10kv线路微机距离保护装置软件部分
继电保护分为电流电压保护，距离保护等，对于输电线路来说，使用的较多的是电流电压保护和距离保护，相比于电流电压保护来说，距离保护受系统运行方式的影响较小，并且能够在电压等级较高的系统中使用，因而具有一定的研究价值。单片机具有运算速度快，软件编程灵活等特点，在很多工业领域中都有应用。本文将距离保护原理与单片机相结合，以10KV输电线路为载体。对微机保护装置进行了研究，并进行了调试，仿真，并对已有成果进行了总结，提出了改进优化方法，对未完成的部分提出了自己的想法。关键词 距离保护，单片机，微机保护
目 录
1 绪论1
1.1 微机继电保护的历史背景1
1.2 微机保护的现状及发展趋势2
1.3 本课题研究背景及研究意义3
1.4 本文所做的主要工作3
2 输电线路常见故障说明3
2.1 单相接地短路4
2.2 相间短路4
3 距离保护原理5
3.1 阻抗继电器5
3.2 距离保护的整定计算 13
4 装置硬件设计简介与硬件选型 17
4.1 装置的硬件框图简介 17
4.2 单片机简介 18
5 装置的软件设计 20
5.1 解微分方程算法介绍 20
5.2 软件流程图的设计 21
5.3 部分程序代码及解释 24
5.4仿真结果 27
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
附录34 1 绪论
随着经济社会的不断发展，人们的日常生活与电的联系也越来越紧密。电力系统也在朝着电压等级越来越高，线路结构越来越复杂的方向发展，从而对电能质量，以及电力系统安全可靠的运行提出了较高的要求。电力系统的安全可靠运行，取决与组成电力系统的各种电气设备能否正常运行。
由于各种不可抗力的影响，电力系统出现故障在所难免，从而各种电力二次设备应运而生，继电保护学科也得到了长足的发展。当电力系统发生故障或不正常运行状态时，继电保护装置能迅速的判别出故障，然后向运行人员告警，并在很短的时限内将故障切除，恢复电力系统的正常运行。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 传统的继电保护装置经历了机电式，整流式，晶体管式和集成电路式几个阶段。20世纪60年代中后期，微机继电保护开始发展起来。微机继电保护相比传统式继电保护装置，具有成本低，可靠性高，控制灵活，性能优良等特点，逐渐成为当今主流的继电保护形式。
1.1 微机继电保护的历史背景
微机继电保护是指以单片机等微机为基础构成的继电保护。它起源于20世纪60年代，在美国，澳大利亚，英国的一些专家教授的倡导下开始进行研发。起初，有人提出用小型微机实现继电保护的设想，但当时计算机的价格比较昂贵，而且体积很大，无法满足继电保护的技术要求，因此没有取得实际应用。但是对计算机继电保护理论和程序结构的研究并没有就此停止，为后来的微机保护发展奠定了基础。计算机技术在70年代中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的迅猛发展，使得微型处理器的价格大幅下降，可靠性，运算速度大幅提高，微型计算机就此进入了实用阶段，由此促使了计算机继电保护的研究出现了高潮，70年代后期，比较完善的微机保护样机得以研制成功，并投入到电力系统中进行试运行。80年代，微机保护的硬件结构和软件技术日趋成熟，并在一些国家得到了推广使用。90年代，电力系统继电保护技术进入微机保护时代，微机保护成为主流的保护形式。
我国自1979年开始微机保护的研究，尽管起步较晚，但是由于我国科研人员及继电保护工作者的共同努力，进展很快。经过10多年的奋斗，到了80年代末期，输电线路的微机保护已经达到了推广实用的程度。90年代，我国进入了微机保护时代，随着对微机保护装置的进一步研究，在微机保护的硬件结构，软件程序和算法上也不断取得新的理论成果，并将其用于实际应用当中。
