大型发电机的微机继电保护仿真设计
1 概述
发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着极其重要的作用。然而，在发电机运行过程中，其定子绕组和转子回路都有可能出现故障和异常情况。当故障发生后，对供电系统的影响极大，同时修复工作复杂，检修期长，会给国民经济造成直接及间接地巨大经济损失。作为发电机内部故障的主保护，它的拒动或误动都将会造成严重后果。因此，发电机必须装设专门的、性能完善的继电保护装置。当发电机一旦发生故障时，保护装置能快速而有选择性地将发电机从系统中切除，并进行灭磁。当发电机处于不正常运行状态时，保护装置应能及时发出信号，以便运行人员进行处理。
发电机的故障类型主要有：
（1）定子绕组的相间短路。
（2）定子绕组的匝间短路。
（3）定子绕组的单相接地短路。
（4）励磁回路的一点接地或两点接地短路。
同步发电机的不正常运行状态主要有：
（1）低励磁或失磁。发电机从系统吸取大量无功功率，引起定子过电流；同时发电机可能失去同步而进入异步运行状态。系统无功储备不足则将引起电压较大幅度下降，严重时将危及系统的稳定运行。
（2）定子过电流或过负荷。会造成定子温度升高，绝缘加速老化，机组寿命缩短。
（3）定子过电压。发电机突然甩负荷会引起定子过电压，严重时将会危及绕组绝缘。
（4）发电机失步。发电机失步时，发电机与系统发生振荡，振荡电流会使定子绕组过热，并使其端部遭受机械损伤。
（5）逆功率和频率降低。当汽轮发电机主汽门突然关闭而发电机断路器未断开，发电机将从系统吸收无功功率并逐步过渡到同步发电机运行状态，形成逆功率现象。发电机的逆功率将导致汽轮机尾部叶片与剩余蒸汽摩擦过热以至损坏。
电子信息工程专业自评报告 一、基本情况介绍 XX大学XX学院电子信息工程专业始建于2006年，现归属于XX大学XX学院理工分院。目前在校学生有06、07、08、09级四个年级5个班共计330人。共有专职教师12名，建有9个专业实验室。理工分院开设有与该专业密切相关的通信工程、测控仪器与设备、计算机科学与技术专业，在师资力量和教学资源上对该专业提供了重要支撑。 XX学院有着一套独特而又务实的育人理念，把“让学生更好地走上社会”作为办学的宗旨；把“311”（掌握英语、计算机和中文写作3个交往工具，1个健康人格，1项专业知识和技能）作为人才培养的模式；将“五种素养”（工具、专业、人文、人格、行动力）和“五种能力”（学习能力、实践能力、适应能力、创新能力、可持续发展能力）作为培养的规格；以“应用型，实用性”作为培养的目标。 在广泛参照各高校的培养方案的基础上,根据该专业人才的社会需求情况，结合地方经济的发展,围绕学院办学理念和“311”人才培养模式,制定和调整本专业的人才培养方案。 本专业培养目标：“本专业培养适应社会主义现代化建设和市场经济发展的需要，德、智、体、美全面发展，系统掌握电子技术和计算机信息控制系统的基础理论和专业知识，能从事各类电子设备和计算机信息控制系统的研究、设计、开发和应用的具有创新精神和实践能力的应用型、实用性高级专门人才。” 二、自评情况 1.师资队伍 1.1队伍结构 电子信息工程专业具有较强的师资力量，有从事教学工作数十年、经验丰富的教师，在企业从事技术工作多年的高级工程师，年富力强的中年教师，以及充满活力和干劲的青年教师，是一支热爱教学、教育理念先进、有较强实践能力，结构较为合理、勇于创新、具有团队精神的教学队伍。 师资队伍结构表 1.2 主讲教师
引言 电力系统继电保护的设计与配置是否合理会直接影响到电力系统的安全运行，所以必须合理地选择保护配置和进行正确的整定计算。 本次设计要求为200MW发电机－变压器组配置继电保护和自动装置，目的为通过本次设计，进一步加深对所学知识的理解，以及理解保护与保护之间的配合问题。 大型发电机的造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障遭到破坏，其检修难度大，检修时间长，要造成很大的经济损失。例：一台200MW汽轮发电机，因励磁回路两点接地使大轴和汽缸磁化，为退磁停机一个月以上，姑且不论检修费用和对国民经济造成的间接损失，仅电能损耗就近千万元，大机组在电力系统内占有重要地位，特别是单机容量占系统容量很大比例的情况下，大机组的突然切除，会对电力系统造成很大的扰动。另外，大型汽轮发电机的起停特别费时、费钱，以停机7～8小时的热起动为例：200MW发电机组就得需要7小时。因此，非必需的情况下，不要使大型发电机组频繁起动，更不要轻易紧急突然停机，这就对继电保护提出了更高的要求，所以在配置继电保护和自动装置时，要充分考虑各方面的因素，力求继电保护和自动装置准确、可靠、灵敏。
第1章继电保护的配置 1.1 概述 200MW发电机组造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障，其检修难度大，时间长，将造成较大的经济损失。因此，在考虑200MW机组继电保护的总体配置时，应最大限度地保证机组安全和缩小故障破坏范围，尽可能避免不必要的突然停机，对某些异常工况采用自动处理装置，特别要避免保护装置的误动和拒动，这样不仅要求有足够的的可靠性、灵敏性、选择性和快速性，还要求继电保护在总体配置上尽量做到完善、合理，避免繁琐、复杂。 200MW机组保护装置可分为短路保护和异常运行保护两类。短路保护是用以反应被保护区域内发生的各种类型的短路故障，为了防止保护拒动或断路器拒动，设主保护和后备保护。异常运行保护是用以反应各种可能给机组造成危害的异常工况，不设后备保护。 为了满足电力系统稳定方面的要求，对于200MW发电机－变压器组故障要求快速切除。 为了确保正确快速切除故障，要求对200MW发电机－变压器组设置双重快速保护。 各保护装置动作后所控制的对象，依保护装置的性质、选择性要求和故障处理方式的不同而不同，对于发电机双绕组变压器，通常有以下几种处理方式： 全停：停汽机、停锅炉、断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器、使机炉及其辅机停止工作。 