基于虛擬儀器的三段式距離保護研究畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　學(xué)院：電氣工程學(xué)院 系級教學(xué)單位：電氣工程系 </p><p>　基于虛擬儀器的三段式距離保護研究</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　繼電保護對

2、電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。繼電保護是電力系統(tǒng)運行中不可或缺的重要二次設(shè)備，其作用是對發(fā)電機、變壓器、輸配電線路等電氣設(shè)備可能發(fā)生的故障實施監(jiān)事和保護。對出現(xiàn)的故障進行及時和正確的處理，從而防止人員傷亡和設(shè)備損壞，保證電能質(zhì)量，所以繼電保護裝置在電力系統(tǒng)運行中的作用也就尤為重要。</p><p>　　虛擬儀器(Virtual Instrument，簡稱VI)是儀器技術(shù)與計算機技術(shù)深層次的結(jié)合。它是運

3、用應(yīng)用程序?qū)⒂嬎銠C與功能化模塊硬件結(jié)合起來，用戶可</p><p>　　以通過友好的圖形界面來操作這臺計算機，利用計算機來管理儀器、組織</p><p>　　儀器系統(tǒng)，最終達到取代傳統(tǒng)電子儀器的目的。虛擬儀器實際上是軟硬件</p><p>　　結(jié)合、虛實結(jié)合的產(chǎn)物，它充分利用最新的計算機技術(shù)實現(xiàn)并擴展了傳統(tǒng)儀器的功能。</p><p>　　本

4、文就將虛儀器技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護中，介紹繼電保護技術(shù)以及如何使用虛擬儀器開發(fā)三段式距離保護實系統(tǒng)，包括其系統(tǒng)組成、功能結(jié)構(gòu)、可視效果等。實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)具有以下功能：故障類型的判別、區(qū)段判別、算法程序。</p><p>　　此外，該系統(tǒng)在減低設(shè)備成本的同時，還具有人機界面友好，維護方</p><p>　　便和功能擴充容易的優(yōu)點。該系統(tǒng)在電力系統(tǒng)試驗中充分體現(xiàn)了方便、快</p&

5、gt;<p><b>　　捷、實用等優(yōu)勢。</b></p><p>　　關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；距離保護；虛擬儀器；LABVIEW</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The relay protection plays an important role in the pow

6、er system security. Power system relay protection is an indispensable operation of secondary equipment, Its role is to generators, transformers, transmission and distribution lines and other electrical equipment failures

7、 that may occur to implement supervisor and protection. On the breakdown of timely and accurate processing, thereby preventing casualties and damage to equipment, to ensure power quality, so protection devices in power s

8、ystem</p><p>　　The virtual instrument is the deeply combination of the instrument technology and the computer technology. It combines computer with the functional module hardware using application program. U

9、ser can not only manipulate the computer through friendly graphical interface, but also manage instrument control and organization instrument system. It can finally achieve the goal of substitution tradition electronic i

10、nstrument. In fact, the virtual instrument is the union of software and hardware, and th</p><p>　　This virtual instrument technology will be used in Power System Protection in this paper. This paper introduc

11、es how to use the virtual relay technology and instrument development from the protection of real three-stage system .Including the system composition, function and structure, visual effects. Experimental resultS show t

12、hat the system has the following features: fault type of discrimination,algorithm procedure. </p><p>　　In addition, the system while reducing equipment costs, but also has friendly interface, easy maintenanc

13、e and functional advantages of easy expansion. The system in power system fully embodies the easy, fast and practical advantages.</p><p>　　Keywords：Power system,Distance protection,Virtual instruments,LabVIE

14、W</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p>

15、<p>　　1.2 繼電保護概述1</p><p>　　1.3 虛擬儀器概述4</p><p>　　1.3.1虛擬儀器概念4</p><p>　　1.3.2國內(nèi)外發(fā)展狀況5</p><p>　　1.3.3虛擬儀器技術(shù)的意義6</p><p>　　1.4 本課題研究的意義6</p>

