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目录前言摘要第一部分说明书第一章绪论第1.1节原始资料分析 (1)第1.2节继电保护的设计原则 (2)第1.3节本次保护的设计方案 (2)第二章系统中各元件参数的计算 (3)第三章短路电流计算 (5)第四章单相接地零序电流保护整定计算 (7)第五章相间距离保护的整定计算 (10)第六章二次回路 (13)第6.1节零序接地保护的二次回路图 (13)第6.2节距离保护的二次回路图 (14)第二部分计算书第一章电力系统各元件主要参数的计算 (15)第二章短路电流的计算 (29)第三章零序接地保护的配置及整定计算 (32)第四章相间距离保护的整定计算 (33)总结前言随着社会的发展,人民的生活水平也在慢慢的提高,所用电气设备对电网的稳定性要求也越来越高,又因为继电保护对电网稳定性起着至关重要的作用,所以配置正确的保护是比较重要。
电能在现代社会中是最方便，也是最重要的能源。
在输送电能的过程中，电力系统要求有比较好的可靠性，因此在电力系统受到外界干扰时，各继电保护需要有比较可靠及时的保护动作，电力系统继电保护就是为达到这个目而存在的,其中输电线路的继电保护又是电力网继电保护的重要组成部分，需要我们予以高度重视。
我们本次设计的主要内容是110KV双回线路保护的设计及整定计算。
通过去图书馆借阅资料，了解主要的保护配置有零序接地保护和相间距离保护。
并根据整定原则画出二次回路图。
通过本次设计我对短路电流计算和保护配置有了进一步的学习和了解，理论及实际相结合，学以致用，对以后的学习和工作有很大帮助。
摘要本次继电保护设计是110KV线路继电保护设计。
首先介绍了电力系统继电保护的基础知识，然后根据给定的110KV线路的接线图及参数，进行短路电路计算，制定出反映输电线路上相间短路、接地短路故障的继电保护配置方案。
通过对所配置的继电保护进行继电保护整定计算和校验，论证继电保护配置的正确性。
关键词:110KV线路继电保护短路电流计算。
1 引言电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。
而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。
在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。
电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。
通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。
电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。
多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。
所以零序电流保护被广泛的应用在110kV及以上电压等级的电网中2 电力系统继电保护的作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。
电力系统由各种电气元件组成。
这里电气元件是一个常用术语，它泛指电力系统中的各种在电气上的独立看待的电气设备、线路、器具等。
由于自然环境，制造质量运行维护水平等诸方面的原因，电力系统的各种元件在运行中可能出现各种故障或不正常运行状态。
因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。
电力系统继电保护的基本作用是：在全系统范围内，按指定分区实时的检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。
3 设计要求及参数系统示意图如图3-1所示，发电机以发电机-变压器方式接入系统，最大开机方式为4台全开，最小开机方式为两侧各开1台，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。
零序电流保护课程设计系统接线图试对1、2进行零序保护的设计。
1.2要完成的内容⑴请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数；⑵分别求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校验灵敏度；⑶保护1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。
2分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 2.1设计规程继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，110~220kV有效接地电力网线路，应按下列规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。
⑴对于接地短路：①装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护；②零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或两段零序电流保护作为后备保护。
⑵对于相间短路：①单侧电源单回线路，应装设三相多段式电流或电压保护，如不能满足要求，则应装设距离保护；②双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。
2.2本设计的保护配置2.2.1主保护配置电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。
多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。
所以零序电流保护被广泛的应用在110kV及以上电压等级的电网中。
2.2.2后备保护配置距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果短路点距离小于整定值，则保护装置动作。