解列灭磁：断开高压侧断路器、灭磁、断开高压厂用变压器低压侧断路器。 解列：断开高压侧断路器。 减出力：减少原动机的输出功率。 发信号：发出声光信号或光信号。 母线解列：对双母线系统，断开母线联络断路器，缩小故障波及范围。 1.2保护配置依据――《继电保护和安全自动装置技术规程》 1. 对300MW及以上的汽轮发电机组，应装设双重快速保护，即装设发电机纵联差动 保护、变压器纵差动保护和发电机、变压器共用纵联差动保护。 2. 发电机－变压器组：对100MW及以上的发电机，应装设保护区为100％的定子接地 保护。 3. 对于定子绕组为星形联接，每相有并联分支且中性点有分支引出端子的发电机， 应装设单继电器式横差保护。 4. 200MW及以上的发电机应装设负序过电流保护和单元件低电压起动的过电流保护， 当灵敏度不满足要求时，可采用阻抗保护。 5. 对于200MW及以上汽轮发电机宜装设过电压保护。 6. 对过负荷引起的发电机定子绕组过电流，应装设定子绕组过负荷保护。 7. 发电机转子承受负序电流的能力，以I2t≤A为判据，其中I为以额定电流为基准
- 继电保护课程设计输电线路微机继电保护系统设计 学院：物理与电子电气工程 专业：电气工程及其自动化 ： 学号： 摘要
输电线路继电保护是整个电力系统的重要组成部分，它的任务是快速准确地切除线路故障，保证电网安全运行。本文采用微机控制方法，对高压输电线路故障进行诊断和切除，取代传统电磁型继电保护装置。 线路保护装置采用STC12C5A60S2芯片作为控制核心，硬件电路主要包括芯片外围电路，模拟信号处理和采样电路，开关量输入输出电路，电源电路等。本文首先对整个控制系统进行软件仿真，然后再将设计应用到实际当中，阐述三段式电流保护的控制流程和软件实现方法。 关键词单片机；继电保护；整流；电流互感器
目录 1 绪论 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 微机继电保护的发展趋势及特点 (1) 1.3 本文主要工作 (2) 2 系统硬件设计 (3) 2.1 系统框架 (3) 2.2 系统仿真 (3) 2.2.1 仿真设计 (3) 2.2.2 部分电路分析 (4) 2.2.3 仿真结果 (7) 2.3 系统硬件 (7) 2.3.1 主要芯片和器件的选择 (7) 2.3.2 单片机最小系统设计 (10) 2.4 三段式电流保护理论 (12) 2.4.1 电流速断保护（第I段） (12) 2.4.2 限时电流速断保护（第II段） (12) 2.4.3 定时限过电流保护（第III段） (13) 2.4.4 三段式电流保护小结 (13) 3 系统软件设计 (13) 3.1 系统软件设计方案 (13) 总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1.1 设计背景 当今社会，电能已经成为人类最重要的能源之一，它几乎已经渗透到人类一切的活动当中。由于电能的生产是在相对集中的区域完成，所以电能的输送成为电力系统中重要组成部分。随着电网电压等级的不断升高和用电负荷的不断增加，输电安全也逐渐成为重要研究课题。 传统电力系统继电保护经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段。20世纪70年代以后，电力系统继电保护进入微机时代。微机继电保护降低了设备成本，提高了设备可靠性，同时具有控制灵活、准确，性能优良等特点，成为当今主流的继保控制核心。本文采用51单片机为核心，通过低压数字微机信号采集、数据分析、动作输出，实现对高压输电线路的诊断、分析、故障切除，保护电力系统安全运行。 1.2 微机继电保护的发展趋势及特点 继电保护技术发展趋势向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通 信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势[1]。 微机继电保护主要有以下特点： 1．改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护；可引进自动控制、新的数学理论和技术如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明。 2．可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3．工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置体积小，减少了盘位数量；功耗低。 4．可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5．使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 6．可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性等等。
本科实验报告 课程名称：微机继电保护 实验项目：电力系统继电保护仿真实验 实验地点：电力系统仿真实验室 专业班级：电气1200 学号：0000000000 学生：000000 指导教师：000000 2015年12 月 2 日
