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隨著電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大，電壓等級(jí)越來(lái)越高，如何有效、安全、可靠地提高輸送能力，是我國(guó)電網(wǎng)日益面臨的嚴(yán)峻問題。近年來(lái)美國(guó)、歐洲等相繼發(fā)生的大停電事故，波及范圍之大前所未有，這充分說(shuō)明了尋求安全可靠的電網(wǎng)保護(hù)控制措施是當(dāng)前電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要措施。輸電線路是電力系統(tǒng)中最重要的電氣元件，線路保護(hù)性能對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的影響。因此，輸電線路的保護(hù)十分重要，是電網(wǎng)是否安全可到的關(guān)鍵。對(duì)輸電線路的研究就顯得十分重要了。
一、課題研究背景
�。ㄒ唬﹪�(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
近幾十年計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，它給各部門的面貌帶來(lái)了巨大的變化，對(duì)輸電線路保護(hù)的影響也不例外。在繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)除了用作故障分析之外，19xx年已提出用作繼電保護(hù)裝置。在20世紀(jì)70年代，計(jì)算機(jī)保護(hù)只是探索，到了70年代末期，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了重大突破，大規(guī)模集成電路技術(shù)飛速發(fā)展，用于繼電保護(hù)中增加了其可靠性安全性。19xx年美國(guó)電氣和電子工程學(xué)會(huì)的教育委員會(huì)組織經(jīng)過一次世界性計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)研討班。在此之后，世界各大繼電器制造商都先后推出了各種定型的商業(yè)性微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品。目前，發(fā)展最快的是日本。
我國(guó)微機(jī)保護(hù)的發(fā)展從硬件上看大體可分為三個(gè)階段。
第一階段是以單CPU的8位微處理器構(gòu)成的微機(jī)保護(hù)裝置。主要特點(diǎn)為：保護(hù)采用8位微處理器MC6809構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)，由于MC6809僅僅是一個(gè)CPU，因此需要在外部擴(kuò)展許多硬件電路，所以總線必須引出插件，保護(hù)的存儲(chǔ)器容量較小，程序和保護(hù)的定值均存放在EPROM中，定值的改寫十分不方便，保護(hù)裝置中僅有軟件時(shí)鐘，東直流電源消失后始終便停止運(yùn)行，硬件不具備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，由于 1
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僅有一個(gè)CPU，所有的保護(hù)功能只能集中有這歌CPU處理，可靠性較低。其代表產(chǎn)品為WXB-01微機(jī)高壓線路保護(hù)裝置。
第二階段是以多個(gè)8位單片機(jī)組成的多微機(jī)系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)為：具有多個(gè)8位單片機(jī)，由于采用了單片機(jī)，需要外部擴(kuò)展的硬件電路較少，因此可以做到總先不引出插件，保護(hù)專職的定值存放在EEPROM中，定值修改十分方便。設(shè)有硬件時(shí)鐘芯片，依靠備用電源的支持，裝置直流電源小孩死后，硬件時(shí)鐘可繼續(xù)運(yùn)行，硬件上設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)原廠的串行接口，由于硬件有多個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)組成，因此一天輸電線路的多重保護(hù)的功能可分散于不同的單片機(jī)系統(tǒng)，增加了保護(hù)裝置的可靠性。其代表產(chǎn)品為WXB-11系列微機(jī)保護(hù)裝置。
第三階段是以16位機(jī)單片機(jī)構(gòu)成的多微機(jī)系統(tǒng)。例如以英特爾公司的80C196KB構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)。有些單片機(jī)內(nèi)部資源豐富，具有叫大容量的RAM和EPROM，因而可以做到不需要在芯片外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，可以做到總線不引出芯片。例如一人本三菱公司的M77芯片構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)。
從20世紀(jì)80年代中期 開始，到目前為止，我國(guó)的微機(jī)保護(hù)已經(jīng)歷了近20年的發(fā)展歷史。輸電線路的微機(jī)保護(hù)從用于500KV系統(tǒng)的保護(hù)裝飾到用于10KV線路的微機(jī)保護(hù)漲勢(shì)均有相應(yīng)的產(chǎn)品，近年來(lái)，發(fā)電機(jī)變壓器以及大型發(fā)電機(jī)暴牙期租和木顯得微機(jī)保護(hù)也相距研究成功，已投入使用。據(jù)20xx年全國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，20xx年我國(guó)220KV以上電網(wǎng)的繼電保護(hù)的正確動(dòng)作率達(dá)到了99.13%，元件保護(hù)的正確動(dòng)作老板也達(dá)到了90.3%。
�。ǘ┱n題研究的意義
1、能使學(xué)生們對(duì)微機(jī)保護(hù)有一個(gè)更加清晰的認(rèn)識(shí)；
2、保證電力系統(tǒng)安全、高效和可靠的供電；
3、能夠?qū)δ壳拔C(jī)保護(hù)存在的問題進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)總結(jié)和提出一套可行性的解決方案。
二、課題研究?jī)?nèi)容
�。ㄒ唬┭芯康闹饕獌�(nèi)容
1、輸電線路微機(jī)保護(hù)綜述。