在保护1、2、3和4处配备三段式距离保护，选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式。
3短路电流及残压计算3.1等效电路的建立将本题中的系统简化成三序电压等值网络，即正序网络如图1所示；负序网络如图2所示；零序网络，图3所示。
图3.1正序网络图3.2负序网络图3.3零序网络3.2保护短路点的选取母线A处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护2的最大零序电流。
母线B处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护1和4的最大零序电流。
电工材料2021No.2刘春：110kV输电线路继电保护设计110kV输电线路继电保护设计刘春（三峡大学，湖北宜昌443000）摘要：针对110kV输电线路的继电保护设计，重点介绍线路的电流速断保护和定时限过流保护的作用原理、范围，动作时限的特性，整定原则等，对输电线路进行了短路计算及其保护的整定计算，灵敏度校验和动作时间整定，通过计算和比较从而确定了输电线路保护的选型。
最后介绍了自动重合闸的要求与类型。
关键词：继电保护；整定计算；短路电流中图分类号：TM77文献标志码：A文章编号：1671-8887（2021）02-0041-02DOI：10.16786/ki.1671-8887.eem.2021.02.014Relay Protection Design of110kV Transmission LineLIU Chun(Three Gorges University,Hubei Yichang443000,China)Abstract:Aiming at the relay protection design of110kV transmission line,this paper focuses on the action principle,scope,characteristics of action time limit and setting principle of current quick break protection and time limit over-current protection.The short-circuit calculation,setting calculation of protection,sensitivity check and action time setting of transmission line are carried out.Through calculation and comparison,the selection of transmission line protection is determined.Finally,the requirements and types of auto reclosing are introduced.Key words:relay protection;setting calculation;short circuit current引言电力系统的规模随着时代的发展越来越大，结构越来越复杂。
目录第一章课程设计任务书 (2)1继电保护课程设计的目的和要求 (2)2总体设计内容 (2)3电气一次局部设计的根本情况 (2)4设计成果 (3)5参考文献 (3)6一次接线示意图 (7)第二章保护及设备的配置、出口方案 (8)1线路保护的根本要求 (8)2线路保护的配置方案 (10)310kv线路保护的设计原那么 (10)4接地保护的设计原那么 (11)5线路保护的出口保护方案 (11)第三章110KV进线2保护整定计算 (12)1整定计算原那么 (12)2保护整定计算 (13)第四章 10KV侧遥测、遥信、遥控点选择 (18)第五章 10KV分段开关柜端子排图 (20)第六章 10KV线路电流、电压回路图 (22)第七章心得体会 (23)附图— (24)第一章课程设计任务书一继电保护课程设计的目的和要求继电保护课程设计是学生学完继电保护根本原理的理论课程后的一个重要的综合性教学环节，是学生全面运用所学根底理论、专业知识和根本技能，对实际问题进展设计的综合性训练。
通过课程设计，可以培养学生运用知识解决实际问题的能力，增加工程观念，以便更好的适应工作的需要。
通过课程设计应到达以下要求1、熟悉有关技术规程；2、稳固并充实所学根本理论和专业知识，做到能够灵活应用，解决实际问题。
3、初步掌握电气工程专业〔二次局部〕工程设计的流程和方法，独立完成设计任务，并能通过辩论。
4、端正态度，树立严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风。
二总体设计内容—110kV无人值班终端变电所二次局部设计1、110KV进线、35KV出线、10KV出线保护的配置、出口方案；2、110KV进线2保护的整定计算；3、10KV侧遥控、遥信、遥测测量点选择表；4、10KV分段开关柜端子排图；5、10KV线路电流、电压回路图。
三电气一次局部设计的根本情况1、工程规模：该变电所为110/38.5/10.5KV三级电压，所内装设31.5MVA及40MVA主变各一台，2回110KV架空进线，4回35KV出线及8回10KV 出线。
2.电网各个元件参数计算及短路电流计算2.1基准值选择基准功率：S B=100MV·A，基准电压：V B=115V。