16、<p>　　1.5 本課題的研究內(nèi)容7</p><p>　　第2章 電網(wǎng)的距離保護8</p><p>　　2.1 距離保護的基本概念8</p><p>　　2.1.1 距離保護的時限特性8</p><p>　　2.2 阻抗繼電器9</p><p>　　2.2.1 阻抗繼電器的接線方式11<

17、/p><p>　　2.2.2 相間短路阻抗繼電器的“0”接線方式11</p><p>　　2.2.3 死區(qū)及消除死區(qū)的方法13</p><p>　　2.3 距離保護的整定計算原則14</p><p>　　2.4 距離保護應(yīng)用中的相關(guān)輔助措施15</p><p>　　2.5 本章小結(jié)15</p>&l

18、t;p>　　第3章 LabVIEW基礎(chǔ)知識17</p><p>　　3.1 LabVIEW簡介17</p><p>　　3.2 LabVIEW的特點17</p><p>　　3.3 LabVIEW的組成19</p><p>　　3.4基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計方法23</p><p>　　3.5

19、本章小結(jié)23</p><p>　　第4章 距離保護軟件系統(tǒng)開發(fā)24</p><p>　　4.1 距離保護的組成24</p><p>　　4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計25</p><p>　　4.2.1 流程圖25</p><p>　　4.2.2 傅里葉算法模塊26</p><p>　　4.2

20、.3 故障類型判別程序28</p><p>　　4.2.4 阻抗繼電器模塊30</p><p>　　4.2.5 區(qū)段判別程序30</p><p>　　4.2.6 動作邏輯模塊31</p><p>　　4.3可視化效果設(shè)計32</p><p>　　4.4 本章小結(jié)33</p><p>

21、;<b>　　結(jié)論34</b></p><p><b>　　參考文獻35</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　附錄38</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b>&l

22、t;/p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　隨著時代的不斷發(fā)展人們對電能的需求不斷提高也對電能的質(zhì)量要求也越來越高。因此，作為一個電力行業(yè)的人我們的職責就是不斷滿足廣大人民的日益增長的需求，為他們提供安全、可靠地電能滿足其生活和生產(chǎn)。</p><p>　　繼電保護對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。所以要更加

23、注重對繼電保護的學(xué)習，尤其是三段式距離保護以其顯著的優(yōu)點在電力系統(tǒng)中得到的廣泛的應(yīng)用，在對電網(wǎng)的保護中起著至關(guān)重要的作用。因此，學(xué)習和掌握三段式距離保護的有關(guān)知識是我們必須做到的。</p><p>　　目前微機保護在國內(nèi)外電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。有很多公司開發(fā)了微機保護實驗裝置。就傳統(tǒng)實驗裝置而言，其儀器繁多，連線復(fù)雜，占地面積大，儀器的更新?lián)Q代需要大量的資金。倘若用虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，將其應(yīng)用在實踐中，則

24、不僅能克服上述傳統(tǒng)儀器的缺點，還有易于實現(xiàn)技術(shù)更新，易于網(wǎng)絡(luò)化，能充分利用現(xiàn)有的軟硬件資源，自動化、智能化程度高，功能齊全，價格相對便宜等優(yōu)點。</p><p>　　本課題將距離保護與虛擬儀器結(jié)合在一起，不僅有利于對距離保護知識的更加深入的學(xué)習，而且也有助于我們掌握虛擬儀器的應(yīng)用。</p><p>　　1.2 繼電保護概述 </p><p>　　電力系統(tǒng)由發(fā)電機、變

25、壓器、母線、輸配電線路及用電設(shè)備組成。各</p><p>　　電氣元件及系統(tǒng)整體一般處于正常運行狀態(tài)，但可能發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種形式的短路?？赡墚a(chǎn)生嚴重的后果如：由于電流很大會使故障元件損壞，或者縮短他們的使用壽命；部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至整個系統(tǒng)瓦解。</p>&l

