微机继电保护设计研究

微机继电保护设计微机继电保护系统是一种利用微机技术和数字保护装置实现电力系统故障保护的智能化设备。

其主要功能是通过对电力系统进行监测和数据处理，及时发现故障、保护设备和系统。

本文将介绍微机继电保护系统的设计原理和步骤。

一、设计原理：1.数据采集：通过传感器、测量仪表等设备采集电力系统的各种电气量，包括电流、电压、频率等。

2.数据处理：将采集到的数据传送给微机，经过数据处理，得到相应的电力系统状态信息。

3.故障诊断：根据电力系统状态信息，判断电力系统是否发生故障，并进行故障诊断，确定故障类型和位置。

4.保护动作：根据故障诊断结果，采取相应的保护措施，对故障设备或电力系统进行保护动作。

5.通信传输：将保护动作信号传输给相应的开关设备，实现快速的故障断开和电力系统恢复。

二、设计步骤：1.需求分析：根据电力系统的类型和规模，确定微机继电保护系统的需求、功能和性能要求，包括保护范围、保护速度、可靠性等。

2.系统结构设计：根据需求分析结果，确定微机继电保护系统的整体结构和组成，包括硬件部分和软件部分。

3.硬件设计：选择适合的硬件设备，并设计电路连接方式和信号接口，保证数据的准确采集和传输。

4.软件设计：根据系统需求，编写相应的软件程序，实现数据处理、故障诊断和保护动作等功能。

5.系统测试：对设计的微机继电保护系统进行全面的测试，包括功能测试、性能测试和可靠性测试，确保系统的稳定性和有效性。

6.系统改进和优化：根据测试结果和用户反馈，对系统进行改进和优化，提高系统的性能和可靠性，并满足不同用户的需求。

三、设计考虑因素：在设计微机继电保护系统时，需要考虑以下几个因素：1.保护范围：根据电力系统的规模和拓扑结构，确定保护范围和保护对象。

2.保护速度：保护系统需要具备快速的故障检测和保护动作能力，以减少故障对电力系统造成的损害。

3.抗干扰能力：保护系统需要具备较强的抗干扰能力，以保证数据的准确采集和处理。

4.可靠性：保护系统需要具备较高的可靠性，以保证系统的稳定运行和故障保护效果。

第一章概述一、系统简介：TQDB-III多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统采用集成式、开放式的设计思路，覆盖了多个专业多门课程，适合电力系统、电气类、自动化类、电工类专业学生进行研究性、综合性、设计性、开放性实验、课程设计、毕业设计及创新设计。

本实验指导书着重介绍与《电力系统继电保护原理》、《电力系统微机保护》、《变电站综合自动化》课程相关的实验。

本实验台可完成：常规继电器特性实验、数字式继电器特性实验及成组微机保护综合实验三大部分。

其中包含的常规继电器有：DL-31型电流继电器、DY-36型电压继电器、LG-11型功率方向继电器、LCD-4型变压器差动继电器。

数字式继电器有：数字式电流继电器、电压继电器，反时限电流继电器，功率方向继电器，差动继电器，阻抗继电器，零序电流、零序电压继电器，负序电流继电器、负序电压继电器，反时限零序继电器、反时限负序电流继电器。

微机保护部分包括：单双电源10kv线路微机保护综合实验，单双电源35kv线路微机保护综合实验，单双电源110kv线路微机保护综合实验，变压器微机保护综合实验，电容器微机保护综合实验。

二、系统特点：1. 实验接线非常简单明确，减小实验准备工作的强度。

2. 实验系统采用自主研制的信号发生装置提供高精度实验信号，省去了传统实验系统中的调压器、移相器、滑线电阻和测量仪表。

实验接线非常简单，不需要进行实验准备工作。

3. 各种常规继电器和微机保护继电器特性实验可以设置为自动或手动测试，并在PC机屏幕上直观的显示坐标描点和绘制继电器特性曲线全过程4. 实验台面板上具有成组微机保护实验的接线图，学生在面板上进行微机保护装置与电流、电压及出口信号的连接，在上位机界面上设置故障类型和故障点，可在接线图上或在上位机界面中执行短路操作，并观察动态的实验现象5. 系统附带详细的原理讲解和操作说明，可以帮助学生在加深理解实验原理的基础上熟悉实验过程，达到良好的实验效果三、系统构成：一套实验培训系统由一个实验操作台、多个常规保护继电器、一台TQDB-II型多功能微机保护实验装置、一台TQWX-II微机型继电保护试验测试仪和一台PC机构成。

10KV微机型继电保护试验报告站名：北京奔驰汽车有限公司（发动机厂）配电室调度号：214
保护设备：
校验日期
校验人
审核人
工作负责人
第一部分外围数据
一、CT变比75/5
第二部分装置试验数据
二、装置外观检查
设备外观整洁，无损伤。

装置的型号及各电量参数与定货一致，各插件上芯片无松动，脱落及机械损伤。

印制电路板无划痕，各插头无机械损伤，内部连线无损伤，扯断现象。

液晶模块薄膜按键接触良好。

各插件与插座之间的插入深度到位，锁紧机构良好，螺丝紧固。

装置上电无异常现象。

二、检查结果：良好
三、装置零漂检查：（电流定值单位：安电压定值单位：伏）
四、通道有效值的检查：In=5A
六、定值检查：(电流定值单位：安电压定值单位：伏时间定值单位：秒In=5A)
七、保护传动试验：
1、检查保护压板的投切关系正确。