微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。众所周知，传统的继电器是由硬件实现的，直接将模拟信号引入保护装置，实现幅值、相位、比率的判断，从而实现保护功能。而微机保护则是由硬件和软件共同实现，将模拟信号转换为数字信号，经过某种运算求出电流、电压的幅值、相位、比值等，并与整定值进行比较，以决定是否发出跳闸命令。 继电保护的种类很多，按保护对象分有元件保护、线路保护等；按保护原理分有差动保护、距离保护和电压、电流保护等。然而，不管哪一类保护的算法，其核心问题归根结底不外乎是算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、电流等的有效值和相位以及视在阻抗等，或者算出它们的序分量、或基波分量、或某次谐波分量的大小和相位等。有了这些基本电气量的计算值，就可以很容易地构成各种不同原理的保护。基本上可以说，只要找出任何能够区分正常与短路的特征量，微机保护就可以予以实现。 由此，微机保护算法就成为了电力系统微机保护研究的重点,微机保护不同功能的实现,主要依靠其软件算法来完成。微机保护的其中一个基本问题便是寻找适当的算法,对采集的电气量进行运算，得到跳闸信号，实现微机保护的功能。微机保护算法众多，但各种算法间存在着差异，对微机保护算法的综合性能进行分析,确定特定场合下如何合理的进行选择,并在此基础上对其进行补偿与改进,对进一步提高微机保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性,满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义。 目前已提出的算法有很多种，本次实验将着重讨论基本电气量的算法，主要介绍突变量电流算法、半周期积分算法、傅里叶级数算法。 二、实验目的 1. 了解目前电力系统微机保护的研究现状、发展前景以及一些电力系统微机保护装置。 2. 具体分析几种典型的微机保护算法的基本原理。 3. 针对线路保护的保护原理和保护配置，选择典型的电力系统模型，在MATLAB软件搭建仿真模型，对微机保护算法进行程序编写。 4. 对仿真结果进行总结分析。 三、实验容 1、采用MATLAB软件搭建电力系统仿真模型 2、采用MATLAB软件编写突变量电流算法 3、采用MATLAB软件编写半周积分算法 4、采用MATLAB软件编写傅里叶级数算法算法
微机继电保护习题 1.微机保护装置从功能上可分为6个部分：（数据采集系统），数字数字处理系统，（输出通道），（人机接口），（通信系统），电源电路。 2.数据采集系统包括隔离与电压形成（或模拟量输入变换回路）、（低通滤波回路）、采样保持回路、（多路转换器）和模数转换（A/D）回路等部分组成。 3.数据采集系统中的电压形成回路除了完成电量变换作用外，还起着（隔离）和（屏蔽）的作用。 4.采样保持电路的作用是，在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的（瞬时值），并在模数转换期间内（保持输出不变）。 5.电压信号经VFC变换后是（数字脉冲波），因此采用光隔电路容易实现数据采集系统与微机系统的（隔离），有利于提高刚干扰能力。 6．在微机保护中广泛使用光隔离器，主要利用了（开关器件）的功能，应用于逻辑电平和（信号）控制，实现两侧信号的传递和（电气的绝缘）。 7.分析和评价各种不同算法优劣的标准是（精度）和（速度）。 8.采用半周期积分算法计算被测电流，如果被测电流是100A时半周期积分结果是2500，现如果半周期积分结果是2000则被测电流是（）。 9.半周期积分算法可以抑制（高频）分量。对于50Hz的工频正弦量，数据窗延时为（3/4T）。 10.微机保护中，用离散傅里叶算法可用于求出各次谐波的（幅值）和（相位）。 11.R-L模型算法是以线路的简化模型为基础的，该算法仅能计算（测量阻抗），用于（线路距离）保护。 12.阶段式保护主要解决的问题主要是配合问题，即（保护范围）的配合和（动作时间）的配合。<整定值（边界）的配合> 13.阶段式电流保护的1段保护其保护范围现在在（线路全长）以内，一般要求去1段保护的保护范围应大于线路全长的（85%）。 14.第2段保护必须保护线路（全长并延伸至下一级线路），但不能超过下级线路的（15%）。 15.反时限电流保护的启动电流整定值按（定时限过电流）整定。 16.低频减载装置基本级的作用是根据（系统频率下降程度）依次切除不重要的
" 课题：发电机继电保护设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 指导教师： 设计日期： 成绩：
目录 1.绪论 (1) 继电保护概述 (1) 继电保护基本要求 (1) 2.发电机变压器参数 (2) 原始资料 (2) 发电厂规模 (5) 主接线（一机组一出线） (5) 课程设计的主要内容 (5) 3.短路电流计算 (6) 相关短路点及短路方式的选择 (6) 短路计算点的选择 (7) 整定电流选择 (9) 4.发电机保护配置的选取及整定原则 (9) 发电机的保护配置 (9) 发电机纵差保护整定 (10) 发电机的定子单相接地保护 (11) 发电机的负序过电流和转子接地保护 (11) 发电机的失磁保护 (12) 发电机的其他保护 (12) 5.继电保护整定计算 (13) 发电机纵差保护整定 (13) 过电流保护整定 (14) 过负荷保护整定 (15) 6.仿真图 (16) 7.总结 (17) 8.参考文献 (18) 9.附录 (19)
1.绪论 继电保护概述 电力系统在运行中，由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态。最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路，最常见的不正常运行状态是过负荷，最常见的短路故障是单相接地。这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全和可靠运行，这就需要继电保护装置来反应设备的这些不正常运行状态。 所谓继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本作用是：①当电力系统发生故障时，能自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除，以保证系统其余部分迅速恢复正常运行，并使故障设备不再继续遭受损坏。②当系统发生不正常状态时，能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。 继电保护基本要求 可见，继电保护装置是电力系统必不可少的重要组成部分，对保障系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。