微机线路保护实习报告

电气工程综合实习报告

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目录

一．实习目的--------------------------------------------------------------------------1 二．实习要求--------------------------------------------------------------------------1 三．实习内容--------------------------------------------------------------------------1

1. 绘制微机线路保护原理图----------------------------------------------1 1.1信号采集与检测电路设计-----------------------------------------1 1.2多路转换和A/D转换----------------------------------------------2 1.3 80c196kc单片机最小工作系统----------------------------------2 1.4内部存储器扩展------------------------------------------------------4 1.5光电隔离电路---------------------------------------------------------4 1.6 I/O口扩展--------------------------------------------------------------5 1.7 键盘及显示------------------------------------------------------------6 2．微机保护逻辑图------------------------------------------------------------6 3. 微机保护端子图------------------------------------------------------------8 4. ZB26微机线路保护功能------------------------------------------------10

5. 输电线路微机过电流保护实验-----------------------------------------11

5.1 微机阶段是电流保护实习-----------------------------------------11

5.2 微机过电流与自动重合闸后加速保护实习------------------11 四．实习心得----------------------------------------------------------------------------12 五．附表-----------------------------------------------------------------------------------12

一．实习目的

培养学生掌握基本的实习方法与操作技能。提高学生对所学知识的综合运用能力，给予学生充分的发挥空间， 培养创新意识，为培养应用型人才做好基础。

二．实习要求

1、掌握ZB26微机线路保护装置原理；

绘制微机保护逻辑图； 绘制线路微机保护端子图。

2、掌握ZB26微机线路保护设置了哪些保护，基本原理，掌握线路保护原

理逻辑图。

3、完成线路保护试验研究 线路微机过负荷保护实验 三段式电流保护保护实验 微机反时限过流保护实验 过电流保护与自动重合闸实验

三段式过电流保护与三相自动重合闸后加速保护实验

三．实习内容

1．绘制微机线路保护原理图

1.1信号采集与检测电路设计

系统主要检测一次电压、一次电流、二次电压和二次电流四路模拟量。采用电压和电流互感器分别对电压和电流进行检测，由于静电除尘电源二次电压输出很高，所以需经电阻分压，然后通过霍尔电压传感器进行检测，二次电流检测则采用回路串电阻的方式。这四路检测型号经过信号调理电路，进入A/D转换器，对其进行A/D转换。图1为一次电流信号调理电路，主要包括整流、比例放大和二阶有源滤波三部分。

图1多路信号采集与检测

1.2多路转换和A/D转换

图2电路图包括了信号多路转换和A/D转换。多路转换器的作用是利用多路转换开关将果然果然输入信号依次或随机地连接到A/D转换口上，实现多路共享。通过80c196kc的I/O口来控制多路转换器的A、B、C引脚，可以控制要选择的信号。A/D转换器则是将模拟信号转换成80c196kc可以进行处理的数字信号。采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成，基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。

逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为 Vo，与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的 Vo再与Vi比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。

图2信号选择与A/D转换

1.3 80c196kc单片机最小工作系统

80C196KC是CHMOS高性能16B单片机的一个新分支，内部EPROM/ ROM位16B，内部RAM为488B，有24B的专用寄存器。80C196KC中采用“垂直窗口”结构，使得新增的256B RAM通过窗口映射同样可以作为通用寄存器来访问。80C196KC可以采用16MHZ的晶振，内部时钟位2分频，一个状态周期只有125ns，其运行速度比12MHZ的80C196KB快33%，比12 MHZ的8096BH快1倍。其内部总线宽度总是16位的，最显著的特点是：80C196KC的CPU

中

算术逻辑单元没有采用常规的累加器结构而是改用寄存器—寄存器结构。CPU的操作直接面向512字节的寄存器，消除了一般CPU存在的累加器的瓶颈效应，大大提高了操作速度和数据吞吐能力，可为多个中断服务中的局部变量指定专门的寄存器免除中断服务中保护寄存器现场和回复寄存器现场所增加的软件开销并给程序设计带来方便它有一套执行速度更快，效率更高的指令系统，可对带符号和不带符号数进行操作，16位*16位指令的执行时间仅为1.4微妙。最小电路是使单片机工作而所加的最少的外围设备，一般包括复位电路和晶振，80C196KC的最小电路如图3所示。

图3 80c196kc最小工作系统

1.4 内部存储器扩展

80C196KC单片机内存有限，存储空间不够扩展后ROM，RAM最高都可扩展到64K。通过74l373芯片和27254芯片可以实现单片机的存储器扩展。具体原理接线如图4所示。