2、模拟速断保护动作，掉开关正确，光子牌发信正确。

3、模拟过流保护动作，掉开关正确，光子牌发信正确。

4、模拟零序保护动作，掉开关正确，光子牌发信正确。

5、模拟开关防跳，关系正确。

6、模拟直流屏故障，保护装置显示正常无误动作现象。

7、以上传动装置信号指示灯显示正确。

继电保护及微机保护实验指导书1000字
实验一：继电保护实验
目的：了解单相逆功率保护原理，掌握继电保护的基本操作和设置参数方法。

装备：逆功率保护继电器；模拟电源；模拟负载；三极电压表；电流表；电缆；电源线等。

步骤：
1. 将模拟电源接入逆功率保护继电器的电源线，将模拟负载接入继电保护的输出端。

2. 将电流表接在负载侧，将三极电压表接在负载开关旁。

3. 打开模拟电源，使其输出电压为50V。

4. 在继电保护面板上设置逆功率保护定值为10W。

5. 开启模拟负载开关，通过手动旋转模拟负载，观察继电保护是否响应，并记录相关数据。

6. 分析实验数据，进行讨论。

实验二：微机保护实验
目的：了解微机保护系统的软件和硬件构成，了解保护性实际工作场合中的软件调试和操作。

装备：微机保护系统；台式计算机；开关柜；配电装置。

步骤：
1. 熟悉微机保护系统的软件、硬件组成，并做好系统调试和连接。

2. 在实际工作场合中，通过虚拟开关操作微机保护系统，对保护性进行调试和操作。

3. 模拟真实的工作状态，在各种情况下查看微机保护系统所显示的数据。

4. 学习和掌握基本校准方法和处理过程。

5. 完成对应试验报告。

注意事项：
1. 实验前，应对带电设备进行全面检查，确保安全。

2. 进行实验时，应严格按照设备操作手册和实验操作流程进行操作。

3. 操作过程中，应注意安全，严禁擅自调整保护参数。

4. 实验后，应将实验环境恢复原状。

前言电系统的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。

但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。

继电保护（包括安全自动装置）是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。

许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。

因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。

因此，继电保护技术得天独厚，在几十年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

（1）机电式继电保护阶段。

（2）晶体管式继电保护阶段。

（3）集成电路式继电保护阶段。

（4）计算机式继电保护阶段。

随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。

可以说从20 世纪90 年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

本次课程设计主要任务是通过对某简单电网进行继电保护系统设计，掌握继电保护的配置方法、基本原理和整定计算的基本方法，深化对线路、变压器、母线等元件的继电保护基本原理和装置结构的理解，掌握各种元件的保护配置和故障后的动作特性，掌握微机保护中各种保护的整定方法、接线方法。

掌握判定微机继电保护装置正确动作的方法。

第一章继电保护的配置按照《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285-93）及《电力装置的继电保护和安全自动装置设计规范》（GB50062-92）的要求，35kV及以上中性点非直接接地电力网的线路，对相间短路和单相接地，应按本节的规定装设相应的保护。

保护装置采用远后备方式。

对单侧电源线路，可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护。

对单相接地故障，应在发电厂和变电站母线上，装设单相接地监视装置，监视装置反映零序电压，动作于信号。

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：0000002015年12 月 2 日微机继电保护指的是以数字式电脑(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良,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。

微机继电保护课程报告基于暂态能量法原理选线的谐振接地保护0 引言经消弧线圈接地的电网又称为补偿电网。

补偿电网中单相接地故障率比较高，由于其不影响负荷连续供电，故不必立即跳闸。

但单相接地后非故障相电压会升高，长时带故障运行将影响系统的安全。

因此，需要在接地故障后迅速准确地选出故障线路。

为了研究谐振接地系统上述稳态及暂态特性，现用MATLAB/simulink软件搭建一个38.5/10的谐振接地配网系统。

结合仿真波形对故障时零序电流、零序电压的特性进行了认识，仿真验证了文献[1]提出的采用暂态能量法原理的正确性。

1暂态能量法选线原理在谐振接地电网中，系统发生单相接地故障后，接地点的电容电流得到消弧线圈感性电流的补偿，使得故障点残余电流很小，有利于接地电弧熄灭。

同时，因消弧线圈的补偿作用，故障线路的零序电流方向和非故障线路的方向相同，不易选线。

但此时零序电流中的阻性分量与补偿无关，即故障线路的零序电流的阻性分量与非故障线路的零序电流的阻性分量方向相反，且故障线路零序电流阻性分量的绝对值最大。

如果能够从线路零序电流中分解出阻性电流分量，则就可利用此值进行选线。

但从零序电流中分解阻性分量势必涉及功率定义和电流分解问题。

考虑到电网中电容和电感只存储能量而不消耗能量，则零序电流与电压乘积在一定时间内的积分值就是零序电流中阻性分量所消耗的能量。

此能量同样具有零序阻性电流的特点，可以作为选线的判据。

为了使选线判据在间歇性电弧接地和瞬间接地时同样有效，以暂态量作为研究对象，所以此时定义的零序电流不再是传统意义上的三序电流中的零序分量，而是零序电流的暂态量，同样，零序电压也为零序电压的暂态量。

考虑到实际工程中出线电流互感器相互特征不对称的影响，工频量与负荷关系很大，实际系统是不对称的，该暂态量获取方法为：用数字陷波器去掉故障后暂态总响应中的50Hz 工频分量，剩下衰减分量和各次谐波，本文称之为故障后的暂态分量，并由此构造暂态能量。