为完成继电保护的基本任务，对于动作于断路器跳闸的继电保护装置，必须满足以下四项基本要求： （1）选择性 选择性是指电力系统发生故障时，继电保护仅将故障部分切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量缩小停电范围。继电保护装置的选择性，是依靠采用合适类型的继电保护装置和正确选择其整定值，使各级保护相互配合而实现的。 （2）快速性 为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电，以及避免和减轻电气设备在事故时所遭受的损害，要求继电保护装置尽快地动作，尽快地切除故障部分。但是，并不是对所有的故障情况，都要求快速切除故障，应根据被保护对象在电力系统中的地位和作用，来确定其保护的动作速度。 （3）灵敏性 灵敏性是继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能力，一般以灵敏系数K表示。灵敏系数K越大，说明保护的灵敏度越高。每种继电保护均有特定的保护区(发电机、变压器、母线、线路等)，各保护区的范围是通过设计计算后人为确定的，保护区的边界值称为该保护的整定值。 （4）可靠性 可靠性是指当保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置能够可靠动作而不致拒绝动作，而在电气设备无故障或在保护范围以外发生故障时，保护装置不发生误动。保护装置拒绝动作或误动作，都将使保护装置成为扩大事故或直接产生事故的根源。因此，提高保护装置的可靠性是非常重要的。 以上对继电保护装置所提出的四项基本要求是互相紧密联系的，有时是相互矛盾的。例如，为了满足选择性，有时就要求保护动作必须具有一定的延时，为了保证灵敏度，有时就允许保护装置无选择地动作，再采用自动重合闸装置进
https://www.doczj.com/doc/6c9164283.html, 微机继电保护设计研究 运行过程中的电力系统，由于雷击、倒塌、内部过压或者错误的运行操作等都会造成故障及危害，一旦发现故障，我们就必须迅速采取并确保系统的可靠运行。当电气设备出现问题时，应根据系统运行的维护要求，确定出相应的保护动作。为了确保电力系统能够安全可靠的运行，继电保护装置就此运应而生。 随着计算机技术和电子技术的发展，使电力系统的继电保护突破了传统的电磁型、晶体管型及集成电路型继电保护形式，出现了微型机、微控制器为核心的继电保护形式，这种保护形势称为电力系统微机继电保护。 微机继电保护的原理和特点 传统的模拟式继电保护是根据电力系统中的模拟量（电压U、电流I）进行工作的，也就是将采集的模拟量与给定的机械量（弹簧力矩）、电气量（门槛电压）进行对比和逻辑运算，做出判断，从而完成相应的保护。 机电保护装置满足的四项基本要求依次是灵敏性、选择性、速动性、可靠性。 继电保护装置工作原理包括以下三部分：1.信号检测部分、2.逻辑判断部分、3.保护动作部分。其具体工作流程如下：信号检测部分从被保护侧采集相应的模拟量和开关量，传送到逻辑判断部分，通过算法进行处理，将所得结果与给定的整定值进行对比，判断系统是否出现故障并发出相应的动作命令，最终再由保护动作部分执行相应的动作。 现代微机保护则是将电力系统的模拟量（电压U、电流I）进行采样和编码之后，转换成数字量，通过微型计算机进行分析、运算和判断，从而实现电力系统的继电保护。 微机继电保护具有的特点：稳定性好、逻辑判断准确、设备维护方便、设备附加值高、适应性强。 微机继电保护的设计 微机继电保护的设计分为硬件设计和软件设计两部分。微机继电保护的硬件设计，从功能上讲，微机保护装置包括五个部分：数据采集单元，数据处理单元（CPU），开关量输入输出回路，人机接口部分和电源回路。 微机继电保护的软件设计中，系统软件是整个保护装置的灵魂，基于各个硬件设备的基础之上实现线路继电保护及监控的各种功能。这里以微机三段式电流保护为例主要介绍微机保护的主程序设计与自检模块。 随着电力自动化技术的日益发展，微机继电保护装置取代传统继电保护装置是个必然的趋势。通过引进微机控制技术，可使电力系统的运行更加安全、可靠、稳定、高效率。总之，随着微电子技术、计算机技术、网络技术和通信技术的发展，微机继电保护和变电站自动化系统在逐渐向智能化与网络化方向发展。
2016-2017学年上学期期末考试试卷抽查与分析报告 一、试卷抽查的目的 考试是教学过程中一个重要环节，试卷命题的质量以及学生考试成绩的高低，既反映教师的教学水平和教学质量，也反映学生的学习态度和学习效果，同时又是学校教学管理水平的集中体现。通过试卷抽查，可以进一步加强我校本科教学质量监控的广度和力度，提高试卷命题的质量和考试管理水平，规范试卷评阅工作，确保阅卷质量。 二、抽查对象 教学督导组11位专家对2016-2017学年上学期的期末试卷进行了检查。 根据教学督导工作计划，教务处总共抽取了60位教师的试卷，每位专家对5-6位教师的试卷进行检查。采集到的有效样本59个分布如下： 表1试卷样本信息一览表 学院经 管 学 院 政 法 学 院 外 语 学 院 文 学 院 数 学 学 院 物 理 学 院 信 息 学 院 计 算 机 学 院 机 电 学 院 土 木 学 院 化 环 学 院 纺 织 学 院 艺 术 设 计 学 院 轨 道 交 通 学 院 马 克 思 主 义 学 院 抽取教 师人数 444344444444444 三、结果与分析 （一）试卷清洁度、评分情况、试卷袋填写以及试卷装袋的抽查结果与分析
