山东科技大学学士学位论文 10kV线路保护原理分析
其过电流保护的动作时限并不长，因此在这种情况下它就可以作为主保护兼后备保护，而无需再装瞬时电流速断或限时电流速断保护。
过电流保护灵敏系数的校验仍采用(2- 10)式，当过电流保护作为本线路的主保护时，应采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验，要求是Ksen?1.3~1.5；当作为相邻线路的后备保护时，则应采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流进行校验、此时要求是Ksen?1.2。
此外，在各个过电流保护之间还必须要求灵敏系数相互配合，即对同一故障点而言，要求越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏系数。例如在图2- 6的网络中，当k1点短路时，应要求各保护的灵敏系数之间只有下列关系
Ksen.1?Ksen.2?Ksen.3?Ksen.4
（2- 14）
在单侧电源的网络接线中，由于越靠近电源端时，保护装置的定值越大，而发生故障后，各保护装置均流过同一个短路电流，因此上述灵敏系数应互相配合的要求是自然能够满足的。
在后备保护之间，只有当灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能切实保证功作的选择性，这—点在复杂网络的保护中，尤其应该注意。当过电流保护的灵敏系数不能满足要求时，应该采用性能更好的其它保护方式。
2.2 三相一次重合闸
在电力系统的各种故障中，输电线路的故障约占90%左右。因此，采取措施提高输电线路的可靠性具有非常重要的意义。
16
山东科技大学学士学位论文 10kV线路保护原理分析
就输电线路故障的性质而言，大多数是瞬时性故障，此类故障几率是线路故障的70%~80%。所谓瞬时性故障，就是在故障后，继电保护快速动作，使断路器迅速跳闸，短路点的电弧立即熄灭，周围介质的绝缘强度也迅速恢复，故障便自行消除。如采用自动重合闸装置，就能将被切除的线路重新投入系统运行，从而提高了线路供电的可靠性。在双电源供电的线路上采用自动重合闸装置[2]，能使两侧系统在重合闸后稳定运行，对提高系统的稳定性是很有利的。另外，线路开关如发生误碰跳闸、继电保护误动作时，自动重合闸可以给予纠正。由此可见，自动重合闸装置就是将跳闸后的断路器自动重新投入的装置，简称为AAR装置。
如果AAR装置[8]将断路器重合到永久性故障线路上(如倒杆断线等)，保护装置将断路器重新跳开，而AAR装置将不再动作，我们称这种情况为重合闸不成功。可以用重合成功的次数与重合总动作次数之比的百分数来表示重合闸的成功率，运行资料表明，重合闸成功率一般在60%~70%之间。由于自动重合闸是保证电力系统安全运行、可靠供电、提高电力系统稳定的一项有效措施，并且所需费用极低，自动重合闸装置极为广泛的应用在我国各种电压等级的线路上，特别是35kV电压等级以下的重合闸成功率更高。
当然，若重合于永久性故障上时，它也将带来一些不利的影响，如：（1）使电力系统又一次受到故障的冲击；（2）由于断路器在很短的时间内，连续切断两次短路电流，而使其工作条件变得更加恶劣。特别是油断路器，在第一次跳闸时，由于电弧的作用，已使油的绝缘强度降低，在重合后的第二次跳闸时，是在绝缘已经降低的不利条件下进行的，因此，油断路器在采用了重合闸后，其遮断容量要有不同程度的降低。因而，在短路容量比较大的电力系统中，不利的条件限制了重合闸的使用。
17
山东科技大学学士学位论文 10kV线路保护原理分析
一般情况下，对于 110kV 及以下线路，采用三相一次重合闸，即三相同时合上；对于 220kV 及以上线路，采用综合重合闸，各相可以分别合闸。而母线、主变、发电机等则不进行重合闸。重合闸的启动方式有两种：不对应启动方式、保护启动方式，前者在断路器偷跳的情况下启动，后者在过电流保护动作后启动。
2.3 零序保护
作为相间短路故障的电流保护虽也能反应接地故障，但灵敏度不高，而输电线路故障大部分是单相接地故障，所以，必须专门配置接地保护。针对35kV以下的电网中性点不接地或经消弧线圈接地的特点，采用小接地电流系统的零序保护[9]。
电力系统中性点的工作方式有：中性点直接接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。中性点的接地方式，是综合考虑供电可靠性、系统绝缘水平、系统过电压、继电保护的要求、对通信线路的干扰以及系统稳定运行的要求等因素确定的。一般 110kV 及以上电压等级电网都采用中性点直接接地方式，35kV 以下的电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。
18
山东科技大学学士学位论文 微机保护装置硬件设计
3微机保护装置硬件设计
3.1概述
微机保护装置实际上是一个具有继电保护功能的计算机系统。当然应包括硬件和软件两部分。微机保护的硬件电路随所采用的单片机不同而有很大差别。另外，随所保护对象的不同在硬件上也有所不同。因此，微机保护装置除具有一般微机系统的基本结构外，为了实现继电保护功能还有其自己的独特之处。
3. 2硬件总体结构
微机保护综合自动化系统的硬件平台[10]如图3-1所示。整个系统分为模拟量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、CPU主机系统和人机监控电路等五个部分。模拟量变换模块的功能是实现直流、交流强电与系统主模块的电隔离，并使模拟输出电平与主模块中的采样及A/D转换的电平相一致；开关量输入电路用于将各种外部开关的状态(灭磁开关状态、各种隔离开关状态、断路器状态、分合闸回路状态、弹簧操作机构储能状态、副边控制开关状态等)经光电隔离器输入到微处理器中；主模块中的微处理器启动软件程序、计算各电流电压的大小以及监视各种开关量的状态，经计算处理后输出开关量保护信号去驱动继电器动作；微处理器与人机监控电路通过通信将各种数据和继电器动作参数送LCD显示，通过键盘可以查看各种数据和修改预设定值，并可与上位机通信。
19
山东科技大学学士学位论文 微机保护装置硬件设计
模拟量输入模拟量输入模块人机交互模块
开关量输入信号开关量输入模块MCU模块通信模块跳合闸出口信号开关量输出模块 图3- 1微机保护系统硬件平台
3.3各个模块的设计与实现
3.3.1 CPU的选择
本设计采用单片机芯片AT89C51[11]。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机[12][13]。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51单片机采用的是8051单片机的内核，即AT89C51单片机的内部CPU技术与8051单片机相同，所以都具有一样的指令系统。它与8051单片机的不同在于，AT89C51单片机比8051单片机在片内存储器空间和功能单元方面有所补充。4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，增加了在线编程功能，使程序的修改和调试及其方便，而且编程和校验也更加方便。
AT89C51单片机的主要工作特性如下：
20