基准电流：I B=S B/1.732 V B=100×103/1.732×115=0.502K A；基准电抗：Z B=V B/1.732 I B=115×103/1.732×502=132.25Ω；电压标幺值：E=E(2)=1.052.2电网各元件等值电抗计算2.2.1输电线路等值电抗计算(1) 线路AB等值电抗计算正序以及负序电抗：X L1= X1L1=0.4×40=16ΩX L1*= X L1/ Z B=16/132.25=0.121零序电抗：X L10= X0L1= 3X1L1=3×0.4×40=48ΩX L10*= X L10/ Z B=48/132.25=0.363(2) 线路BC等值电抗计算正序以及负序电抗：X L2= X1L2=0.4×40=16ΩX L2*= X L2/ Z B=16/132.25=0.121零序电抗：X L20= X0L2= 3X1L2=3×0.4×40=48ΩX L20*= X L20/ Z B=48/132.25=0.363(3) 线路CA等值电抗计算正序以及负序电抗：X L3= X1L3=0.4×50=20ΩX L3*= X L3/ Z B=20/132.25=0.1512零序电抗：X L30= X0L3= 3X1L3=3×0.4×50=60ΩX L30*= X L30/ Z B=50/132.25=0.45372.2.2变压器等值电抗计算(1) 变压器T1、T2等值电抗计算X T1= X T2=U K%/100×U N2/ S N=1O.5/100×110×110/60≈21.175ΩX T1*= X T2*=X T1/ Z B=31.7625/132.25=0.1601(2) 变压器T3等值电抗计算X T3= U K%/100×U N2/ S N≈21.175ΩX T3*=X T3/ Z B=21.175/132.25=0.1601(3) 变压器T4、T5、T6等值电抗计算X T4= X T5=X T6= X T7= U K%/100×U N2/ S N≈63.525ΩX T6*= X T7* = X T4*= X T5*=63.525/132.25=0.48032.2.3发电机等值电抗计算(1)发电机G1、G2、G3电抗标幺值计算X G1* = X G2*= X G3*=X d S B/ S G= X d S B COSφ/ P G=0.129×100×0.85/50=0.21932.2.4 各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流(1) 保护1的最大运行方式：发电机G1、G2、G3全投入，继开线路AC；通过保护1的负荷电流最大；保护1的最小运行方式：发电机G3停，线路全部运行。
第3节110KV线路保护的保护配置我国110KV的电力网，都是直接接地的系统。
所谓直接接地系统，是指在该电网中任一点的综合零序阻抗小于或者等于同一点综合正序阻抗的三倍。
在直接接地网中，当发生接地故障时,会产生很大的接地故障电流，因此，需要配置作用于跳闸的、切除相间短路故障和接地故障的继电保护装置。
线路继电保护的配置原则，在原水利部颁发的《继电保护和安全自动装置技术规程SD6—83》中已有明确规定。
以下就各类保护装置的特点分别予以论述。
1、光纤保护光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高温与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗底等优点。
而电流差动保护原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相运行、单侧电源运行方式的影响，差动保护本身具有选相能力，保护动作速动快，最适合作为主保护。
近年来，光纤技术、DSP技术、通信技术、继电保护技术的迅速发展为光纤电流差动保护的应用提供了机遇。
1 光纤保护的基本方式及其特点光纤保护目前已在国内部分地区得到较为广泛的使用，对已投入运行的光纤保护，按原理划分，主要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。
1．1光纤电流差动保光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。
目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点，是其他保护形式所无法比拟的。
光纤电流差动保护在继承了电流差动保护优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道，保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。
时间同步和误码校验问题，是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。
在复用通道的光纤保护上，保护与复用装置时间同步的问题，对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用，因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式，以保证时钟的同步；由于目前光纤均采用64Kbit/s数字通道，电流差动保护通道中既要传送电流的幅值，又要传送时间同步信号，通道资源紧张，要求数据的误码校验位不能过长，这样就影响了误码校验的精度。
电力系统继电保护课程设计号： XXXXXXXXX指导教师： XXXX兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年7 月 7日1 设计原始资料具体题目系统接线图如下图，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T6 1台运行。
参数为：φ115/E = 1.G3 2.G35,X X ==Ω 1.G1 2.G15,X X ==Ω 1.T1 1.T45,X X ==Ω 0.T10.T415,X X ==Ω 1.T615,X =Ω 0.T620,X =Ω A-B 50(138%)km L =⨯+B-C 40km,L =线路阻抗120.4/km,Z Z ==Ω 0 1.2/km,Z =Ω I rel 1.2,K =II rel 1.15K =。
系统接线图试对1、2进行零序保护的设计。
要完成的内容⑴ 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数；⑵ 分别求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校验灵敏度；⑶ 保护1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。