表2试卷抽查评审指标与内容统计 评审指标与内容 评审指标与内容 清 洁 度5 分 评分情况60分试卷袋填写20分试卷装袋15分 总 分 改 卷 清 洁 ， 无 涂 改 阅 卷 严 格 按 评 分 标 准 给 分 有标 准答 案且 正 确， 有各 题要 点或 步骤 评分 标准 小 分 统 计 准 确 无 误 总分 统计 准确 无 误， 并与 成绩 单一 致 用红 笔批 卷， 并有 得 （或 扣） 分标 记， 无乱 涂 改， 改动 处应 有签 名 总成 绩考 虑平 时成 绩 时， 应提 供平 时成 绩依 据 各项 内容 填写 完 整、 详细 考 试 科 目 与 标 签 上 考 试 科 目 一 致 成绩 登记 表填 写完 整、 正确 有 评 卷 记 录 并 认 真 填 写 装订 整 齐、 规 范， 数量 完整 按 成 绩 单 顺 序 排 列 的 试 卷 试 卷 份 数 与 参 考 人 数 及 登 录 成 绩 人 数 相 符 全 校 平 均 分 4.269.098.919.189.178.618.76 4.76 5.00 4.81 4.88 4.96 4.70 4.9091.99 从表中可以看到，全校的平均分为91.99分。其中做得最好的环节是装订整齐、规范，数量完整以及考试科目与标签上考试科目一致两项，分别得了4.96分和5.00分。改卷清洁无涂改这一项的得分相对来说较低，只有4.26分，需加以改善。总体来讲，试卷袋填写与试卷装袋这两大指标的评分相对较高，满分20分和15分，分别得了19.45分和14.56分。 （二）专家反馈存在问题 根据11位专家对试卷的检查，教师们的试卷主要存在以下问题：
[1] 如果X(z)=1/(1-a/z) ，则序列x(n)为（） A a^n B a^(-n) C e^(an) D e^(-an) 答案： D [2] 当输电线路发生BC两相短路故障时，解微分方程算法中的电流i(t)应选择为 A ibe(t) B iac(t) C iab(t) D ibc(i)+K3i0(i) 答案： A [3] 滤波方程是y(n)=x(n)-0.75X(n-1)+0.125X(n-2)的数字滤波器，当采样周期是0.02 (ms)时，其时间窗是 A 0.01(ms) B 0.02(ms) C 0.03(ms) D 0.04(ms) 答案： D [4] 递归型数字滤波器脉冲传递函数H(z)的极点必须满足 A 幅值小于1 B 幅值等于1 C 幅值大于1 D 在z=-1线左侧 答案： A [5] 系统频率不变时，采样值乘积算法的计算误差为 A 零 B 无穷大 C 2% D 3% 答案： A [6] 下列哪个公式反映Z变换的多步延迟定理 A Z[ax(t)]=aX(z) B Z[x(t+T)]=Z[X(z)-x(0)] C Z[x(t-nT)]=z^(-n)X(z) D Z[x(t+nT)]=z^nX(z) 答案： C [7] 数字滤波器y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)，在采样周期是5/3ms时，时间窗是 A 5/3ms B 10/3ms C 15/3ms D 20/3ms 答案： C [8] 如果f(k)的Z变换为F（z），则f（k+1）的Z变换为 A zF（z） B z[F（z）-f（0）] C z[F（z）+f（0）] D F（z）•f（0) 答案： B [9] 电力系统输电线路最常见的故障是 A 单项故障 B 相间故障 C 相间短路接地 D 三相短路 答案： A [10] 如果离散控制系统脉冲传递函数极点的幅值为|Pi|，则其临界稳定的条件是 A |Pi|<1 B |Pi|=0 C |Pi|=1 D |Pi|>1 答案： C 【题型：填空】【分数：1分】得分：0分 [11] 在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。 答案：自检循环 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [12] 微型机继电保护装置中采 用多CPU时，缩短了保护功能程序执 行的时间，提高了保护动作的。 答案：速动性 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [13] 微型机发电机纵差保护方 案有：基波比率制动式、基波标积制 动式和。 答案：采样瞬时值 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [14] 在电力系统发生故障时，相 电流差突变量起动元件用来起动微型 机距离保护程序中的___。 答案：故障处理程序 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [15] 对连续时间信号采样时，要 求采样频率一定要满足。 答案：采样定理 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [16] 在微型机继电保护中，实现 对模拟量进行采样并保持采样值在模 数转换期间不变的器件称为 _________。 答案：采样保持器 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [17] 逐次比较式模数转换器 （A/D）的转换位数越多，其量化误 差越。 答案：小 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [18] 合理配置数字滤波器脉冲 传递函数的极点，能够提取输入信号 中需要的成份信号。 答案：频率 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [19] 零点滤波器能够将输入信 号中的某些频率分量信号。 答案：滤除 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [20] 采用傅立叶算法时，要求对 信号的采样形式是。 答案：同步采样 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [21] 三相电压瞬时采样数据求 和用于检测电压量采样值是否发生 _______。 答案：出现错误 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [22] 交流电流交换器输出量的 幅值与输入模拟电流量的幅值 成。 答案：正比 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [23] 基波相量法标积制动式发 电机纵差保护的动作条件是。 