论文总字数：25097字

摘 要

高压输电线路是电力系统里重要元件，电网在自动化方面的水平同时也在日益提高，这就对高压线路保护性能的水平造成了挑战，提出了更高的要求。同时，由于我国计算机技术的发展，而使微机保护硬件等方面的资源更加丰富，计算速度也变得越来越快，这也形成了对保护功能的完善的一种硬件支持。同时，根据目前研究的新成果在线路保护原理方面的体现，微机保护方面的开发以及研究，对现实生活和技术的更高发展具有十分重要的意义。

本文首先针对继电保护的任务提出问题，然后对此进行分析，同时对微机线路保护方面的历史进行研究，并且根据发展特点分析其发展趋势。文中，在对新型高压线路微机保护方面的总体方案设计原则进行分析，也对其保护装置的配置功能方面进行了系统的介绍，同时也说明了保护系统的算法及主要元件。同时也要说明，本文的重点是研究零序方向的元件以及它的算法，能够对此有一个较为全面的了解。

即零序方向元件算法，经实践证明，能够在电力系统出现接地故障时，对零序电压为断路器是否动作进行了正确的测量。验证此算法的方法是用MATLAB软件仿真，证明该算法能够使零序方向元件进行正确的动作。

关键词：微机保护；微机保护算法；零序方向元件

Abstract

The high voltage transmission line is an important component in the power system, and the automation level of the power grid is also improving day by day, which poses a challenge to the protection performance of the high voltage line and puts forward higher requirements. At the same time, due to the development of computer technology in our country, and make the microcomputer protection hardware resources are more abundant, the speed of calculation is becoming faster and faster, which also formed a perfect protection function of a hardware support. At the same time, according to the current research of the new results in the line protection principle of the embodiment, the development and research of microcomputer protection, to the real life and higher development of technology has a very important significance.
In this paper, first of all, the task of relay protection is put forward, and then it is analyzed. At the same time, the history of microcomputer line protection is studied, and its development trend is analyzed according to its development characteristics. In this paper, the overall design principle of the new high voltage line microcomputer protection is analyzed, and the configuration function of the protection device is systematically introduced, as well as the algorithm and the main components of the protection system are explained. At the same time, it should also be noted that the focus of this paper is to study the zero-order direction of the element and its algorithm, to have a more comprehensive understanding of this.
It is proved by practice that the zero sequence direction element algorithm can correctly measure whether the zero sequence voltage is the circuit breaker when the power system is grounded. The method of verifying this algorithm is to use MATLAB software simulation to prove that this algorithm can make the zero sequence direction element to carry on the correct action.

Keywords: Microcomputer protection；Microcomputer protection algorithm；Zero sequence directional components

目录

零序功率方向继电器设计与虚拟仿真 I

摘要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 微机继电保护的发展 1

1.2 微机保护装置的特点 1

1.2.1 维护调试方便 1

1.2.2 可靠性高灵活性大、体积缩小 2

1.2.3 易于获得附加功能性能较好 2

第2章 110kV输电线路微机保护技术综述 3

2.1 输电线路微机保护的发展方向 3

2.1.1 计算机化 3

2.1.2网络化 3

2.1.3 保护、控制、测量、数据通信一体化 4

2.1.4 智能化 4

2.2 输电线路微机保护的类型 4

2.2.1 导引线纵联差动保护 5

2.2.2 输电线路载波保护 5

2.2.3 微波保护 5

2.2.4 光纤纵差保护 5

第3章 微机保护中零序方向元件算法研究与仿真 7

3.1零序方向过流保护的原理与特点 7

3.2零序方向元件动作判据 8

3.3使用 MATLAB软件进行仿真 9

3.4零序方向元件动作判据优缺点分析 26

3.5记忆电压零序补偿方案 27

结论 29

致 谢 30

参考文献 31

绪 论

我国于1984年通过鉴定了第一套微机保护样机，从那以后，我国根据第一套样机，研究并且生产了更多的微机保护装置，此时微机保护技术在我国的应用越来越广泛。未来继电保护系统的发展趋势更趋向于计算机化和微机化。

微机继电保护的发展

微机是一种高级技术，在高速运算方面十分出色，同时也可以进行逻辑判断，在记忆能力也较为优秀，目前能够通过软件的程序来实现微机保护，因此微机保护具有很大的灵活性，能够具备比较复杂的保护功能，也突破了传统，具有许多前所未有的新功能。微机保护技术在原有基础上更高级，能够解决许多问题，包括传统保护模式中一些难以攻克的技术问题。对继电保护来说，最重要的是可靠性，微机保护具有抗干扰功能，对误动和拒动进行了有效的预防，这也是传统技术中缺乏的一部分，微机保护技术对此进行了弥补，也使继电保护更加可靠和安全。

对于传统的继电保护装置来说，调试十分不易，对于复杂的保护更是任务艰巨，而微机保护弥补了传统装置在这方面的欠缺，由于软件控制技术，微机保护能够更加精确，也几乎不需要进行调试，传统的保护装置没有计算机化的控制，具有许多不可控性，需要做许多模拟实验来对保护装置的功能进行检测，十分麻烦，微机保护技术则不需要做实验，这也是其优于传统装置的一方面，更增加了继电保护技术的安全性。

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