTOFTRADITIONALRELAYPROTECTIONDEVICECHAPTER2ASTHEHARDWARESTRUCTUREOFTHEMICROCOMPUTERPROTECTIONANALYSIS,INCLUDINGTHEAMOUNTOFDATAACQUISITIONSYSTEM,SWITCH,ETC,ANDTHEMINIATUREMACHINELORDSYSTEMWASBRIEFLYINTRODUCEDTHETHIRDCHAPTERFORTHEMICROCOMPUTERPROTECTIONALGORITHMANALYSISTHEFOURTHCHAPTERISTOPROTECTTHESCHEMECURRENTPROTECTION,AUTOMATICRECLOSING,INCLUDINGSETTINGCALCULATIONANDSENSITIVITYCALIBRATIONCHAPTERVISTHEFLOWCHARTANDPROGRAMDESIGN,PROGRAMOPTIMIZATION,ETCKEYWORDSMEDIUMVOLTAGEDISTRIBUTIONNETWORK,CURRENTPROTECTION，MICROCOMPUTERPROTECTION,ALGORITHM,PROGRAMDESIGNING目錄摘要IABSTRACTII目錄III1緒論111微機(jī)保護(hù)的概述112微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的對(duì)比分析213微機(jī)繼電保護(hù)裝置特點(diǎn)314研究本課題的意義42微機(jī)保護(hù)的硬件結(jié)構(gòu)分析521硬件結(jié)構(gòu)概述522數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（模擬量輸入系統(tǒng)）6221電壓形成回路6222采樣保持電路和濾波器8223模擬量多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（MPX）9224模數(shù)轉(zhuǎn)換器10225VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1123微型機(jī)主系統(tǒng)1324開(kāi)關(guān)量（或數(shù)字量）輸入/輸出系統(tǒng)14241光電耦合器14242開(kāi)關(guān)量輸入回路15243開(kāi)關(guān)量輸出回路153微機(jī)保護(hù)的算法分析1731算法的概念及分類1732算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)1733采樣算法介紹18331兩點(diǎn)乘積算法18332突變量電流算法18333傅里葉級(jí)數(shù)算法20334RL模型算法2134算法的選擇224中壓配電網(wǎng)線路電流保護(hù)的整定及自動(dòng)重合閘2341整定方案2342相間短路的電流保護(hù)23421電流速斷保護(hù)23422限時(shí)電流速斷保護(hù)26423定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)2843自動(dòng)重合閘31431自動(dòng)重合閘的概念31432對(duì)自動(dòng)重合重閘的基本要求31433三相一次重合閘3144單相接地的零序保護(hù)325電流保護(hù)的程序設(shè)計(jì)3351程序流程的概念及基本結(jié)構(gòu)3352中斷的概念及作用34521中斷的概念34522中斷的作用3453電流保護(hù)流程圖35531系統(tǒng)程序流程36532中斷服務(wù)程序的流程37533系統(tǒng)程序和中斷服務(wù)程序的關(guān)系3854提高電流保護(hù)的靈敏度39541提高電流保護(hù)的靈敏度的方法39542提高電流保護(hù)的靈敏度的程序4155中斷服務(wù)程序4256啟動(dòng)元件44561電流突變量和相電流穩(wěn)態(tài)量44562突變量及穩(wěn)態(tài)量啟動(dòng)子程序45總結(jié)48參考文獻(xiàn)49致謝50附錄511緒論11微機(jī)保護(hù)的概述計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，給科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活方式帶來(lái)了巨大的變化，在繼電保護(hù)領(lǐng)域也不例外，微機(jī)保護(hù)正是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展逐步發(fā)展起來(lái)的。繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它在保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面起著非常重要的作用。