包括微機(jī)保護(hù)發(fā)展歷程及趨勢(shì)、線路微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)、線路微機(jī)保護(hù)的構(gòu)成、微機(jī)保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)、微機(jī)保護(hù)算法、距離保護(hù)算法的研究等。
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2、典型輸電線路微機(jī)保護(hù)方案研究
系統(tǒng)介紹WBH-25(S)的保護(hù)特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)方法、優(yōu)勢(shì)及數(shù)據(jù)參數(shù)等
3、微機(jī)保護(hù)中距離元件的仿真
有MATLAB仿真微機(jī)保護(hù)，得出各種波形。
4、對(duì)微機(jī)保護(hù)的方案進(jìn)行研究并予以評(píng)價(jià)。
根據(jù)上述研究?jī)?nèi)容，總課題下設(shè)如下章節(jié)：
第一章、輸電線路微機(jī)保護(hù)綜述
第二章、典型輸電線路微機(jī)保護(hù)方案研究
第三章、距離元件仿真及分析
第四章、微機(jī)保護(hù)優(yōu)缺點(diǎn)分析
�。ǘ┱n題的研究目標(biāo)
本課題研究目標(biāo)是：運(yùn)用MATLAB仿真軟件對(duì)典型電力系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過模型研究微機(jī)保護(hù)距離元件動(dòng)作原理及實(shí)現(xiàn)方法。以此來(lái)探索微機(jī)保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一套系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)方案，并對(duì)現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)方案進(jìn)行改進(jìn)。從而為微機(jī)保護(hù)的發(fā)展奠定一定基礎(chǔ)
�。ㄈ╊A(yù)期成果形式
將所研究的課題的成果以論文的形式整理起來(lái)，并且參與以后參與現(xiàn)場(chǎng)輸電線路微機(jī)保護(hù)的研究。
三、研究方法與技術(shù)路線
（一）研究方法與步驟
本課題的研究主要采用理論研究、現(xiàn)場(chǎng)參觀（參觀發(fā)電廠）、計(jì)算機(jī)仿真等方法。
對(duì)于個(gè)別帶有創(chuàng)新性的，能提出重要見解的小范圍的教學(xué)研究，則通過建立科學(xué)的假設(shè)，采用仿真實(shí)驗(yàn)研究的方法。
研究步驟如下：
20xx年3月-20xx年4月10，收集資料，現(xiàn)場(chǎng)參觀，仿真實(shí)驗(yàn) ； 20xx年4月11日-20xx年5月4日，書寫本科生畢業(yè)論文；
20xx年5月5日-20xx年5月26日，導(dǎo)師指導(dǎo)下，對(duì)論文評(píng)價(jià)修改； 20xx年5月27日-20xx年5月31日，對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行歸納總結(jié)； 3
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20xx年6月上旬準(zhǔn)備畢業(yè)答辯事宜。
�。ǘ╆P(guān)鍵步驟
1、對(duì)于微機(jī)保護(hù)理論知識(shí)的研究分析及吸收；
2、電力系統(tǒng)模型構(gòu)建；
3、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。
四、課題研究?jī)r(jià)值
1、通過課題的研究與實(shí)踐，總結(jié)并形成基于微機(jī)保護(hù)的理論與方法；
2、通過課題的研究與實(shí)踐，探索并總結(jié)微機(jī)保護(hù)的不足，在此基礎(chǔ)上提出解決的方法；
3、通過課題的研究與實(shí)踐，探索以后微機(jī)保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)；
4、通過課題的研究與實(shí)踐，開發(fā)出具有應(yīng)用推廣價(jià)值的微機(jī)保護(hù)裝置。
五、研究基礎(chǔ)
（一）研究條件
本次課題的研究借助了MATLAB軟件進(jìn)行仿真進(jìn)行研究。
�。ǘ﹨⒖嘉墨I(xiàn)
�。�1］于群，曹娜．電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2008 ［2］許建安．電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)．北京：中國(guó)水利水電出版社， 2001 ［3］楊奇遜，黃少鋒．微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)．北京：中國(guó)電力出版社，2005 ［4］張明君．電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)．北京：冶金工業(yè)出版社， 2003 ［5］賀家李，宋從矩．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理．北京：中國(guó)電力出版社，2004 ［6］楊新民．電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)培訓(xùn)教材．北京：中國(guó)電力出版社， 2000 ［7］葛耀中．新型繼電保護(hù)與故障測(cè)距原理與技術(shù)．西安：西安交通大學(xué)出版社，1996
�。�8］國(guó)家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編．北京：中國(guó)電力出版社，1997
�。�9］國(guó)家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答．北京：中國(guó)電力出版社，1997
�。�10］國(guó)家電力公司電網(wǎng)建設(shè)分公司等．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化設(shè)備手冊(cè)．北京：中國(guó)電力出版社，1999
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