2 分析要设计的课题内容（保护方式的确定）设计规程继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，110~220kV 有效接地电力网线路，应按下列规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。
⑴ 对于接地短路：① 装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护；② 零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或两段零序电流保护作为后备保护。
⑵ 对于相间短路：① 单侧电源单回线路，应装设三相多段式电流或电压保护，如不能满足要求，则应装设距离保护；② 双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。
本设计的保护配置主保护配置电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。
多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。
所以零序电流保护被广泛的应用在110kV及以上电压等级的电网中。
辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：输电线路零序电流保护设计（1）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语学号080303116 学生姓名黄长清专业班级电气084课程设计（论文）题目输电线路零序电流保护设计（1）课程设计（论文）任务系统接线图如图：课程设计的内容及技术参数参见下表设计技术参数工作量,3/115kVE=φ2.1=IrelK,=∏relK1.1=I∏relK,系统中各元件及线路的负序阻抗与正序阻抗相同,其他参数见图。
计算最大和最小零序电流，应根据当Z1∑＜Z0∑时，则有)1.1(.0)1(.0kkII〉；反之，当Z1∑＞Z0∑时，则有)1.1(.0)1(.0kkII〈。
1．计算B母线、C母线、D母线处正序（负序）及零序综合阻抗Z1∑、Z0∑。
2．计算B母线、C母线、D母线处发生单相或两相接地短路时出现的最大、最小零序电流。
3．整定保护1、2、3零序电流I段的定值，并计算各自的最小保护范围。
4．当 B母线上负荷变压器始终保持两台中性点都接地运行时，整定保护1、2零序Ⅱ定值，并校验灵敏度。
5．整定保护1零序Ⅲ段定值，假定母线D零序过电流保护动作时限为0.5s，确定保护1、2、3零序过电流保护的动作时限，校验保护1零序Ⅲ段的灵敏度。
5．绘制零序三段式电流保护的原理接线图。
并分析动作过程。
6. 采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析。
Z T4=60Z T3=60Z T2=10ΩZ G2=20ΩZ T1=10Ω321Z G1=20ΩZ1.CD=40ΩZ0.CD=80ΩZ1.BC=20ΩZ0.BC=40ΩZ0.AB=40ΩAZ1.AB=20ΩDCB摘要零序电流保护是中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。
针对题给的输电线路进行继电保护设计，采用三段式零序电流保护方法，确定出最大、最小运行方式下的等值电抗。
电力系统继电保护课程设计课设名称：110KV线路继电保护设计目录一、设计原始资料 (1)二、分析课题设计内容 (2)三、短路电流及残压计算 (6)四、保护的配合及整定计算 (13)五、继电保护设备选择 (17)六、相间短路保护 (21)七、结论 (24)八、主要参考文献 (25)1设计原始资料1.1具体题目系统示意图如图所示，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。
参数为：ΩX X .T .T 156151==，KmL A-B 60=，ΩX X X X .G .G .G .G 842413231====，KV /E 3115=ϕ，ΩX X X X .G .G .G .G 522211211====，KmL B-C 40=，Ω~X X .T .T 154010=，Ω~X X .T .T 54111=，ΩX X .T .T 206050==，线路阻抗Ω/Km .Z Z 4021==，Ω/Km .Z 210=,21.K Ιrel =、151.K Πrel =。
T6试对1、2、3、4进行零序保护的设计。
1.2 完成内容(1) 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数；(2) 所有元件全运行时，计算B 母线发生单相接地短路和两相接地短路时的零序电流分布；(3) 分别求出保护1、4零序II 段的最大、最小分支系数； (4) 分别求出保护1、4零序I 、II 段的定值，并校验灵敏度； (5) 保护1、4零序I 、II 段是否需要安装方向元件；(6) 保护1处装有单相重合闸，所有元件全运行时发生系统振荡，整定保护1不灵敏I 段定值；（7）其相间短路的保护也采用电流保护，试完成：（1）分别求出保护1、4 的段Ⅰ、Ⅱ定值，并校验灵敏度；（2）保护1、4 的Ⅰ、Ⅱ段是否安装方向元件；（3）分别画出相间短路的电流保护的功率方向判别元件与零序功率方向判别元件的交流接线;2分析课题设计内容2.1设计规程正常运行的而电力系统是三相对称的，其零序、负序电流和电压理论上为零；多数的短路故障是三相不对称的，其零序、负序电流和电压会很大；利用故障的不对称性可以找到正常和故障间的差别，并且这种差别是零与很大值的比较，差异更为明显。
110kV输电线路零序电流保护设计课程设计辽宁工业大学微机继电保护课程设计（论文）题目：110kV输电线路零序电流保护设计（2）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化学号学生姓名专业班级课程设110kV输电线路零序电流保护设计（2）计（论文）题目系统接线图如图：课程设计的内容及技术参数参见下表 设计技术参数 工作量,3/115kV E =φ2.1=I rel K ,=∏relK1.1=I ∏rel K ,系统中各元件及线路的负序阻抗与正序阻抗相同,其他参数见图。