26、t;p>　　在電力系統(tǒng)中，除采取各項積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而又有選擇性的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。切除故障的時間常常要求小到十分之幾甚 至百分之幾秒。，實踐證明只有裝設(shè)在每個電氣元件上的保護裝置才有可能 滿足這個要求。這個裝置知道目前為止，大多由單個繼電器或繼電器與其附 屬配置的組合構(gòu)成，故

27、稱為繼電保護裝置。在電業(yè)部門常用繼電保護一詞泛 指繼電保護技術(shù)或由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統(tǒng)。</p><p>　　繼電保護裝置，就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)是：</p><p>　?。?）自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，是故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正

28、常運行。</p><p>　?。?）反應(yīng)電器元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件，而動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起誤動作。</p><p>　　完成繼電保護所負擔的任務(wù)，應(yīng)該要求他能夠正確的區(qū)分系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不運行狀態(tài)之間的差別。就一般而言，整套繼電保護裝置是由測量

29、部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成的【1】。</p><p><b>　　測量部分</b></p><p>　　測量部分是測量從被保護對象輸入的有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”；“大于”、“不大于”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護是否應(yīng)該啟動。</p><p><b>　　邏輯部分</b>

30、;</p><p>　　邏輯部分是根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分。</p><p><b>　　執(zhí)行部分</b></p><p>　　執(zhí)行部分使邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所負擔的務(wù)。</p&g

31、t;<p>　　如故障時，動作于跳閘；不正常運行時，發(fā)出信號［1］。</p><p>　　對電力系統(tǒng)的基本要求有四個，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性?，F(xiàn)在分別討論如下：</p><p><b>　　1.選擇性</b></p><p>　　繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，是停電范圍盡量縮小，以

32、保證系統(tǒng)中的無故障部分繼續(xù)安全運行。 </p><p><b>　　2.速動性</b></p><p>　　快速的切出故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度。因此，在發(fā)生故障時，應(yīng)力求保護裝置能迅速動作切除故障。</p><p><b>　　3.靈敏性</b>

33、</p><p>　　保護裝置的靈敏性，是指對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時或不正常運行狀態(tài)時的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應(yīng)該是事先規(guī)定的保護范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置、短路的類型，以及短路點是否有過渡電阻，都能敏銳感覺，正確反應(yīng)。</p><p><b>　　4.可靠性</b></p><p>　　保護裝置的可靠性是指該保護裝置規(guī)定的保

34、護范圍內(nèi)發(fā)生了他該動作的故障時，他不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護不應(yīng)動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護工作的特點如有：電力系統(tǒng)由很多復(fù)雜的一次主設(shè)備和二次保護、控制、調(diào)節(jié)、訊號等輔助設(shè)備組成的一個有機整體。每個設(shè)備都有其特有的運行特性和故障時的工作行為。電力系統(tǒng)繼電保護是一門綜合性的學(xué)科，它奠基于理論電工，電機學(xué)和電力系統(tǒng)等理論基礎(chǔ)，還與電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)和信息科

35、學(xué)等新理論新技術(shù)有密切的聯(lián)系。繼電保護是一門理論和實踐并重的學(xué)科。繼電保護的工作稍有差錯，就有可能對電力系統(tǒng)的運行造成嚴重的影響，給國民經(jīng)濟和人民生活帶來不可估計的損失。</p><p>　　繼電保護技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀初，繼電 器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護中，這個時期可認為是繼電保護技術(shù)發(fā) 展的開端。從20世紀50年代到90年代末，在40余年的時間里，繼電保護技 術(shù)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段

36、：從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置，到 集成電路繼電保護裝置，再到微機繼電保護裝置。與此同時，構(gòu)成繼電保護裝置的元件、材料等也發(fā)生了巨大的變革，并且理論上也得到較大的發(fā) 展。20世紀50年代，我國在引進并消化了國外先進的電磁式繼電器制造技 術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了我國的電磁型繼電保護裝置的設(shè)計和制造，其主要是由各個電磁型繼電器組成，這階段在保護的理論上也有了較大的發(fā)展，建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。自20世紀50