图4 内存扩展

1.5 光电隔离电路

光电隔离电路可以将电磁干扰的外部接线回路限制在微机电路之外，实现两侧隔离。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。图5 为光电隔离电路。

图5 光电隔离电路

1.6 I/O口扩展

8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。 其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。

图6为用8255芯片完成的I/O口扩展。

图6 I/O扩展

1.7 键盘及显示

原理图中设计了人机接口部分，是计算机和人机交互设备之间的交接界面，通过接口可以实现计算机与外设之间的信息交换。本系统的人机接口是通过并口通信。通过键盘电路和显示电路可以实现人与计算机的信息交换。键盘电路可以使人对系统的参数设置，简单方便。通过显示电路可以实现系统中实时数据的显示，操作者可以轻松的了解系统的运行情况，对系统的实时状况进行监控，并作出正确的操做。图7 为键盘电路，图

8

为显示电路。

图7 键盘

图8 显示

2．微机保护逻辑图

7

3. 微机保护端子图

端子说明

1X：装置电源输入，可以提供失电告警信号以及直流24V输出，直流24V输出主要用于提供4X遥信量的输入（如果外部没有直流24V接线）； 2X：交流量输入采集，接外部电流、电压量输入； 3X：通信接口，提供CAN网通信、485通信、GPS接口；

4X：遥信量输入，接直流24V电源，采集外部遥信量；如需接入220V的遥信量，可通过外接光电隔离端子实现。一般情况下，不要将高于24V

的输入信号接入，以免引起装置内部元器件的损坏，导致装置这项功能不能实现。

5X、6X：装置内继电器操作回路，可提供各种输出接口。

4. ZB26微机线路保护功能

微机线路保护测控装置适用于110KV及以下系统馈电线路的保护、测量及控制。主要具有以下功能 ： 保护功能：

三段式相间过流保护：定时限/反时限特性，方向元件闭锁，低电压元件闭锁

三段式零序过流保护：定时限/反时限特性，零序方向元件闭锁，零序电压元件闭锁

独立的加速保护：相电流加速，零序电流加速 低频减载：滑差闭锁，低电压闭锁 低压减载 过负荷保护

三相一次重合闸：重合闸充电指示，非同期/检同期/检无压方式，检同期时母线电压自动适应线路侧电压，勿需整定电压相别 接地选线：接地告警3U0/3I0，集中/分散选线 数据采集及控制功能：

采集电流、电压、有功、无功、功率因数、频率；4脉冲量；1路直流量 16路遥信量

谐波测量与故障录波

遥控分合、闭锁及远方定值修改 保护投入/退出，远方定值区切换

5．输电线路微机过电流保护实验

5.1 微机阶段是电流保护实习

实验目的：1.掌握阶段式电流保护的原理和整定计算方法。

2.熟悉阶段式电流保护的特点，理解各段保护间的配合关系。 3.通过实验观察、分析三段式电流保护各段的保护范围。

5.2 微机过电流与自动重合闸后加速保护实习

实习目的：1. 熟悉、理解过流保护与三相自动重合闸的原理，实际接线，

逻辑功能，掌握其基本特性和实习整定方法。

2. 用微机保护完成该实验，对微机保护的操作进一步熟悉。 3. 微机保护中自动重合闸后加速保护的设置。理解该实验的动

作逻辑。

四．实习心得

一周的实习很快，感觉这周的收获很多，也做到了对上学期知识的巩

固，可以说温故而知新吧。这周的设计很难，将我们大三学习的专业课都 用到啦，综合性很强，对于我们平时很少动手动脑的同学来说真的是一种 挑战。不过在我们组全体成员的共同努力下，我们出色的完成了老师交给 的任务。

刚接到这个题目，全体组员都感到很难，不知道怎么下手，也不知道 怎么找资料。第一天就稀里糊涂的过去啦。还好第二天姚老师过来给我们 指导了一番，帮我们理清了思路，并仔细的给我们讲解了实习的要求和目 的，此时，我们脑子里才有了清晰的工作流程，分工协作，我们每个人都 分到了任务，团队的力量强大的，一天以后，我们的思路基本成型，就等 待着老师的第一次审核呢。周三，田伟老师来指导。我们将我们的方案拿 给老师看，老师给我们讲了我们方案的不妥，及存在的问题，按照老师的 指引，在周四，我们将我们的方案再一次完善。

在老师及同学的帮助下，我们组顺利的完成了这周的实习任务。在这 感谢指导我们的老师。

五 . 附表

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