计算最大和最小零序电流，应根据当Z1∑＜Z0∑时，则有)1.1(.0)1(.0kkI I 〉；反之，当Z1∑＞Z0∑时，则有一、整定计算 1.计算B 母线、C 母线、D 母线处正序（负序）及零序综合阻抗Z1∑、Z0∑。
2.计算B 母线、C 母线、D 母线处发生单相或两相接地短路时出现的最大、最小零序电流。
3.整定保护1、2、3零序电流I 段的定值，并计算各自的最小保护范围。
Z T4=Z =Z T2=1Z G2=1Z T1= 3 2 1 Z G1=Z 1.CD=Z 0.CD=Z 1.BC=Z 0.BC=Z 0.AB=A Z 1.AB= DC B续表进度计划第一天：收集资料，确定设计方案。
第二天：计算综合阻抗和零序电流，零序I段的整定计算。
第三天：零序II段、零序III段的整定计算。
第四天：硬件电路设计（最小系统、数据采集、状态检测部分）。
第五天：硬件电路设计（控制输出、报警显示部分）。
第六天：软件设计（有效值计算、故障判据）。
第七天：软件设计（绘制流程图或逻辑图）第八天：仿真验证及分析。
第九天：撰写说明书。
第十天：课设总结，迎接答辩。
指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要随着时代的进步，电力系统的规模在不断扩大，用户对电能质量的要求也在不断提高。
因此，对继电保护装置本身的要求也越来越高，微机继电保护具备了传统保护所没有的优良特性。
本设计首先简要介绍了电力系统微机继电保护的发展、技术构成及其发展方向。
其次对硬件、软件的结构做了分析，它的硬件结构核心由P89C51RD和DSP2181组成，CPU完成装置的总启动和人机界面及与外围设备的通信功能,CPU内设总启动元件，启动后开放出口继电器正电源,使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。
最后本文对装置进行了软件结构设计，对各个模块的功能作了具体介绍本文研究的110kV输电线路微机零序电流保护原理分析与程序设计是由计算机实现的线路保护装置，用三相一次自动重合闸重合方式，采用后加速方式，适用于110kV的输电线路。
关键词：微型机保护;110kV输电线路;零序电流;重合闸目录第1章绪论 (1)第2章输电线路零序电流保护整定计算.............................. (2)2.1 零序电流Ι段整定计算 (2)2.1.1 零序电流Ι段动作电流的整定 (6)2.1.2 灵敏度校验 (7)2.1.3 动作时间的整定 (10)2.2 零序电流Ⅱ段整定计算 (10)2.3零序电流Ⅲ段整定计算 (11)第3章硬件电路设计 (12)3.1 CPU最小系统图 (12)3.2 110KV输电线路零序保护的硬件 (12)3.3 数据采集系统 (13)3.3.1电压形成回路 (14)3.3.2 采样保持和模拟低通滤波 (14)3.3.3 多路转换开关和模数转换 (15)3.4开关量输入输出系统 (17)3.4.1开关量输入输出模块 (17)3.4.2开关量输入部分 (17)3.4.3开关量输出部分 (19)3.5电源模块 (20)第4章软件设计 (21)4.1软件结构分析概述 (21)4.2程序总框图 (21)4.3中断程序模块 (23)4.4各程序的子模块介绍 (24)4.4.1初始化 (24)4.4.2启动元件 (25)4.4.3零序方向电流保护 (26)4.4.4重合闸及后加速 (26)4.5微机保护的算法 (27)4.5.1输入为正弦量的算法 (27)4.5.2突变量电流算法 (28)4.5.3选相方法 (29)4.5.4傅里叶级数算法 (32)第5章实验验证及分析 (36)5.2仿真结果及分析 (36)第6章课程设计总结 (38)参考文献 (39)第1章绪论结合设计概括发展技术本设计的总体思路第2章 输电线路零序电流保护整定计算2.1 零序电流Ι段整定计算系统接线图如图2.1所示：图2.1 系统接线图一、计算各母线处正序（负序）和零序综合阻抗∑1Z 、∑0Z （1）当1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 均投入运行时：G11A B1BC1CDT1G2T2Z ABCDZ Z Z Z Z Z图2.2 1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 均投入运行时等值正序（负序）网络图T40A B0B C0C DT1T3T2Z ABCDZ Z Z Z Z Z图2.31G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 均投入运行时等值零序网络图B 母线： ()()AB T G T G B Z Z Z Z Z Z 122111//+++=∑Ω=+++=3320)1016//()1016( ()()4030.0210//////T T AB T T B Z Z Z Z Z Z +=∑Ω=+=18)60//60//()4010//10(C 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑532033111BC B C Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑584018000BC B C Z Z ZD 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑934053111CD C D Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑1388058000CD C D Z Z Z（2）当1G 、1T 、2G 、2T 、3T 投入运行时:B 母线： ()()Ω=+++=+++=∑3320)1016//()1016(//122111AB