早在1965年，英國(guó)劍橋大學(xué)的PGMCLAMR及其同事就提出用計(jì)算機(jī)構(gòu)成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)想，并發(fā)表SAMPLINGTECHNIQUEAPPLIEDTODERIVATIONLETTER的文章。1967年澳大利亞新南威爾士大學(xué)的LFMORRISON預(yù)測(cè)了輸電線路計(jì)算機(jī)控制的前景2。1969年美國(guó)西屋公司與GE公司合作研制成功一套輸電線路的計(jì)算機(jī)保護(hù)裝置。這是世界上第一套比較完整的用于現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)保護(hù)裝置，它具備了計(jì)算機(jī)保護(hù)的基本組成部分。但由于當(dāng)時(shí)微型機(jī)尚未出現(xiàn)，因此該保護(hù)裝置是由一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。在整個(gè)70年代，各國(guó)的專家學(xué)者圍繞算法理論作了大量的工作，為計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展奠定了比較完整和牢固的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)80年代的繼續(xù)努力，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)保護(hù)的算法己比較完善和成熟。到70年代末期，出現(xiàn)了一批功能足夠強(qiáng)的微型機(jī)，價(jià)格也大幅度降低，具備了用一臺(tái)微型機(jī)來(lái)完成一個(gè)電氣設(shè)備保護(hù)功能的條件。同時(shí)還可以設(shè)置多重化的硬件，用幾臺(tái)微型機(jī)互為備用構(gòu)成一個(gè)電氣設(shè)備的保護(hù)裝置，從而大大提高了可靠性。由于微機(jī)保護(hù)具有優(yōu)良的動(dòng)作特性，它的發(fā)展非常迅速，應(yīng)用也十分廣泛。在高壓輸電線路保護(hù)上使用微機(jī)保護(hù)裝置，已經(jīng)成為目前的一種標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)配置方案。其他元件微機(jī)保護(hù)的發(fā)展也非常迅速，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。微機(jī)保護(hù)不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)保護(hù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的更為復(fù)雜和優(yōu)良的保護(hù)性能，而且運(yùn)行維護(hù)更為簡(jiǎn)單，更重要的是其動(dòng)作可靠性大大優(yōu)于傳統(tǒng)保護(hù)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，微機(jī)保護(hù)的性能價(jià)格比也在不斷提高。目前，微機(jī)保護(hù)除了在高壓、超高壓電網(wǎng)中廣泛使用外，也廣泛應(yīng)用于中低壓輸配電網(wǎng)絡(luò)中。在我國(guó)，計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)起步比較晚，比先進(jìn)國(guó)家大約延后10年，但進(jìn)展卻很快。國(guó)內(nèi)自1979年開(kāi)始微機(jī)繼電保護(hù)的研究工作，首先在各高校和一些科研單位開(kāi)展了微機(jī)保護(hù)的研究工作，1984年4月，華北電力大學(xué)研究的以MC6809CPU構(gòu)成的MDP1型微機(jī)線路保護(hù)裝置在河北某電廠投入運(yùn)行，這是我國(guó)研究成功的第一套微機(jī)線路保護(hù)裝置。我國(guó)微機(jī)保護(hù)的發(fā)展從硬件上看大體可分為三個(gè)階段以單CPU的8位微處理器構(gòu)成的微機(jī)保護(hù)裝置。以多個(gè)8位單片機(jī)組成的多微機(jī)系統(tǒng)。以16位單片機(jī)組成的多微機(jī)系統(tǒng)。由于我國(guó)繼電保護(hù)工作者的努力，到目前為止，計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)特別是輸電線路的微機(jī)保護(hù)己達(dá)到了大量采用的程度。