安徽理工大学毕业设计变电所馈线保护电路设计英文翻译Transformer substation feeds the going beyond a line microcomputer monitoring design学院（部）： 电气与信息工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化05-1班学生姓名： 指导教师： 郑秀兰老师 2009 年 6 月 12 日变电所馈线保护电路设计摘要本次毕业设计是有关变电所变配电设计和变电所监控系统微机保护系统方面的内容。其中，变配电设计部分以淮南潘北矿为对象进行了配电选型计算和相关继电保护的计算。对主要设备如主变压器，架空线路，母线和开关柜进行了选型计算及校验，微机保护部分的设计选用单片机系统（87C552）进行硬件系统配置和软件的设计。本文以第六章作为设计的重点，重点对NSP788（V3.0）馈线保护及测控装置进行了研究和分析，装置具有保护及自动控制功能：如三段相过电流保护，加速段保护，充电保护，两段零序电流保护等。NSP7 系列装置的保护功能采用分块设置、显示的方式。关键字：继电保护，单片机（87C552），硬件系统，NSP788（V3.0）Transformer substation feeds the going beyond a line microcomputer monitoring designABSTRACTThe graduation project is about changing power distribution substation transformer substation monitoring system design and microprocessor-based protection systems content. Among them, the part of distribution design change to the North Huai-nan PAN mine the distribution for the selection of subjects related to computing and the calculation of relay protection. Of major equipment such as main transformers, overhead lines, bus and switchgear for the selection of calculation and check, part of the design of microprocessor-based protection system, selected single-chip (87C552) hardware system configuration and software design. Chapter VI of this paper is designed to focus on, with a focus on NSP788 (V3.0) feeder protection and monitoring devices for research and analysis, protective devices and automatic control functions: such as three-phase overcurrent protection, the protection of accelerating charge protection, two zero-sequence current protection. NSP7 series protection device settings using blocks to show the way.Keywords: Relay， SCM（87C552）， Hardware system，NSP788（V3.0）6目录摘要(中文)I摘要(外文)II1绪论11.1 概述11.2 110KV变电所微机监控系统要求21.2.1 正常情况下的运行监视21.2.2 经键盘实现对变电站内所有控制点的操作21.2.3 事故处理及分析要求21.2.4 通讯与其它智能设备网络通讯，并能对其进行管理31.2.5 系统的自维护32 负荷计算42.1 电力系统负荷42.2 负荷计算内容和方法42.3 负荷计算的意义52.3.1 负荷计算53电气主接线的设计83.1 电气主接线的设计原则93.1.1 电气主接线的设计步骤93.2 电气主接线的基本要求93.2.1 可靠性要求93.2.2 灵活性要求103.2.3 经济性要求103.3 电气主接线的选择104.