1.2 微机保护的现状及发展趋势
凭借微机强大的运算能力，微机保护可以实现一些传统模拟式保护装置无法实现的比较复杂的保护动作特性，而且这些动作特性往往是由软件来实现的，所以要想改变保护逻辑，只需要对软件重新进行编程就可以了，硬件部分往往可以通用，相比于模拟式保护装置显得更加的灵活，节约了成本。不过，同传统的继电保护装置相比，微机保护的抗干扰能力较弱，这里的干扰主要指的是电磁干扰，因此，微机保护的广泛应用受到了一定的限制，在设计微机保护装置时，电磁干扰问题同样需要考虑在内。
微机保护的发展趋势，大致可以有以下几个方面：
1、随着网络技术的不断发展，在未来，微机保护技术将会与网络信息技术进一步地进行结合，以满足对电力系统发展的新要求。
2、微机保护的自适应特性会越来越好，自适应保护的基本思想是根据电力系统的运行方式和故障状态的变化来实时改变保护的特性、定值或性能。它具有增强可靠性，提高保护性能等优点，随着理论研究的不断深入，将会出现更多的自适应方案。特别是随着通信网络的不断发展，自适应保护将不再局限于保护判据、保护算法的自适应，整个电网继电保护系统的自适应配置、定值的自适应在线调整等更复杂、更大范围的自适应应用也有可能实现。
3、微型机的运算速度会越来越快：从最初的8位16位单片机，到后来的32位通用微处理器，ARM芯片，再到后来的数字信号处理器DSP，运算的速度越来越快，性能越来越强大，未来，一定还会有更加高性能，低功耗的微处理器出现，并且能够顺利地应用于微机继电保护中去[3～10]。
1.3 本课题研究背景及研究意义
线路电流电压保护的主要优点是经济、简单、可靠性好，在中低压电网中得到了广泛的应用，但是，电流电压保护也有它的局限性，即它们的保护范围与灵敏度受系统运行方式的影响较大，在更高电压等级，结构更加复杂的网络中很难得到应用，另外，电流电压保护的整定计算也比较麻烦。为了满足更高电压等级，更复杂网络中有选择性，快速地切除故障的要求，本文对距离保护进行了研究，距离保护受系统运行方式影响较小，灵敏度相对高一些，再与当下流行的微机进行结合，设计出来的作品具备很好的实用性。
1.4 本文所做的主要工作
目 录
1 绪论1
1.1 微机继电保护的历史背景1
1.2 微机保护的现状及发展趋势2
1.3 本课题研究背景及研究意义3
1.4 本文所做的主要工作3
2 输电线路常见故障说明3
2.1 单相接地短路4
2.2 相间短路4
3 距离保护原理5
3.1 阻抗继电器5
3.2 距离保护的整定计算 13
4 装置硬件设计简介与硬件选型 17
4.1 装置的硬件框图简介 17
4.2 单片机简介 18
5 装置的软件设计 20
5.1 解微分方程算法介绍 20
5.2 软件流程图的设计 21
5.3 部分程序代码及解释 24
5.4仿真结果 27
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
附录34 1 绪论
随着经济社会的不断发展，人们的日常生活与电的联系也越来越紧密。电力系统也在朝着电压等级越来越高，线路结构越来越复杂的方向发展，从而对电能质量，以及电力系统安全可靠的运行提出了较高的要求。电力系统的安全可靠运行，取决与组成电力系统的各种电气设备能否正常运行。
由于各种不可抗力的影响，电力系统出现故障在所难免，从而各种电力二次设备应运而生，继电保护学科也得到了长足的发展。当电力系统发生故障或不正常运行状态时，继电保护装置能迅速的判别出故障，然后向运行人员告警，并在很短的时限内将故障切除，恢复电力系统的正常运行。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 传统的继电保护装置经历了机电式，整流式，晶体管式和集成电路式几个阶段。20世纪60年代中后期，微机继电保护开始发展起来。微机继电保护相比传统式继电保护装置，具有成本低，可靠性高，控制灵活，性能优良等特点，逐渐成为当今主流的继电保护形式。