輸電線路的微機(jī)保護(hù)從用于500KV系統(tǒng)的保護(hù)裝置到用于10KV線路的微機(jī)保護(hù)裝置均有相應(yīng)得產(chǎn)品，近年來(lái)，發(fā)電機(jī)、變壓器以及大型發(fā)電機(jī)變壓器組和母線的微機(jī)保護(hù)也相繼研究成功，己投入使用。據(jù)2001年全國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2001年我國(guó)220KV以上電網(wǎng)的繼電保護(hù)動(dòng)的正確動(dòng)作率達(dá)到9913，元件保護(hù)的正確動(dòng)作率達(dá)到了903。這些成果無(wú)疑與微機(jī)保護(hù)的成功應(yīng)用分不開(kāi)。12微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的對(duì)比分析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。為此，首先要取得與被保護(hù)電氣設(shè)備有關(guān)的信息，根據(jù)這些信息，按不同的原理，進(jìn)行綜合和邏輯判斷，最后做出抉擇，并付諸執(zhí)行。所以，繼電保護(hù)的基本結(jié)構(gòu)大致上可以分為三部分信息獲取與初步加工；信息的綜合、分析與邏輯加工、決斷；決斷結(jié)果的執(zhí)行。信息要通過(guò)電壓、電流傳送，有時(shí)還通過(guò)一些開(kāi)關(guān)量傳遞。早期，在機(jī)電型繼電器中，電流電壓直接加到繼電器的測(cè)量機(jī)構(gòu)，變換成機(jī)械力，然后在機(jī)械力的層次上進(jìn)行比較判別，中間并不需設(shè)置其他的變換、隔離等環(huán)節(jié)。隨著電子技術(shù)的引入，為了適應(yīng)電子器件的弱信號(hào)的要求，在電流互感器、電壓互感器與電子電路之間要求設(shè)置一些傳變環(huán)節(jié)。通常使用所謂的電流變換器、電壓變換器以及電抗變換器等等。在晶體管型繼電保護(hù)、整流型繼電保護(hù)以及集成電路型繼電保護(hù)中都采用類似的變換環(huán)節(jié)，其間并沒(méi)有本質(zhì)的差別，這些環(huán)節(jié)，可以稱為“信息預(yù)處理”環(huán)節(jié)。由于計(jì)算機(jī)是數(shù)字電路，其工作電平比集成電路的工作電平還低，因此，計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)同樣也需要設(shè)置信息預(yù)處理環(huán)節(jié)，需要隔離屏蔽、變換電平等等處理。在這個(gè)問(wèn)題上計(jì)算機(jī)保護(hù)與原來(lái)的模擬式保護(hù)是一致的。換言之，在這個(gè)問(wèn)題上，模擬式保護(hù)的一些經(jīng)驗(yàn)也是適用于計(jì)算機(jī)保護(hù)的。繼電保護(hù)的主要任務(wù)是操作、控制與被保護(hù)電氣設(shè)備有關(guān)的斷路器，使發(fā)生故障的電氣設(shè)備迅速與電力系統(tǒng)分隔離開(kāi)來(lái)，最大限度地減輕故障對(duì)電力系統(tǒng)的影響，減輕故障設(shè)備的損壞程度。這種操作是通過(guò)控制跳閘線圈實(shí)現(xiàn)的，也就是給線圈通入電流實(shí)現(xiàn)的。電流可以由接點(diǎn)控制，也可以由無(wú)接點(diǎn)的半導(dǎo)體器件控制。出于可靠性的考慮，目前基本上仍是采用有接點(diǎn)的小型中間繼電器，組成必要的出口邏輯。這個(gè)方面計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)也是基本一致的。微機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的根本區(qū)別是在中間部分，即信息的綜合、分析與邏輯加工、判斷環(huán)節(jié)。區(qū)別主要是在于實(shí)現(xiàn)上述功能的手段不同。傳統(tǒng)繼電保護(hù)是靠模擬電路（或繼電器元件）的構(gòu)成來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即用模擬電路實(shí)現(xiàn)各種電量的加、減、乘、除和延時(shí)與邏輯組合需求。而計(jì)算機(jī)保護(hù)，即數(shù)字式繼電保護(hù)卻是用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)值（包括邏輯）運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能的。計(jì)算機(jī)上的數(shù)字和邏輯運(yùn)算是通過(guò)軟件進(jìn)行的，即這些運(yùn)算要通過(guò)預(yù)先按一定的規(guī)則（語(yǔ)言）制定的計(jì)算程序進(jìn)行的。這是與模擬式繼電保護(hù)截然不同的工作模式。