37、年代末，我國已經(jīng)進行了晶體管繼電保護的研究工作，到20世紀70年代，晶 體管保護進入了一個廣泛運用的時間，特別是對110kV以上線路的線路保護的運用。自20世紀50年 代末，我國已經(jīng)進行了晶體管繼電保護的研究工作，到20世紀70年代，晶 體管保護進入了一個廣泛運用的時間，特別是對110kV以上線路的線路保從三個階段來看，由于我國電力工</p><p>　　1.3 虛擬儀器概述</p><p&g

38、t;　　1.3.1虛擬儀器概念</p><p>　　虛擬儀器技術(shù)首先由NI(National Instruments)公司提出，它是以計算機軟、硬件技術(shù)為核心，以自動控制技術(shù)、傳感技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)、數(shù)值分析技術(shù)為支撐，以各專業(yè)學(xué)科為應(yīng)用背景的現(xiàn)代測試技術(shù)。他利用高性能的模塊化集成概念和方法，結(jié)合軟件設(shè)計平臺高效、簡便的程序編譯功能，依據(jù)用戶各類特殊需求創(chuàng)建出人機對話界面，實現(xiàn)并取代各類特殊、昂貴的測試儀器的

39、功能，目前已成為測試理論和應(yīng)用試驗研究的重要支撐。</p><p>　　虛擬儀器的出現(xiàn)徹底改觀了傳統(tǒng)檢測設(shè)備更改麻煩、升級困難的問題，也破除了傳統(tǒng)儀器的功能由廠家定義、用戶無法改變的模式。虛擬儀器技術(shù)給儀器設(shè)計者和儀器用戶一個充分發(fā)揮自己才能和想象力的空間，用戶可以隨心所欲地根據(jù)自己的需求，設(shè)計出自己的系統(tǒng)，以滿足多種多樣的應(yīng)用需要。虛擬儀器的強大功能和靈活特性，使得它在儀器測量領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。由于它以軟

40、件為核心，主要依靠軟件來實現(xiàn)儀器系統(tǒng)的功能，因此虛擬儀器系統(tǒng)的體積小，生產(chǎn)成本低，開發(fā)與生產(chǎn)周期短，智能化功能強，產(chǎn)品的技術(shù)性能好，利潤率高。在當今儀器儀表界，“軟件就是儀器”、“軟件就是系統(tǒng)”的觀念已經(jīng)被人們普遍接受。</p><p>　　LabVIEW是一個具有革命性的圖形化開發(fā)環(huán)境，在工業(yè)測量和控制領(lǐng)域中掀起了一場變革。同樣，它也為傳統(tǒng)的院?？蒲信c教學(xué)帶來巨大變化，是近年來在國內(nèi)迅速推廣的一種測量儀器和系統(tǒng)

41、的概念及相關(guān)軟件，它具有功能強大、編程靈活、人機界面良好的特點，在測量技術(shù)和儀器工程科學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。虛擬儀器是計算機技術(shù)和儀器技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，代表了儀器儀表的發(fā)展方向。</p><p>　　在虛擬儀器中，硬件是軟件賴以運行的物理環(huán)境，它僅僅是為了解決信號的輸入和輸出，軟件才是儀器的核心，用戶只要通過調(diào)整或修改儀器的軟件，便可方便地改變或增減儀器系統(tǒng)的功能和規(guī)模，甚至儀器的性質(zhì)。</p>

42、<p>　　虛擬儀器是信息技術(shù)的一個重要領(lǐng)域，對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)將產(chǎn)生不可估量的影響。自問世以來，經(jīng)過幾十年的不斷和發(fā)展，虛擬儀器也有了不斷地豐富。目前，它己具有GPIB，DAQ，VXI，PXI四種標準體系結(jié)構(gòu)。到21世紀初，全球已有超過25000用戶在使用虛擬儀器技術(shù)，其中不乏國際知名的大公司，像Nokia、Siemens、Tektronix等。在世界財富500強中的制造業(yè)商，有95﹪都采用了虛擬儀器技術(shù)。根據(jù)專

