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电力系统继电保护技术设计.docx

更新时间：2026-09-08 08:03:42 大小：42K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：电力系统继电保护STM32G474微机保护故障切除嵌入式设计 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

电力系统继电保护技术设计

1 继电保护概述与基本原理

继电保护是电力系统安全运行的第一道防线，其基本任务是当电力系统发生故障或异常运行时，快速、可靠地切除故障设备，缩小故障影响范围，保证电力系统的安全稳定运行。继电保护的基本要求包括：选择性（保护装置仅切除故障设备，最大限度地缩小停电范围，通过保护配合（时间级差或通信配合）实现选择性）、速动性（快速切除故障，减少故障对设备的损伤和系统稳定性的影响，要求故障切除时间<100ms，包括保护动作时间和断路器开断时间）、灵敏性（保护装置对故障和异常运行状态有足够的反应能力，灵敏系数Ksen>1.3–2.0，在最小故障电流下也能可靠动作）和可靠性（保护装置在需要时可靠动作，不需要时不误动，可靠性指标可用率>99.99%，误动率<0.01%）。继电保护技术的发展经历了从机电式（电磁继电器）、静态式（晶体管和集成电路）到微机保护（基于MCU/DSP的数字保护）的演进，STM32G474微控制器凭借其高性能的Cortex-M4F内核、高速ADC和丰富的外设资源，在微机保护装置中承担数据采集、算法计算和逻辑判断的核心控制功能。

2 电流保护与电压保护

电流保护和电压保护是最基本的继电保护原理，广泛应用于中低压配电系统的线路保护、变压器保护和电动机保护。电流保护的原理包括：过流保护（检测电流超过整定值时动作，分为定时限过流保护（动作时间与电流大小无关，由时间继电器设定）和反时限过流保护（动作时间与电流大小成反比，电流越大动作越快，遵循IEC 60255标准规定的反时限特性，包括标准反时限、非常反时限和极端反时限））、限时电流速断保护（在电流速断保护的基础上增加短延时，保护范围覆盖线路全长，动作时间0.1–0.5s）和零序电流保护（检测三相电流的零序分量，检测接地故障，灵敏度高，适用于中性点接地系统的单相接地故障保护）。电压保护的原理包括：低电压保护（检测电压低于整定值时动作，用于电动机的低电压保护，防止电压恢复后自启动造成电网冲击，动作电压整定值0.6–0.7Un，动作时间0.5–1.5s）和过电压保护（检测电压超过整定值时动作，用于保护设备免受过电压损伤，动作电压整定值1.1–1.2Un，动作时间0.5–1s）。电流和电压保护的动作特性需要根据保护对象和系统配置进行整定，STM32G474逆变器通过其高速ADC（12位分辨率，采样率5Msps）实时采集电流和电压信号，通过其CPU运行保护算法，实现过流、过压、欠压、零序等保护功能，保护动作时间<1ms。


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