基于微机的三段式距离保护实验系统开发Word格式.doc

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电子科技大学

继续教育学院

制

网络教育学院

2011年10月13日

毕业设计（论文）任务书

题目：

基于微机的三段式距离保护实验系统开发

任务与要求：

时间：

2011年10月153日至 2011年12月16日共8周

学习中心：

（或办学单位）电子科技大学汉沽学习中心

冯建华 学号：

201003693385

专业：

电力系统及自动化

指导单位或教研室：

指导教师：

周平 职称：

讲师

电子科技大学

毕业设计（论文）进度计划表

日期

工作内容

执行情况

指导教师

签字

10月1日

至

10月8日

准备

良好

***

10月13日至10月25日

开题报告

……

10月25日至11月18日

论文初稿

11月18日至12月16日

提交论文

教师对进度计划实施情况总评

　　　　　　　　　　　　　　　　　签名

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年月日

本表作评定学生平时成绩的依据之一。

摘要

当电力系统发生故障时，系统中的保护装置动作，将故障线路或元件切除。

构成保护的原理有很多种，其中距离保护是获得广泛应用的原理之一。

在距离保护的动作过程中，保护装置内部的处理过程是不可见的，内部数据是如何变化的也是无法观察的。

为了分析距离保护在非故障状态下和各种故障状态下的动作行为，观察距离保护动态的变化过程，并分析各种因素对距离保护的影响，本文对微机距离保护动态仿真系统进行了深入研究。

本课题主要由三部分组成，即基于PSCADE/MTDC的故障暂态仿真计算;

基于MATLAB的暂态仿真结果数据格式转换;

基于LbaVEIW的距离保护动态仿真程序。

本文按照真实的微机距离保护的主要组成部分设计了距离保护动态仿真程序。

该程序按照数据流的方式进行计算和处理，完全模拟了数据在保护中的流通顺序，贴近于真实的距离保护。

经数据格式转换后的故障暂态计算结果作为距离保护动态仿真程序的输入量，通过对输入量进行逐点计算，能同步逐点显示出继电器的测量阻抗和其它各种仿真结果。

本文通过仿真实例从以下几个方面对距离保护进行了分析:

暂态分量对距离保护的影响;

应用全波傅氏算法或半波傅氏算法时对计算精度的影响;

采样频率对计算精度的影响;

过渡电阻的影响;

过渡电阻和负荷电流共同作用引起的稳态超越;

振荡对距离保护的影响。

关键词关键词一　关键词二

Abstract

Therelayprotectionplaysanimportantroleinthepowersystemsecurity.Powersystemrelayprotectionisanindispensableoperationofsecondaryequipment,Itsroleistogenerators,transformers,transmissionanddistributionlinesandotherelectricalequipmentfailuresthatmayoccurtoimplementsupervisorandprotection.Onthebreakdownoftimelyandaccurateprocessing,therebypreventingcasualtiesanddamagetoequipment,toensurepowerquality,soprotectiondevicesinpowersystemoperationalsoparticularlyimportantrole.

Thevirtualinstrumentisthedeeplycombinationoftheinstrumenttechnologyandthecomputertechnology.Itcombinescomputerwiththefunctionalmodulehardwareusingapplicationprogram.Usercannotonlymanipulatethecomputerthroughfriendlygraphicalinterface,butalsomanageinstrumentcontrolandorganizationinstrumentsystem.Itcanfinallyachievethegoalofsubstitutiontraditionelectronicinstrument.Infact,thevirtualinstrumentistheunionofsoftwareandhardware,andtheunionofvirtualandactual.Itfullyusesthenewestcomputertechnologytocompleteandexpandthefunctionoftraditionalinstrument.

ThisvirtualinstrumenttechnologywillbeusedinPowerSystemProtectioninthispaper.Thispaperintroduceshowtousethevirtualrelaytechnologyandinstrumentdevelopmentfromtheprotectionofrealthree-stagesystem.Includingthesystemcomposition,functionandstructure,visualeffects.ExperimentalresultSshowthatthesystemhasthefollowingfeatures:

faulttypeofdiscrimination,algorithmprocedure.

Inaddition,thesystemwhilereducingequipmentcosts,butalsohasfriendlyinterface,easymaintenanceandfunctionaladvantagesofeasyexpansion.Thesysteminpowersystemfullyembodiestheeasy,fastandpracticaladvantages.

KEYWORDonetwoPowersystem,Distanceprotection,Virtualinstruments,LabVIEW

目录

第一章绪论 1

1.1课题背景 1

1.2继电保护概述 1

1.3虚拟仪器概述 4

1.3.1虚拟仪器概念 4

1.3.2国内外发展状况 5

1.3.3虚拟仪器技术的意义 5

1.4本课题研究的意义 5

1.5本课题的研究内容 5

第二章电网的距离保护 7

2.1距离保护的基本概念 7

2.1.1距离保护的时限特性 7

2.2阻抗继电器 8

2.2.1阻抗继电器的接线方式 9

2.2.2相间短路阻抗继电器的“0”接线方式 9

2.2.3死区及消除死区的方法 11

2.3距离保护的整定计算原则 11

2.4距离保护应用中的相关辅助措施 12

2.5本章小结 13

第三章微机距离保护动态仿真的整体设计思想 14

3.1LabVIEW简介 14

3.2整体设计思想 14

3.5本章小结 16

第四章距离保护软件系统开发 17

4.1距离保护的组成 17

4.2系统软件设计 18

4.2.1流程图 18

4.2.2傅里叶算法模块 18

4.2.3故障类型判别程序 20

4.2.4阻抗继电器模块 22

4.2.5区段判别程序 22

4.2.6动作逻辑模块 24

4.3可视化效果设计 24

4.4本章小结 25

结束语 26

谢辞 27

参考文献 28

电子科技大学毕业论文（设计）　　　　　　　　　　　　　　　　基于微机的三段式距离保护试验系统开发

第一章绪论

1.1课题背景

当代电网的规模越来越大，对电力系统可靠性和安全性的要求不断提高。

而电力系统在运行中不可避免的会发生各种故障或不正常的运行状态，使整个供电系统的正常运行遭到破坏，造成对用户供电的中断或供电质量的下降，甚至损坏电器设备，给国民经济的发展带来极其不利的影响。

因此，电力系统在各电气元件上装设了继电保护装置。

电力系统继电保护作为一种能反应电力系统电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的装置，是电力系统中不可或缺的一部分。

对于电力系统的安全与稳定运行起到了重要的作用。

经过了一个世纪的发展，继电保护装置己经发展到了微机保护，是一种能反应不同电气量，实现多种功能的复杂的装置。

在各种不同的保护原理中，距离保护获得广泛应用。

在目前所用的距离保护装置中，从故障到保护动作跳闸这段时间内保护装置的处理过程是不可见的，在这个过程中装置内部的数据是如何变化的也是不可见的。

为了分析距离保护在线路正常情况下和各种故障情况下的动作行为，以及观察距离保护动态的变化过程，并分析各种因素对距离保护的影响，本课题对微机距离保护进行了仿真，设计了距离保护动态仿真系统。

1.2继电保护概述

电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成。

各电气元件及系统整体一般处于正常运行状态，但可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路。

可能产生严重的后果如：

由于电流很大会使故障元件损坏，或者缩短他们的使用寿命；

部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；

破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至整个系统瓦解。

在电力系统中，除采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而又有选择性的切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。

切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒。

，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要