43、家預(yù)測，到2010年我國將有50﹪的儀器為虛擬儀器。虛擬儀器將在航天、航空、通信、醫(yī)療、電力、石油、鐵路等行業(yè)普及及應(yīng)用。近年來，虛擬儀器技術(shù)逐步應(yīng)用于電力系統(tǒng)測量、電力系統(tǒng)監(jiān)控以及電力系統(tǒng)的仿真和教學(xué)中［2］。</p><p>　　1.3.2國內(nèi)外發(fā)展狀況</p><p>　　虛擬技術(shù),計算機通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是信息技術(shù)最重要的組成部分，它們分別被稱為21世紀科學(xué)技術(shù)中的三大核心技術(shù)。L

44、abview是美國NI（National Instrument）公司推出的一種基于計算機的虛擬儀器開發(fā)平臺，自1986年問世第一個版本以來，就以圖形化的編程理念在工業(yè)界引起了廣泛的關(guān)注。虛擬儀器在美國發(fā)展的十分迅速，相繼推出了總線系統(tǒng)多達數(shù)百個品種的虛擬式儀器。</p><p>　　作為儀器領(lǐng)域中新興的技術(shù)，虛擬式儀器的研究開發(fā)已經(jīng)過了起步階段。從90年代中期以來，國內(nèi)的許多大學(xué)和公司都致力于研究和開發(fā)虛擬儀器產(chǎn)

45、品。它們引進和吸收NI等公司的產(chǎn)品方面做了一系列有益的工作，并在研究和開發(fā)虛擬儀器產(chǎn)品及設(shè)計平臺上取得了許多優(yōu)秀的成果。</p><p>　　1.3.3虛擬儀器技術(shù)的意義</p><p>　　1.虛擬儀器采用圖形化編程語言，開發(fā)人員大大節(jié)省了編程時間和精力。與傳統(tǒng)儀器相比，采用虛擬儀器技術(shù)研制同一個項目，不僅可以縮短儀器開發(fā)周期，降低儀器成本，而且還可以提高儀器性能。</p>

46、<p>　　2.虛擬儀器的硬件和軟件具有標準化和規(guī)范化的特點，因此，可以根據(jù)不同的測量要求，設(shè)計出新的數(shù)據(jù)采集、分析和表達方案。通過增減硬件電路、修改部分軟件，還可以重新配置原有的儀器，創(chuàng)建新的儀器系統(tǒng)。因此，擁有一臺虛擬儀器系統(tǒng)，就相當于擁有一個個人實驗室.</p><p>　　3.虛擬儀器的接口具有通用性、開放性的特點，因此，現(xiàn)有的設(shè)備儀器可以很容易地進行聯(lián)網(wǎng)，這便于提高儀器的自動化程度以及實現(xiàn)儀

47、器的遠程測控和網(wǎng)絡(luò)化。</p><p>　　1.4 本課題研究的意義</p><p>　　電力系統(tǒng)中的設(shè)備昂貴，安全穩(wěn)定運行要求高，這就需要一套能夠模擬電力系統(tǒng)的運行情況的軟件系統(tǒng)，為試驗保護方案的和測試器件性能創(chuàng)造一個實驗環(huán)境，虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中可以很好的解決這一難題。</p><p>　　目前，大量的實驗設(shè)備仍采用傳統(tǒng)儀器，雖然試驗方法相對簡單，但需要

48、的儀器繁多，連線復(fù)雜，占地面積大，儀器的更新?lián)Q代需要大量的資金。如果使用虛擬儀器，將大大提高實驗效率，降低試驗成本。</p><p>　　1.5 本課題的研究內(nèi)容</p><p>　　本文的研究對象是基于虛擬儀器的三段式距離保護。</p><p>　　首先，介紹了距離保護的作用原理，阻抗繼電器和它的接線方式，重點研究了距離保護的整定值計算原則和對線路短路時各個相電流