也就是說(shuō)，微機(jī)繼電保護(hù)是由“硬件”和“軟件”兩部分組成的，硬件是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的基礎(chǔ)，而繼電保護(hù)原理是直接由軟件，即由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的，程序的不同可以實(shí)現(xiàn)不同的原理，程序的好壞、正確與錯(cuò)誤都直接影響繼電保護(hù)性能的優(yōu)劣、正確或錯(cuò)誤。因此，微機(jī)保護(hù)的實(shí)質(zhì)就是以微型機(jī)、微控制器等器件作為核心部件構(gòu)成的具有繼電保護(hù)功能的自動(dòng)化安全裝置。13微機(jī)繼電保護(hù)裝置特點(diǎn)微機(jī)保護(hù)主要有以下特點(diǎn)（1）性能穩(wěn)定、可靠性高。機(jī)械型繼電器的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可能失靈，觸點(diǎn)可能接觸不良，模擬式靜態(tài)繼電器的元器件可能有故障，而微機(jī)保護(hù)中的功能是由軟件實(shí)現(xiàn)的，沒(méi)有上述缺陷。批量生產(chǎn)的保護(hù)裝置程序相同，各功能的特性一致，不受溫度等條件的影響，所以性能穩(wěn)定。而且微機(jī)保護(hù)裝置在程序指揮下，有極強(qiáng)的綜合分析和判斷能力，因而它可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)保護(hù)很難辦到的自動(dòng)糾錯(cuò)，即自動(dòng)識(shí)別和排除干擾，防止由于干擾而造成誤動(dòng)。另外它還有自診斷能力，能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)出本身軟硬件的異常并報(bào)警，因而大大提高了裝置的可靠性。（2）邏輯判斷清楚、正確。機(jī)械型保護(hù)由觸點(diǎn)構(gòu)成邏輯回路，模擬式靜態(tài)保護(hù)由門電路構(gòu)成邏輯回路，微機(jī)繼電保護(hù)中主要由程序作邏輯判斷。前兩者邏輯依賴電路實(shí)現(xiàn)，不符合人的思維邏輯，而且從硬件上看環(huán)節(jié)多，易出錯(cuò)，不可靠。而在微機(jī)繼電保護(hù)中功能均由軟件完成，程序語(yǔ)句表達(dá)的邏輯完全符合人的思維，十分自然簡(jiǎn)單。一般錯(cuò)誤均能在程序調(diào)試和動(dòng)模試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，并得以糾正。所以無(wú)論保護(hù)如何復(fù)雜，許多功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在一個(gè)程序之中，都能正確反映設(shè)計(jì)思想，不會(huì)出錯(cuò)，并且程序被正確地復(fù)制到成批生產(chǎn)的各套保護(hù)裝置之中。（3）維護(hù)調(diào)試方便。由于微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)原理大致相同，各種復(fù)雜的功能是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以也可以編制相應(yīng)的軟件來(lái)簡(jiǎn)化調(diào)試工作。而且微機(jī)保護(hù)裝置大都具有自診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)異常會(huì)自動(dòng)報(bào)警，所以只要裝置沒(méi)有報(bào)警，就可認(rèn)為裝置是完好的，從而大大減輕運(yùn)行維護(hù)的工作量。（4）靈活性大。由于微機(jī)保護(hù)裝置的特性主要由軟件決定，因此只要改變軟件就可以改變保護(hù)的特性和功能，所以能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。（5）易于獲得附加功能。應(yīng)用微處理器后，如果配置打印機(jī)，或者其它顯示設(shè)備，就可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。（6）保護(hù)性能得到很好改善。由于微機(jī)的應(yīng)用，使很多原有形式的繼電保護(hù)中存在的技術(shù)問(wèn)題可找到新的解決方法。當(dāng)然，與傳統(tǒng)的模擬式保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)也存在不少缺點(diǎn)，如與傳統(tǒng)的保護(hù)有根本性的背離；對(duì)硬件和軟件都要求高度可靠；硬件很快變成過(guò)時(shí)等。14研究本課題的意義中壓配電網(wǎng)（KV）是電力系統(tǒng)的一部分，是企業(yè)供電的重要組成部分。