電網電流保護系統的設計

論文編號:ZD1453  論文字數:17643,頁數:43  附程序，CAD圖

摘要
 本文以PLC為中央控制單元，設計了一種新型電網電流保護系統。該系統能自動轉換控制方式，具有短路、過載、斷相等保護功能，通過觸摸屏液晶顯示器，可記錄并顯示電網電流保護系統的工作和故障狀態。
 首先，總體介紹了電網電流保護的發展與現狀，闡述了研究該系統的重要性和必要性，提出了保護系統控制原則和技術要求。
 其次，電網電流保護的各種故障特征和保護原理，確立了每種故障保護的動作指標；規劃了程序設計的方法，編寫了各功能模塊子程序。其中重點闡述了測控系統的設計思想、工作原理、硬件構成及軟件框圖。
 最后，分析了工業生產環境存在的干擾源及所產生干擾信號的特征，針對不同特征的干擾信號，制定了相應的硬件、軟件防治措施。
 該保護系統采用了適合工業環境的可靠性高、抗干擾能力強的PLC為控制核心，并應用新型的保護原理及大規模集成電路，因此性能穩定，動作可靠。

 關鍵詞:  PLC； 電流保護 ；觸摸屏；過載保護； 斷相保護

Abstract
 By analyzing the working principle of Current protection at present, a novel intelligent Current protection system is developed based on PLC. This system have a number of protective features, such as short circuit protection, over-current protection, open phase protection and so on. The operation condition and fault parameters of system can be displayed through touch screen liquid crystal display device.
 Firstly, the development and present situation, importance and necessity are introduced, function specifications, controlling principle and technical requirement of Current protection system are put forward.
 Secondly, according to safe condition circuit is designed; analyzed the fault character and protection principle of Grid current, action parameters are established; the program design method is plot, and compiled function module subprogram. Especially more attention is paid to design philosophy, operation principle, hardware block diagram and software flow chart of system.
 Finally, the interference source and features of interference single exit in industrious production environment are discussed; anti-interference measures of hardware and software are set down to eliminate interference single in this paper.
 This measurement and control system adopted PLC as control core, applied new protective theory and large scale integrated circuit, so its property is stable and action is reliable.
Key Words: programmable logic controller; Current protection；touch screen  measurement ；over-load protection；open phase protection 
目錄
1 緒  論 5
1.1 電網電流繼電保護的發展與現狀 5
1.2 PLC的發展與應用 6
1.3 研究基于PLC的電網電流保護系統的意義 8
1.4 本文的研究內容 8
2 電流保護系統總體設計 10
2.1 CPU及擴展模塊的選擇 10
2.2 測控系統框圖 11
3 測控系統硬件電路設計 13
3.2 外部參數設定電路 13
3.2.1 BCD 撥碼盤 13
3.2.2 BCD碼與PLC的接口： 14
3.4 過載保護設計 16
3.4.1 過載保護的原理 16
3.4.2 過載保護時限的確定 18
3.4.3 過載保護硬件電路 20
3.5 斷相保護設計 20
3.5.1 斷相運行電流 21
3.5.2 斷相保護的硬件設計 23
4 測控系統的軟件設計 25
4.1 系統的軟件結構 26
4.2 監控程序模塊設計 27
4.3 功能模塊程序設計 27
4.3.1 額定參數讀取模塊 27
4.3.2 額定參數計算模塊 29
4.3.3 模擬信號的采樣處理 31
4.3.4 電流保護功能模塊 32
5 測控系統的抗干擾設計 34
5.1 微機系統的干擾渠道及抗干擾措施 34
5.2 印刷電路板及電路的抗干擾設計 36
5.3 PLC的抗干擾設計 38
5.4 軟件的抗干擾設計 39
結論 43
參考文獻 44