答案：∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ） 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [24] 采样过程将连续时间信号 转换成。 答案：离散时间信号 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [25] 在一个控制系统中，只要有 一处或几处的信号是离散信号时，这 样的控制系统称为控制系统。 答案：离散 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [26] 逐次比较式数据采集系统， 将模拟电气量转换成数字量需要一定 的。 答案：转换时间 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [27] 在求离散系统的脉冲传递 函数时，要求输入量和输出量的初始 条件都为_________。 答案：零 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [28] 变压器差动电流速断保护 的整定值应躲过其可能出现的 _______。 答案：最大励磁涌流 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [29] 电流量有效值的计算公式为 2I2= i1^2+i2^2的两点乘积算法，采样 值i1、i2之间采样间隔的电角度是 _____。 答案：900 【题型：填空】【分数：1分】得分： 0分 [30] 与模拟滤波器相比，数字滤 波器工作的可靠性_________。 答案：更高 【题型：简答】【分数：4分】得分： 0分 [31] 说明变压器励磁涌流有何特 点? 答案：包含有很大成分的非周期分 量；包含有大量的高次谐波，而且以 二次谐波为主；波形之间出理间断。 【题型：简答】【分数：4分】得分： 0分 [32] 采用故障分量实现纵差保护 原理有何优点? 答案：采用故障分量实现纵差保护 原理在灵敏度方面优于基波相量纵差 保护原理。在选择性方面，不会降低 保护的选择性。 【题型：简答】【分数：4分】得分： 0分 [33] 使用傅立叶算法时，为什么 不需要对非正弦周期函数电流量的周 期采样数据进行数字滤波？ 答案：因为从傅立叶算法的原理 看，算法本身就具有滤波的性能，所 以可以直接使用电流电压的采样数据 来计算所需谐波分量的有效值和相 角。 【题型：简答】【分数：4分】得分： 0分 [34] 什么是故障分量？ 答案：故障分量是指从实际短路电 流中减去故障前的负荷电流后，所得 到的故障电流分量。 【题型：简答】【分数：4分】得分： 0分 [35] 与比率制动式相比，纵差保 护采用两段式比率制动特性时，有何 优点? 答案：提高内部故障时动作的灵敏 度。 在不同的运行方式下，采用不同的制 动量，在一定程度上提高了纵差保护 对电气元件内部故障时动作的灵敏 度。 【题型：分析】【分数：6分】得分： 0分 [36] 电力系统发生振荡时，电流 中包含哪些分量？ 答案：振荡时三相完全对称,电力 系统中只含有正序分量，不会出现负 序分量和零序分量。 【题型：分析】【分数：6分】得分： 0分 [37] 电力系统发生振荡时，振荡 中心处电压幅值有何特点？ 答案：振荡时，各节点电压幅值均 随时间呈周期性变化；变化的速度较 慢。 【题型：应用】【分数：6分】得分： 0分 [38] 电力系统振荡时，远离振荡 中心的微型机距离保护能否误动作? 为什么? 答案：不会误动作。当远离振荡中 心即振荡中心在保护范围以外时，若 系统发生振荡，由于微型机保护装置 的测量阻抗大于距离保护的动作值， 距离保护不会误动作。 【题型：应用】【分数：6分】得分： 0分 [39] 某离散控制系统的差分方程 为y(n+2)+0.6y(n+1)+O.08y(n)=1 其中：y(O)=O，y(1)=1，u(k)=1，(k=0， 1，2，…)。试求y(2)，y(3)，分析稳 定性。 答案：n=0时 y(2)+0.6y(1)+0.08y(0)=1 y(2)+0.6+0=1 ∴y(2)=4 n=1时y(3)+0.6y(2)+0.08y(1)=1 y(3)+0.6*0.4+0.08=1 ∴y(3)=0.68 对差分方程 y(n+2)+0.6y(n+1)+0.08y(n)=1两边取Z 变换，得 Z2 {Y(z)-[y(0)+y（1）Z-1]}+0.6Z{Y(z)- y(0)}+0.08Y(z)=U(z) Y(z)( Z2+ 0.6Z + 0.08 ) = U（z）+Z U（z）+Z = Z/(Z-1)+Z = (Z/(Z-1))*Z = ZU(z) Y(z)( Z2+ 0.6Z + 0.08 ) = ZU(z) ∴H（z）=Y(z)/U(z) = z/(z^2+0.6z+0.08) 特征方程Z2+0.6Z+0.08=0 Z1 = - 0.4 Z2 = - 0.2 ∣Zi∣＜1 所以系统稳定 【题型：计算】【分数：6分】得分： 0分 [40] 某滤波器的冲激响应为： 写出该滤波器的差分方程； 当采样序列x(n)={10，10，10}输入到 该滤波器时，求滤波器的输出。 答案：差分方程为 y(n)=∑h(k)x(n-k) =-0.5x(n-1)-0.866x(n-2)-x(n-3)-0.866x(n -4)-0.5x(n-5) 采样序列x(n)={10,10,10} 数字滤波器完成每一次运算，需要输 入信号采样值的个数为6个。采样序 列x(n)只提供3个采样值，由于无法 提供足够的采样值，滤波器无法完成 一次运算，数字滤波器处于暂态过程 中而没有输出。 【题型：计算】【分数：6分】得分： 0分 [41] 离散系统差分方程为： 6y(n+2)+5y(n+1)+y(n)=u(n) 其中：y(0)=y(1)=0，u(n)=1(n≥0)； u(n)=0，(n<0) 试求y(2)，y(3)，y(4)并分析稳定性。 