电气系统一次设备选型124.1 电气设备选择的一般条件124.2 电气设备的选择134.3 补偿电容的选择144.4 主变压器的选择154.5 高压架空线的选择164.6 高压开关柜的选择165短路电流的计算185.1 110KV10KV等效电路185.2 短路电流计算185.2.1 短路电流基本量185.2.2 在最大运行方式下发生三相短路时：195.2.3 在最小运行方式下发生三相短路时：206馈线保护及测控装置216.1 概述216.2 技术参数226.2.1 额定参数226.2.2 主要技术性能236.3 保护原理及整定说明246.3.1三段定时限过流保护（可带方向和复合电压闭锁）256.3.2 三相二次重合闸(可选择检同期或检无压)276.3.4 充电保护316.3.5 两段零序电流保护336.3.6 过负荷保护336.3.7 低频减载346.3.8 TV 断线告警356.3.9 低压减载367 微机监控系统的硬件设计377.1 远端设备的功能要求377.2 端设备的硬件电路设计377.2.1 87C552 概要377.2.2 定时器T2介绍397.2.3 定时器T2控制寄存器TM2CON397.2.4 输入捕捉逻辑397.2.5 中断标志寄存器 TM2IR407.2.6 中断优先级寄存器IP1417.2.7 中断允许寄存器417.2.8 串行口的工作方式427.2.9 模拟输入电路427.2.10 A/D转换437.2.11 87C552中断系统447.3 对远端设备的硬件电路设计447.3.1系统组成447.3.2 系统硬件电路设计458软件流程508.1 件设计总体结构框图508.2 保护CPU软件设计508.2.1 件结构508.2.2 故障处理程序528.2.3 串口通信子程序528.3.1软件结构538.3.2液晶显示程序548.3.3键盘响应程序558.4 CAN总线通信程序设计569 设计线路图589.1 操作回路,信号回路589.2 储能回路599.3 NSP788测量回路59结论61参考文献62致谢64安徽理工大学毕业设计1绪论1.1 概述变电所综合自动化是现代变电所的发展方向，采用的微机监控系统相比于传统继电器系统，具有功能多样性，监控实时性和准确性，保护多样性和快速准确性，另外，系统结构简单并可灵活扩展，具有很高的性能价格比。变电站是电力系统中不可缺少的一个重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。随着国民经济的高速发展，我国城乡地区的用电负荷密度大大增加，各地区110kV变电站日益增多，因此对于110kV变电站的设计要求也越来越高。目前国内微机保护的发展已经历了三个阶段：第一代至第三代微机保护的硬件设计重点是如何使总线系统更隐蔽，以提高抗干扰水平。第二代微机保护是多CPU结构，每块印刷电路板上以CPU为中心组成一个计算机系统，第三代保护的技术创新的关键这处是利用了一种特殊单片机，将总线系统与CPU一起封装在一个集成电路中，具有极强的抗扰能力。 本课题针对110KV变电所，对变电站中各种主要设备和二次保护进行研究和设计。涉及的主要包括：负荷计算、主变压器的选型、110kV架空线和母线的选型及校验、10kV母线的选型、短路电流的计算、并联电容器和高压开关柜的选择、继电保护的整定计算等，其中以变电所馈线的微机监控作为重点。在早期的变电所微机监控系中，设备最简单，只能完成一些简单的操作，例如：数据采集，报警等。但是，一旦出现系统故障，就不能进行工作。或一路出现故障造成大面积的断电事故，这是煤炭企业和其他企业所不能允许的，80年代以来由于微机急速的发展，特别是进入90年代以来的微机监控系统中，技术升级到了非常可观的地步,大提高了运行效率。供电系统的各种电气参数进入微机监控系统时，通常要先通过电量变送器把各种交流电气参数转变为统一的直流参数，再经过计算机的A/D后，把这些直流参数转换为二进制数便被计算机采集获得，在计算机内经软件便可得到各种实时的电气参数，用于显示，打印，存储及分析等使用。煤矿变电所电压等级少，接线比较简单，实现综合自动化就比较容易。目前110KV变电所向下述方向发展：变电所站内综合自动化监控系统，是将线路，电动机，电容器，等微机保护测控装置结合起来而组成的集保护，测控，通信与一体的新型变电站综合自动化系统。该系统分为三层：变电站层，通信层，间隔层。近几年来，变电站的各种微机监控装置得到了广泛应用。例如微机保护装置，微机多功能电能表，微机直流监控装置，微机单相接地选线接线装置，微机故障滤波装置。这些装置提供了大量的电网运行和控制信息。如何全面迅速的收集处理这些种类繁多，数量庞大，实时性和准确性要求高的信息并进行有效的管理和控制，真正达到无任何值班变电站的目的是自动化人员面临的现实问题。但是原来常规的变电站自动化系统引起技术上的限制难以完成这一艰巨的任务，因此，变电所微机监控系统是今后一段相当长的时期的发展方向。1.2 110KV变电所微机监控系统要求微机监控系统的主要任务就是监视变电站运行生产过程，实现各类操作控制，完成变电站生产过程的监测与控制。所以该系统首先要能够实时采集全站生产过程中的各种实时信息，更新数据库，为监控系统提供真实可靠的运行。根据任务要求，有如下主要功能：1.2.1 正常情况下的运行监视1.要求能提供正常的运行显示，调用所有的数据，实现画图、制表，完成各种管理提示及统计报表、整点制表等工作。2.实现与总调对时通讯，完成总调远动功能。3.实时监视生产过程中的各类异常报警（如油泵打压、直流断线）等信号。电气量的5个限值报警，并做出相应的处理。1.2.2 经键盘实现对变电站内所有控制点的操作1. 对开关、刀闸的操作，要求有明显的提示信息，严格的操作格式及命令叫过程。2. 对主变压器冷却器的控制，要求能够根据主变油温、负载自动投切或定时轮换投切及手动投切冷却器运行。3. 自动控制变