T G T G B Z Z Z Z Z Z ()Ω=+=+=∑71.2560//)4010//10(////30210T AB T T B Z Z Z Z ZC 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑532033111BC B C Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑71.654071.25000BC B C Z Z ZD 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑934053111CD C D Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑71.1458071.65000CD C D Z Z ZG11A B1BC1CDT1G2T2Z ABCDZ Z Z Z Z Z图2.41G 、1T 、2G 、2T 、3T 投入运行时等值正序（负序）网络图0A B0BC0CDT1T3T2Z ABCDZ Z Z Z Z图2.51G 、1T 、2G 、2T 、3T 投入运行时等值零序网络图（3）当1G 、1T 、3T 、4T 投入运行时G11A B1BC1CDT1ZABCDZZZZ图2.61G 、1T 、3T 、4T 投入运行时等值正序（负序）网络图T40A B0BC0CDT1T3Z ABCDZ Z Z Z Z图2.71G 、1T 、3T 、4T 投入运行时等值零序网络图B 母线： Ω=Ω+Ω+Ω=++=∑462010161111AB T G B Z Z Z Z()()Ω=+=+=∑75.18)60//60//()4010(////4030010T T AB T B Z Z Z Z Z C 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑662046111BC B C Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑75.584075.18000BC B C Z Z ZD 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑1064066111CD C D Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑75.1388075.58000CD C D Z Z Z（4）当1G 、1T 、3T 投入运行时G11A B1BC1CDT1Z ABCDZ Z Z Z图 2.81G 、1T 、3T 投入运行时等值正序（负序）网络图0A B0BC0CDT1T3Z ABCDZ Z Z Z图2.91G 、1T 、3T 投入运行时等值零序网络图B 母线： Ω=Ω+Ω+Ω=++=∑462010161111AB T G B Z Z Z Z ()Ω=+=+=∑27.2760//)4010(//3010T AB T B Z Z Z ZC 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑662046111BC B C Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑27.674027.27000BC B C Z Z ZD 母线： Ω=Ω+Ω=+=∑∑1064066111CD C D Z Z ZΩ=Ω+Ω=+=∑∑27.1478027.67000CD C D Z Z Z二、计算B 、C 、D 母线处发生单相或两相接地短路时出现的最大、最小零序电流 （1）当1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 均投入运行时B 母线：KA Z Z E I B Bs KB 962.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I B B s KB790.0201)1(0=+=∑∑ C 母线：KA Z Z E I C Cs KC 393.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I C C s KC405.0201)1(0=+=∑∑ D 母线：KA Z Z E I D Ds KD 180.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I DD s KD205.0201)1(0=+=∑∑ （2）当1G 、1T 、2G 、2T 、3T 投入运行时B 母线：KA Z Z E I B Bs KB 786.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I BB s KB724.0201)1(0=+=∑∑C 母线：KA Z Z E I C Cs KC 360.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I C C s KC387.0201)1(0=+=∑∑ D 母线：KA Z Z E I D Ds KD 173.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I DD s KD200.0201)1(0=+=∑∑ （3）当1G 、1T 、3T 、4T 投入运行时B 母线：KA Z Z E I B Bs KB 795.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I B B s KB599.0201)1(0=+=∑∑ C 母线：KA Z Z E I C Cs KC 362.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I C C s KC348.0201)1(0=+=∑∑ D 母线：KA Z Z E I D Ds KD 173.