106它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。中壓配電系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。一次系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單、更為直觀，在考慮和設(shè)置上較為容易，而二次系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜，并且包括了大量的繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和二次回路。所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中用來(lái)對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)，由繼電器來(lái)組成的一套專門的自動(dòng)裝置。為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確合理地設(shè)置繼電保護(hù)裝置。A/DMPUFLASHRAM定時(shí)器出口電路并行接口電壓形成LPFS/H人機(jī)對(duì)話電壓形成LPFS/H串行接口光電隔離多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)MPX模擬量輸入由TA和TV二次側(cè)來(lái)光電隔離通信開(kāi)關(guān)量輸出（跳閘、信號(hào)）開(kāi)關(guān)量輸入打印機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)微型機(jī)系統(tǒng)輸入/輸出系統(tǒng)采樣脈沖總線2微機(jī)保護(hù)的硬件結(jié)構(gòu)分析21硬件結(jié)構(gòu)概述微機(jī)保護(hù)的硬件一般包括三大部分?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)（模擬量輸入系統(tǒng)）。包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持S/H、多路轉(zhuǎn)換MPX以及模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D等功能塊，完成將模擬輸入量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為微型機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量。微型機(jī)主系統(tǒng)。微型機(jī)主系統(tǒng)包括微處理器MPU、只讀存儲(chǔ)器ROM或閃存內(nèi)存單元FLASH、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、定時(shí)器、并行接口以及串行接口等。微型機(jī)執(zhí)行編制好的程序，對(duì)輸入至RAM區(qū)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，完成各種繼電保護(hù)測(cè)量、邏輯和控制功能。開(kāi)關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)。開(kāi)關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)由微型機(jī)的并行接口（PIA或PIO）、光電隔離器件及有觸點(diǎn)的中間繼電器等組成，以完成各種保護(hù)的出口跳閘、信號(hào)、外部觸點(diǎn)輸入、人機(jī)對(duì)話及通信等功能。圖21微機(jī)保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)示意框圖目前，隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，已有許多單一芯片將微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）、并行接口、閃存單元（FLASH）、DSP、通信接口等多種功能集成與一個(gè)芯片內(nèi)，構(gòu)成了功能齊全的單片機(jī)微型機(jī)系統(tǒng)，為微機(jī)保護(hù)的硬件設(shè)計(jì)提供了更多選擇。此外，還出現(xiàn)了芯片對(duì)外連線沒(méi)有了任何數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的微型機(jī)，實(shí)現(xiàn)了“總線不出芯片”的設(shè)計(jì)，有利于與提高微機(jī)保護(hù)設(shè)備的可靠性和抗干擾能力。