10kv干式配电变压器微机保护装置设计

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1、题目学院名称专业班级学生姓名学号电力系统微机保护10KV干式配电变压器微机保护装置设计电气工程学院电气F11012011239103051.干式变压器及其微机保护装置研宄设计概述1.1背景概述1.2干式变压器优点及意义1.3干式变压器微机保护装置概述2.保护装置硬件设计2.1保护装置的硬件选择2.2保护装置通信系统的实现2.3模数转换电路2.4CAN通信电路3.保护装置的软件设计3.1保护单元软件设计3.2管理单元软件设计3.3软件系统抗干扰措施4.模块化编程的实现4.1保护装置程序的构成4.2保护单元模块化编程的实现23333445678911121313

2、135.雑15i平棘161.干式变压器及其微机保护装置研宄设计概述1.1背景概述随着现代社会口新月异地快速发展，要求防火的场所人量增加，如高层建筑、地铁、火车站、机场及石汕化工企业等日益增多，人们对变压器的安全性能提出了越来越高的耍求。由于矿物油易燃、易爆，因而油浸式变压器不宜安装于防火要求高的场所，而且油浸式变压器在运行中也会因渗漏油而污染环境。干式变压器由于其防火性能好而被广泛地应用。1.2干式变压器优点及意义干式变压器与油浸式变压器相比具有以下优点。1）干式变压器避免了由于运行中发生故障而导致变压器油发生火灾和爆炸的危险。由于干式变压器使用的绝缘材料均

3、为难燃、阻燃材料，即使运行中变压器发生故障而引发火灾或冇外来火源，也不会使火灾的灾情扩大。2）干式变压器不会像油浸式变压器那样存在渗漏油问题，更无变压器油老化等问题，因此运行维护和检修的工作量大为减少。3）干式变压器一般为户内式装罝，对特殊需要的场所也可制成户外式。对户内式而言，它可以和金属封闭开关设备安装在同一室内，也可以和金属封闭开关设备共用一个外壳，从而可节省安装面积。4）干式变压器具有很强的防潮和防污能力，并可工作于极恶劣的环境条件下。由于干式变压器具有以上优点，促使其需求量迅猛增加。将别是近年来城市基础设施的建设规模不断扩大以及高层建筑不断涌现，对

4、干式配电变压器的需求量大幅攀升。因此，在电气工程的设计选型时，深入了解此类干式变压器的技术性能及其配套措施等方面的技术信息，就显得尤为重要。1.3干式变压器微机保护装置概述干式变压器微机保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护；针对配网终端高压配电室量身定做，以三段式无方向电流保护为核心，配备电网参数的监视及采集功能，可省掉传统的电流表、电压表、功率表、频率表、电度表等，并可通过通讯口将测量数据及保护信息远传上位机，方便实现配网自动化；装置根据配网供电的特性在装置内集成了备用电源自投功能，可灵活实现进线备投及母分备投功能。干式变压器微机保护

5、装置采用了国际先进的DSP和表面贴装技术及灵活的现场总线（CAN）技术，满足变电站不同电压等级的要求，实现了变电站的协调化、数字式及智能化。此系列产品可完成变电站的保护、测量、控制、调节、信号、故障录波、电度采集、小电流接地选线、低周减载等功能，使产品的技术要求、功能、内部接线更加规范化。产品采用分布式保护测控装罝，可集中组屏或分散安装，也可根据用户需要任意改变配置，以满足不同方案要求。分析电力变压器的故障，可分为短路故障和不正常运行状态两种川，而变压器的短路故障，又可按发生在变压器的内外部情况分为内部故障和外部故障。变压器的内部故障主要是指各相绕组之间发生

6、的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地短路故障等。变压器的外部故障主要是指外部绝缘套管和引出线上发生相间短路和直接接地短路故障。变压器的不正常运行状态主要冇：由于外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和屮性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油造成的油面降低；由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁;变压器油温升高和冷却系统故障等。1.保护装置硬件设计2.1保护装置的硬件选择(1)保护单元CPU的选择在10KV干式变压器微机保护装置中当二次系统的模拟量引入装置后，经过电流电压变换和AD转换后形成瞬时

7、采样值序列，保护CPU根据这些采样值，计算出变压器保护判据所需的电气量如幅值、序量等，然后进行保护判据计算、保护逻辑计算以及扰动数据记录和SOE事件记录。为发挥数字信号处理器快速运算的长处，把所有这些电气量、判据以及逻辑计算都安排在一个采样中断里完成是可行的。为保证计算精度，中间数据采用浮点型数据格式，电气量、保护判据的计算采用浮点算法，这样在计算过程中不会出现溢出情况，为此就要求选用高性能浮点DSP芯片。电源插件管理板插件出口插件信号插件信号插件丌关ZM输入插件CP插件CPL插件交流插件交流插件交流插件图1:装置插件的布置在本微机保护装置硬件构成方案中，总

8、体电路米用DSP+DSP的双CPU结构,微控制器采用