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I DD s KD189.0201)1(0=+=∑∑ （4）当1G 、1T 、3T 投入运行时B 母线：KA Z Z E I B Bs KB 660.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I B B s KB557.0201)1(0=+=∑∑ C 母线：KA Z Z E I C Cs KC 331.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I C C s KC333.0201)1(0=+=∑∑ D 母线：KA Z Z E I D Ds KD 166.0201)1.1(0=+=∑∑ KA Z Z E I DD s KD185.0201)1(0=+=∑∑2.1.1 零序电流Ι段动作电流的整定一、保护1零序电流I 段（1） 1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 运行 ∵)1(0)1.1(0KBKB I I > 取两相接地短路kA Z Z Z Z Z Z Z I I T T AB T T T T KB B 385.04302143)1.1(00=++⋅=（2） 1G 、1T 、2G 、2T 、3T 运行∵ )1(0)1.1(0KB KB I I > 取两相接地短路 kA Z Z Z Z Z I I T AB T T T KB B 449.030213)1.1(00=++⋅=∴ 最大运行方式为：1G 、1T 、2G 、2T 、3T 运行保护1的I 段动作电流为：KA I K I B rel op 6164..1449.032.1301.0=⨯⨯=⋅=II二、保护2零序电流I 段（1） 1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 运行∵ )1(0)1.1(0KC KC I I < 取单相接地短路 kA I I KC C 405.0)1(00==（2） 1G 、1T 、2G 、2T 、3T 运行∵ )1(0)1.1(0KC KC I I < 取单相接地短路 kA I I KC C 387.0)1(00==∴ 最大运行方式为：1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 运行保护2的I 段动作电流为：KA I K I C rel op 458.1405.032.1302.0=⨯⨯=⋅=II三、保护3零序电流I 段（1） 1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 运行∵ )1(0)1.1(0KD KD I I < 取单相接地短路 kA I I KD D 205.0)1(00==（2） 1G 、1T 、2G 、2T 、3T 运行∵ )1(0)1.1(0KD KD I I < 取单相接地短路 kA I I KD D 200.0)1(00==∴ 最大运行方式为：1G 、1T 、2G 、2T 、3T 、4T 运行保护3的I 段动作电流为：KA I K I D rel op 738.0205.032.1303.0=⨯⨯=⋅=II2.1.2 灵敏度校验一、保护1的最小保护范围计算 设ABAK Z Z k 11=（101<<k ）， 则,4040,40,20101011111k Z k Z k Z B K AK AK -===(1)1G 、1T 、3T 、4T 运行8/)4070)(41()()(2030114300101111111111k k Z Z Z Z Z Z k Z Z Z Z T T B K AK T K AK T G K -+=++=+=++=∑∑ )1(0)1.1(00111KB KB K K I I Z Z >∴>∑∑ 取单相接地短路8/)4070)(41()2030(23/115211101)1(011k k k Z Z E I K K s KB -+++⨯=+=∑∑KAI I k k k Z Z Z Z Z Z Z I I OP K T T AB T T T B K KB k 5084.1375.6870203/1158471.001114301430)1(00111==++-⋅-=+++⋅=I得，%15%7.331>=k 满足灵敏度要求(2)1G 、1T 、3T 运行11/)40100)(41()()(203011300101111111111k k Z Z Z Z Z k Z Z Z Z T B K AK T K AK T G K -+=++=+=++=∑∑ )1(0)1.1(00111KB KB K K I I Z Z >∴>∑∑ 取单相接地短路11/)40100)(41()2030(23/115211101)1(011k k k Z Z E I K K s KB -+++⨯=+=∑∑ KAI I k k k k Z Z Z Z Z I I op K T AB T T B K KB K 5084.1311/)40100)(41()2030(23/115114101.00111130130)1(00111==-+++⨯⋅-=+++⋅=I得，%15%37.401>=k 满足灵敏度要求∴ 根据①、②，最小运行方式为：1G 、1T 、3T 、4T 运行 保护1的I 段最小可以保护线路AB 全长的33.7%二、保护2的最小保护范围计算设BCBK Z Z k 22=（102<<k ）， 则202140,2022k Z k Z BK BK ==（1）1G 、1T 、3T 、4T 运行20430102111110475.18)()(20502222k Z Z Z Z Z Z k Z Z Z Z Z BK T T AB T K BK AB T G K +=++=+=+++=∑∑ )1(0)1.1(00122KC KC K K I I Z Z >∴>∑∑ 取单相接地短路2201)1(004075.18)2050(23/1152222k k Z Z E I I K K s KC K +++⨯=+==∑∑ KA I I op K 422.132.002==I得，%15%66.262>=k 满足灵敏度要求（2）1G 、1T 、3T 