1.1 微机继电保护的历史背景
微机继电保护是指以单片机等微机为基础构成的继电保护。它起源于20世纪60年代，在美国，澳大利亚，英国的一些专家教授的倡导下开始进行研发。起初，有人提出用小型微机实现继电保护的设想，但当时计算机的价格比较昂贵，而且体积很大，无法满足继电保护的技术要求，因此没有取得实际应用。但是对计算机继电保护理论和程序结构的研究并没有就此停止，为后来的微机保护发展奠定了基础。计算机技术在70年代中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的迅猛发展，使得微型处理器的价格大幅下降，可靠性，运算速度大幅提高，微型计算机就此进入了实用阶段，由此促使了计算机继电保护的研究出现了高潮，70年代后期，比较完善的微机保护样机得以研制成功，并投入到电力系统中进行试运行。80年代，微机保护的硬件结构和软件技术日趋成熟，并在一些国家得到了推广使用。90年代，电力系统继电保护技术进入微机保护时代，微机保护成为主流的保护形式。
我国自1979年开始微机保护的研究，尽管起步较晚，但是由于我国科研人员及继电保护工作者的共同努力，进展很快。经过10多年的奋斗，到了80年代末期，输电线路的微机保护已经达到了推广实用的程度。90年代，我国进入了微机保护时代，随着对微机保护装置的进一步研究，在微机保护的硬件结构，软件程序和算法上也不断取得新的理论成果，并将其用于实际应用当中。
1.2 微机保护的现状及发展趋势
凭借微机强大的运算能力，微机保护可以实现一些传统模拟式保护装置无法实现的比较复杂的保护动作特性，而且这些动作特性往往是由软件来实现的，所以要想改变保护逻辑，只需要对软件重新进行编程就可以了，硬件部分往往可以通用，相比于模拟式保护装置显得更加的灵活，节约了成本。不过，同传统的继电保护装置相比，微机保护的抗干扰能力较弱，这里的干扰主要指的是电磁干扰，因此，微机保护的广泛应用受到了一定的限制，在设计微机保护装置时，电磁干扰问题同样需要考虑在内。
微机保护的发展趋势，大致可以有以下几个方面：
1、随着网络技术的不断发展，在未来，微机保护技术将会与网络信息技术进一步地进行结合，以满足对电力系统发展的新要求。
2、微机保护的自适应特性会越来越好，自适应保护的基本思想是根据电力系统的运行方式和故障状态的变化来实时改变保护的特性、定值或性能。它具有增强可靠性，提高保护性能等优点，随着理论研究的不断深入，将会出现更多的自适应方案。特别是随着通信网络的不断发展，自适应保护将不再局限于保护判据、保护算法的自适应，整个电网继电保护系统的自适应配置、定值的自适应在线调整等更复杂、更大范围的自适应应用也有可能实现。
3、微型机的运算速度会越来越快：从最初的8位16位单片机，到后来的32位通用微处理器，ARM芯片，再到后来的数字信号处理器DSP，运算的速度越来越快，性能越来越强大，未来，一定还会有更加高性能，低功耗的微处理器出现，并且能够顺利地应用于微机继电保护中去[3～10]。
1.3 本课题研究背景及研究意义
线路电流电压保护的主要优点是经济、简单、可靠性好，在中低压电网中得到了广泛的应用，但是，电流电压保护也有它的局限性，即它们的保护范围与灵敏度受系统运行方式的影响较大，在更高电压等级，结构更加复杂的网络中很难得到应用，另外，电流电压保护的整定计算也比较麻烦。为了满足更高电压等级，更复杂网络中有选择性，快速地切除故障的要求，本文对距离保护进行了研究，距离保护受系统运行方式影响较小，灵敏度相对高一些，再与当下流行的微机进行结合，设计出来的作品具备很好的实用性。
1.4 本文所做的主要工作
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