答案：n=0时，6y(2)+5y(1)+ y(0)=u(0) 6y(2)+ 0 + 0 =1 ∴6y(2) =1/6 ， n =1时，6y(3)+5y(2)+ y(1)=u(1)， 6y(3)+ 5/6+ 0 = 1 ∴6y(3)= 1/36 N =2时，6y(4)+5y(3)+ y(2)=u(2)， 6y(4)+5/36 +1/6 =1 y(4)=25/216 对差分方程两边取Z变换，得 6Z2{Y(Z)－[y(0)+ y(1)Z-1]}+5Z{Y(Z)－ y(0)}+Y（z）=U(z) Y(Z)?(6Z2+5Z+1)= U(z) ∴H(Z)=Y(z)/U(z)=1/(6z^2+5z+1) 特性方程6Z2+5Z+1=0 Z1=－1/2 Z2=－1/3 |Zi|<1 系统稳定 【题型：综合】【分数：7分】得分： 0分 [42] 某离散控制系统的差分方程 为y(n+2)+0.6y(n+1)+0.08y(n)=1 其中：y(0)=0，y(1)=1，u(k)=1，(k=0， 1，2，…)。试求：y(2)，y(3)。 答案：1|0.68 【题型：综合】【分数：7分】得分： 0分 [43] 分析差分滤波器 y(k)=x(k)+x(k-3)的滤波性能。 答案：4|-2 在未知非周期分量信号的衰 减时间常数对傅立叶算法的计算结果 进行补偿时，必须增加输入信号的采 样数据的个数是 A 两个 B 三个
摘要 本次设计的课题是60MW汽轮发电机变压器二次保护设计，本次设计内容通过计算出短路电流选择发电机以及变压器的保护类型，以及整定计算。从保证发电机变压器能够在出现故障及不正常运行情况下可以使设备跳出运行或发出信号考虑设计方案，从而完成60MW汽轮发电机及变压器保护设计。 根据本电厂主接线的型式和容量需要对发电机和变压器分别设置主保护和后备保护，使得保护范围缩小，保护能够相互配合，最大程度让电厂供电和输电的可靠性提高，保证供电的稳定。 关键词发电厂变压器发电机短路电流计算保护装置
Abstract The design of the subject is 60MW turbine generator transformer protection design, the design content through the calculated short circuit current transformer protection and choose generator types, and setting calculation,. From ensuring generator transformer can appear in fault and not the normal operation conditions can make the equipment running or jump out to signal considered the design scheme, thus completing 60MW turbine generator and transformer protection design. According to the power plant type and capacity of the connection to generators and transformers set respectively main protection and backup protection, making the scope of protection, the protection can cooperate with each other, the greatest degree to the reliability of power supply and power transmission improve, guarantee the stability of the power supply. Key words Power plant Transformer Generator Calculation of short- circuit current Protector
《微机继电保护装置运行管理规程》试题及答案 一、填空题 1、对于安装在开关柜中10kV--66kV微机继电保护装置，要求环境温度在（-5℃—45℃）范围内，最大相对湿度不应超过（95℅）。微机继电保护装置室内月最大相对湿度不应超过75%，应防止灰尘和不良气体侵入。微机继电保护装置室内环境温度应在（5℃—30℃）范围内，若超过此范围应装设空调。 2、微机继电保护装置的使用年限一般不低于（12）年，对于运行不稳定、工作环境恶劣的微机继电保护装置可根据运行情况适当缩短使用年限。 3、供电企业继电保护部门应贯彻执行有关继电保护装置规程、标准和规定，负责为地区调度及现场运行人员编写（微机继电保护装置调度运行规程）和（现场运行规程）。 5、微机继电保护装置和继电保护信息管理系统应经（GPS）对时，同一变电站的微机继电保护装置和继电保护信息管理系统应采用（同一时钟源）。 ７、未经相应继电保护运行管理部门同意，不应进行微机继电保护装置（软件升级工作）。 8、两套保护的跳闸回路应和断路器的两个跳闸线圈分别（一一）对应。 9、继电保护信息管理系统应工作在第（Ⅱ）安全区。 10、进行微机继电保护装置的检验时，应充分利用其（自检功能），
主要检验自检功能无法检测的项目。 11、微机继电保护装置在断开直流电源时不应丢失（故障信息）和（自检信息）。 12、微机继电保护装置应设有（自恢复）电路，在因干扰而造成程序走死时，应能通过自恢复电路恢复（正常工作）。 13、开关量输入回路应直接使用微机继电保护的直流电源，光耦导通动作电压应在额定直流电源电压的（55%～70%）范围内。 14、微机继电保护柜（屏）下部应设有截面不小于（100㎜2）的接地铜牌。柜（屏）上装置的接地端子使用截面积不小于（4㎜2）的多股铜线和柜（屏）内的接地铜牌相连。接地铜牌使用截面积不小于（50㎜2）的铜缆和保护室内的等电位接地网相连。 15、用于微机继电保护装置的电流、电压和（信号触点）引入线，应采用屏蔽电缆，屏蔽层在开关场和控制室同时接地。 16、微机继电保护装置使用的直流系统电压纹波系数应不大于（2%），最低电压不应大于额定电压的（85%），最高电压不得高于额定电压的（110%）。 17、在基建验收时，应按相关规程要求，检验线路和主设备的所有保护之间的相互配合关系，对线路纵联保护还应和线路对侧保护进行一一对应的（联动试验），并有针对性的检查各套保护和（跳闸连接片）的唯一对应关系。 18、3kV～110kV电网继电保护一般采用（远后备）原则，即在临近故障点的断路器处装设的继电保护或断路器本身拒动时，能由电源侧