运行203010211114027.27)(20502222k Z Z Z Z Z k Z Z Z Z BK T AB T K AK T G K +=++=+=++=∑∑)1(0)1.1(00122KC KC K K I I Z Z >∴>∑∑ 取单相接地短路2201)1(004027.27)2050(23/1152222K K Z Z E I I K K s KC K +++⨯=+==∑∑ KA I I op K 422.132.002==I得，%15%161>=k 满足灵敏度要求∴ 根据①、②，最小运行方式为：1G 、1T 、3T 运行 保护2的I 段最小可以保护线路BC 全长的16%三、保护3的最小保护范围计算设CDCK Z Z k 33=（103<<k ）， 则303180,4033k Z k Z CK CK ==（1）1G 、1T 、3T 、4T 运行3004301031111110875.58)()(40703333k Z Z Z Z Z Z Z k Z Z Z Z Z Z CK BC T T AB T K CK BC AB T G K +=+++=+=++++=∑∑若3301k K Z Z ∑∑> ,则)1(0)1.1(0KD KD I I >取单相接地短路3301)1(008075.58)4070(23/1152333k k Z Z E I I K K s KD K +++⨯=+==∑∑ KA I I op K 7272.033.003==I得，%15%97.463>=k 满足灵敏度要求此时，Ω=Ω=∑∑326.96,788.883301K K Z Z ，与3301K K Z Z ∑∑>矛盾所以，3301K K Z Z ∑∑<，)1(0)1.1(0KD KD I I <，取两相接地短路)8075.58(240703/11523301)1.1(00333k k Z Z E I I K K s KD K +⨯++=+==∑∑ KA I I op K 7272.033.003==I得，%15%20.433>=k 满足灵敏度要求 （2）1G 、1T 、3T 运行300301031111118027.67)(40703333k Z Z Z Z Z Z k Z Z Z Z Z Z CK BC T AB T K CK BC AB T G K +=+++=+=++++=∑∑若3301k K Z Z ∑∑> ,则)1(0)1.1(0KD KD I I >取单相接地短路3301)1(008027.67)4070(23/1152333k k Z Z E I I K K s KD K +++⨯=+==∑∑KA I I op K 7272.033.003==I得，%15%65.413>=k 满足灵敏度要求此时，Ω=Ω=∑∑59.100,66.863301K K Z Z ，与3301K K Z Z ∑∑>矛盾所以，3301K K Z Z ∑∑<，)1(0)1.1(0KD KD I I <，取两相接地短路)8027.67(240703/11523301)1.1(00333k k Z Z E I I K K s KD K +⨯++=+==∑∑ KA I I op K 7272.033.003==I得，%15%68.343>=k 满足灵敏度要求∴ 根据（1）、（2），最小运行方式为：1G 、1T 、3T 运行 保护3的I 段最小可以保护线路CD 全长的34.68%2.1.3 动作时间的整定因为零序电流I 段是无时限零序电流保护，不必加延时元件， 所以其整定的动作延时为0即，保护1、2、3的动作时间：s t t t Iop I op I op 0321===2.2 零序电流Ⅱ段整定计算保护1的Ⅱ段与保护2的I 段配合1min I2.0II 1.0/b op II rel op k I K I ⋅=，保护1的分支系数5.23075001min ===AB BC b I I k KA I op 626.05.2/422.11.1II1.0=⨯=灵敏度校验：最小运行方式为1G 、1T 、3T 、4T 运行 流过保护1的最小零序电流 KA Z Z Z Z Z Z II T T AB T T T KB2096.0430143)1(0min 0=++⋅=3.1005.1626.02096.0331.0min 01<=⨯==II op IIsen I I K 不满足灵敏度要求所以，保护1的Ⅱ段与保护2的Ⅱ段配合1min II2.0II 1.0/b op II rel op k I K I ⋅=，保护2的分支系数12min =b k KA k I K I b op II rel op 80.01/7272.01.1/2min I3.0II 2.0=⨯=⋅=KA I op 352.05.2/80.01.1II1.0=⨯=3.179.1352.02096.0331.0min 01>=⨯==II op IIsen I I K 满足灵敏度要求所以，保护1的Ⅱ段动作电流：KA I op 352.0II1.0=保护1的Ⅱ段动作时间与保护2的Ⅱ段动作时间配合：s t t t t t t Iop II op II op 0.15.05.00321=++=∆+∆+=∆+=2.3零序电流Ⅲ段整定计算保护1的Ⅲ段与保护2的Ⅱ段配合KA k I K I b op III rel op 352.05.2/80.01.1/1min II 2.0III 1.0=⨯=⋅=灵敏度校验：最小运行方式为1G 、1T 、3T 、4T 运行作为近后备：3.179.1352.02096.0331.0min 01>=⨯==IIIop B III sen I I K 满足灵敏度要求 作为远后备：2.173.2352.0320.0331.0min 01>=⨯==IIIop C IIIsen I I K 满足灵敏度要求 已知母线D 零序过电流保护动作时限为0.5s所以保护1的Ⅲ段零序电流保护的动作时间与保护2的Ⅱ段动作时间配合：s t t t t t t IIop II op III op 5.15.05.05.0321=++=∆+∆+=∆+=第3章 硬件电路设计3.1 CPU 最小系统图本设计中的89C51的最小系统包括89C51单片机，6264可编程I/O 接口，晶振电路，按键复位电路。