22數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（模擬量輸入系統(tǒng)）模擬量輸入電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖22所示。主要包括電壓形成回路、采樣保持電路和濾波器、模擬量多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等部分。下面分別敘述這幾個(gè)部分的工作原理及作用。電壓形成電壓形成低通濾波器低通濾波器采樣保持器采樣保持器多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)模數(shù)轉(zhuǎn)換器主機(jī)模擬量輸入（電壓、電流等）圖22模擬量輸入電路結(jié)構(gòu)框圖221電壓形成回路繼電保護(hù)動(dòng)作與否的判據(jù)來(lái)自被保護(hù)的電力線路或設(shè)備上的電氣參數(shù)，例如電流、電壓等，這些原始模擬量的數(shù)值一般都非常大，其數(shù)量級(jí)可能為千伏或千安級(jí)等。為了保障設(shè)備安全和人身安全，需要降低和變換原始模擬量數(shù)值。在微機(jī)保護(hù)中，通常根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的要求，將輸入信號(hào)變換為5V或10V范圍內(nèi)的電壓信號(hào)，因此，一般采用中間變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)以上變換。交流電壓信號(hào)可以采用電壓變換器；而將交流電流信號(hào)變換為成比例的電壓信號(hào)，可以采用電抗變換器或電流變換器，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。輸入電壓的電壓形成回路，即通過(guò)電壓變換器實(shí)現(xiàn)。輸入電流的電壓形成回路（有以下2種方法實(shí)現(xiàn)）1）電抗變換器。電抗變換器具有阻止直流、放大高頻分量的作用，因此當(dāng)一次流過(guò)非正弦電流時(shí)，其二次電壓波形將發(fā)生嚴(yán)重的畸變，這是不希望的。電抗變換器的優(yōu)點(diǎn)是線性范圍較大，鐵芯不易飽和，有移相作用；另外，其抑制非周期分量的作用在某些應(yīng)用中也可能成為優(yōu)點(diǎn)。2）電流變換器。電流變換器的最大優(yōu)點(diǎn)是，只要鐵芯不飽和，則其二次電流及并聯(lián)電阻上的二次電壓的波形可基本保持與一次電流波形相同且同相，即它的傳變可使原信息不失真。這點(diǎn)對(duì)微機(jī)保護(hù)是很重要的，因?yàn)橹挥性谶@種條件下作精確地運(yùn)算或定量分析才是有意義的。至于移相、提取某一分量或抑制某些分量等，在微機(jī)保護(hù)中，根據(jù)需要可容易地通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。電流變換器的缺點(diǎn)是，在非周期分量的作用下容易飽和，線性度較差，動(dòng)態(tài)范圍也較小。在微機(jī)保護(hù)中，一般采用電流變換器將電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)。采用電流變換器的連接方式如圖23所示。其中Z為模擬低通濾波器及A/D輸入端等回路構(gòu)成的綜合阻抗，數(shù)值很大；而R為電流變換器二次側(cè)的并聯(lián)電阻，數(shù)值遠(yuǎn)小LH于Z（R/說(shuō)明程序中包含標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫(kù)函數(shù)INCLUDE/說(shuō)明程序中包含數(shù)學(xué)函數(shù)DEFINEPI31415926VOIDSENSITIVE/提高靈敏度函數(shù)DOUBLE,M,N,P,S,R,QIACMAXIINDOUBLEAA0,AB0,CA0,CB0/定義浮點(diǎn)型變量DOUBLESAMPLE12,2/定義采樣寄存數(shù)組INTI/定義整形變量FORI0,IMC/如果，INIMINCINCIIF/5REPORTI1/如果或者/5并且/定義采樣寄存數(shù)組DOUBLEQ/QACIDOUBLEAA0,AB0,CA0,CB0/定義浮點(diǎn)型變量DOUBLE,M,N,P,S,R,/定義浮IIM3STITAIC點(diǎn)型變量DOUBLETN200,TN300/定義變量并初始化，時(shí)鐘清零INTI,J,T/定義整形變量PRINTFPLEASEENTER/N/N/N/N/在屏幕上顯示輸入IIIIIISCANFF,/從鍵盤讀入一個(gè)數(shù)賦給變量IISCANFF,/從鍵盤讀入一個(gè)數(shù)賦給變量SCANFF,/從鍵盤讀入一個(gè)數(shù)賦給變量IIFORI0,IAIC/如果則MAICMAELSE/否則ICMCIFQM/如果Q則3I3IMELSEQ/否則Q3MI3MIIFTRIPPING1REPORTI1/如果，發(fā)出跳閘命令，報(bào)告I段動(dòng)作MIIIFSTITTRIPPING1REPORTII1/如果TN2，發(fā)出跳閘命令，報(bào)告II段動(dòng)作STITIFSTITTRIPPING1REPORTIII1/如果TN3，發(fā)出閘命令，報(bào)告III動(dòng)作STIT56啟動(dòng)元件561電流突變量和相電流穩(wěn)態(tài)量微機(jī)保護(hù)通常采用電流突變量作為主要的啟動(dòng)元件，監(jiān)視絕大部分的故障；再用相電流和零序電流作為輔助啟動(dòng)元件，監(jiān)視大過(guò)渡電阻接地等極少數(shù)電流變化較緩慢的故障。有啟動(dòng)標(biāo)志C相啟動(dòng)判別置啟動(dòng)標(biāo)志1AK1AK3AK有啟動(dòng)標(biāo)志NNYYYNNNYA相啟動(dòng)判別0AK啟動(dòng)元件入口圖56突變量啟動(dòng)流程示意圖562突變量及穩(wěn)態(tài)量啟動(dòng)子程序INCLUDE/說(shuō)明程序中包含標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫(kù)函數(shù)INCLUDE/說(shuō)明程序中包含數(shù)學(xué)函數(shù)VOIDSTART/啟動(dòng)元件函數(shù)DOUBLE,AI0CIAKCDOUBLEA1,A2,MA,NA,PADOUBLESAMPLE12M,2/定義采樣寄存數(shù)組INTI/定義整形變量INT/定義整形變量CAK,PRINTFPLEASEENTER/N/N/N/在屏幕上顯示輸入AI0C0AI0CI0SCANFF,/從鍵盤讀入一個(gè)數(shù)賦給變量AI0AI0SCANFF,/從鍵盤讀入一個(gè)數(shù)賦給變量CI0CI0FORI212,I/判別定值IAI0IAAI01AKIF3TRIPPING1SENSITIVEELSETURNCELSEIF（）0AKTURNCELSE1AKTURNCVOIDTURNC/C相啟動(dòng)判別函數(shù)DOUBLEC1,C2,MC,NC,PCINTKFORK212,K/判別定值CI0KICCI01CKIF3TRIPPING1SENSITIVEELSEIF/穩(wěn)態(tài)量啟動(dòng)，相電流、的最大值SETMI0AICMITRIPPING1SENSITIVEELSEIF（）0CKIF/穩(wěn)態(tài)量啟動(dòng)SETMI0TRIPPING1SENSITIVEELSE1CK總結(jié)通過(guò)近兩個(gè)月的研究與設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)基本達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，保證全部邏輯正確完成。在本課題設(shè)計(jì)工作中，除了鍛煉了自己的能力外，也積累了不少經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)總結(jié)如下本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)中壓配電網(wǎng)10KV饋電線路微機(jī)保護(hù)的原理分析和程序設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)內(nèi)容的分析可知，首先要利用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的知識(shí)，確定保護(hù)方案。由于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)知識(shí)掌握得比較好，因此這一步進(jìn)行得比較順利。接下來(lái)分析電流保護(hù)，在分析這一步過(guò)程中遇到了一些小困難，通過(guò)查找相關(guān)的書籍，同時(shí)在老師的指導(dǎo)下也很快的邁了過(guò)去。其次，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)習(xí)慣，通過(guò)方案比較，論證選擇了一套初始的保護(hù)。為了能夠確定這些保護(hù)是否滿足要求，是否有足夠的實(shí)用性，還需要對(duì)它們進(jìn)行整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)。中間走了不少的彎路，遇到了不少的困難，但是經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，仔細(xì)思考后問(wèn)題仍然得到了解決。隨著社會(huì)的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)將成為繼電保護(hù)的主流，是社