基于89c51单片机的继电保护装置的硬件设计 张银龙２００９０１１００３２９电气０９－３（订单） 1.1继电保护的发展趋势 继电保护技术未来趋势是向计算机化、网络化、智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。 1）计算机化 计算机硬件迅猛发展，系统集成度越来越高。单一处理器的处理速度和处理能力不断提高，处理速度的不断提高为单一芯片作为微机继电保护技术奠定了基础。89C51作为32位芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU寄存器、数据总线、地址总线都是32位，具有存储器管理功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。 2）网络化 计算机网络作为信息和数据通信的工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活面貌发生了根本变化。它深刻影响着个个工业领域，也为各个领域提供了强有力的通信手段。继电保护作用不只是限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统与重合闸装置分析这些信息和数据基础上协调动作，保证系统安全稳定运行。显然，实现这种系统保护基本条件是将全系统各主要设备保护装置用计算机网络联系起来，亦即实现微机保护装置网络化。 3）保护、控制、测量、数据通信一体化 实现继电保护计算机化和网络化条件下，保护装置实际上市一台高性能，多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可以将它所获被保护元件任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。每个微机保护装置可完成继电保护功能，无故障正常运行下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化、 4）智能化 今年来，人工智能技术在电力系统等各个领域都得到了应用，继电保护领域应用研究也已开始。神经网络是一种非线性映射方法，很多难以列出方程或难解的复杂问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。 1.2继电保护的基本任务 继电保护的基本任务包括： 1）自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分恢复正常运行。 2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减轻负荷或跳闸。 2.1继电保护的基本原理和保护装置的组成 2.1.1继电保护的基本原理 利用正常运行与区内外短路故障电气参数变化的特征构成保护的判据，根据不同的判据就构成不同原理的继电保护。例如： （1）电流增加（过电流保护）：故障点与电源直接连接的电气设备的电流会增加电压降低（低电压保护）：各变电站母线上的电压将在不同程度上有很大的降低，短路点得电压降到零。 （2）电流与电压的相位角会发生变化（方向保护）：正常20°左右，短路时60°~85°
微机保护和继电保护一样吗 1、原理上：微机保护与传统保护在原理上并无本质差异，只是微机本身强大的计算能力和存储能力使得某些算法在微机上可以很容易的实现， 2、使用上：微机保护集成化的软硬件模式，使得微机保护装置的可靠性大大提高，因此在使用上也更加简便，基本上就是一个黑匣子。 3、通讯上：传统保护基本上没有通讯功能，而微机保护可以扩展出以太网、485等多种通讯接口，通信很方便。 常规继电保护缺点:常规继电保护是采用继电器组合而成的,比如:过流继电器、时间继电器、中间继电器、等通过复杂的组合,来实现保护功能, 它的缺点: 1.占的空间大,安装不方便 2.采用的继电器触点多,大大降低了保护的灵敏度和可靠性 3.调试、检修复杂,一般要停电才能进行,影响正常生产 4.没有灵活性,当CT变比改动后,保护定值修改要在继电器上调节,有时候还要更换. 5.使用寿命太短,由于继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作. 6.继电器保护功能单一,要安装各种表计才能观察实时负荷 7.数据不能远方监控,无法实现远程控制
8.继电器自身不具备监控功能,当继电器线圈短路后,不到现场是不能发现的. 9.继电器保护是直接和电器设备连接的,中间没有光电隔离,容易遭受雷击. 10.常规保护已经逐渐淘汰,很多继电器已经停止生产. 11.维护复杂,故障后很难找到问题. 12.运行维护工作量大,运行成本比微机保护增加60%左右. 13.操作复杂、可靠性低,在以往的运行经验中发现很多事故的发生主要原因有两条:A人为原因:因为自动化水平低,操作复杂而造成事故发生.B继电保护设备性能水平低,二次设备不能有效的发现故障. 14.经济分析:常规保护从单套价来说比微机保护约便宜,但使用的电缆数量多、屏柜多、特别是装置寿命短、运行费用(管理费用、维护费用等)比微机保护高出60%,综合费用还是比微机保护多的. 微机保护优点: 1.微机保护是采用单片机原来,系统具备采集、监视、控制、自检查功能、通过一台设备可以发现:输电线路的故障,输电线路的负荷、自身的运行情况(当设备自身某种故障,微机保护通过自检功能,把故障进行呈现),采用计算机原理进行远程控制和监视. 2.由于微机保护采用各种电力逻辑运算来实现保护功能,所