49、的變化情況進行阻抗繼電器的相應(yīng)動作。</p><p>　　其次，介紹了虛擬儀器的一些基本的知識和用法。有關(guān)LabVIEW的編程基礎(chǔ)，編程環(huán)境。</p><p>　　最后，進行基于虛擬儀器的距離保護試驗系統(tǒng)開發(fā)。主要是三段式距離保護試驗系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案及設(shè)計方法，分模塊介紹了保護系統(tǒng)的軟件構(gòu)成，以及功能結(jié)構(gòu)、可視效果等。</p><p>　　第2章 電網(wǎng)的距離保護&

50、lt;/p><p>　　2.1 距離保護的基本概念 </p><p>　　由于電流保護的各種特點，在35KV及以上電壓的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，他們都很難滿足選擇性、靈敏性以及快速切除故障的要求。為此，就必須采用性能更加完善的保護裝置。距離保護就是適應(yīng)這種要求的一種保護原理。</p><p>　　距離保護是反映故障點到保護安裝地點之間的距離（或阻抗），并根據(jù)距離的遠近而確定動作時

51、間的一種保護裝置。該裝置的主要元件為距離繼電器，它可根據(jù)其端子上所加的電壓和電流測知保護安裝處至短路點之間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測量阻抗。當短路點到保護安裝處近時，其測量阻抗小，動作時間短；當短路點到保護安裝處遠時，其測量阻抗增大，動作時間增長，這樣就保證了有選擇性的切除故障線路。</p><p>　　2.1.1 距離保護的時限特性</p><p>　　距離保護的動作時間與保護安裝地

52、點至短路點之間距離的關(guān)系t=f(l),稱為距離保護的時限特性。為了滿足速動性、選擇性和靈敏性的要求，目前廣泛使用具有三段動作范圍的階梯型時限特性，如上圖所示，分別稱為距離保護的I、II，III段。</p><p>　　距離保護的第I段是瞬時動作的，是保護本身的固有動作時間。第I段本應(yīng)保護線路的全長，即保護范圍為全長的100％，然而實際上卻是不可能的，因為當下段線路出口處短路時，第I段不應(yīng)動作，為此，其起動阻抗的整

53、定值必須躲開這一點短路時所測量的阻抗，即<?？紤]到阻抗繼電器和電流和電壓互感器的誤差，需引入可靠系數(shù)，則</p><p>　　<(0.8～0.85) （2-1）</p><p>　　同理對保護1的第I段整定值應(yīng)為</p><p>　　> (0.8～0.85) （2-2）</p&g

54、t;<p>　　如此整定后，距離I段就只能包括本線路全長的80％～85％，這是一個嚴重缺點。為了切除本線路末端15％～20％范圍以內(nèi)的故障，就需要設(shè)置距離保護第II段。</p><p>　　距離第II段整定值的選擇是相似與電流速斷的，即應(yīng)使其不超出下一條線路距離I段的保護范圍，同時帶有高出一個t的時限，以保證選擇性。當保護1第I段末短路時，保護2的測量阻抗為</p><p>

55、　　=+ （2-3）</p><p>　　引入可靠系數(shù)，則保護2的起動阻抗為</p><p>　　=0.8[+(0.8～0.85) ] （2-4）</p><p>　　距離I段與II段的聯(lián)合工作構(gòu)成本線路的主保護。</p><p>　　為了作為相鄰線路保護裝置和斷路器拒絕動作的后備

56、保護，同時也作為距離I、II段的后備保護，還應(yīng)該裝設(shè)距離保護第III段。</p><p>　　對距離III段整定值的考慮是與過電流保護相似的，其起動阻抗要躲開正常運行時的負荷阻抗來選擇，而動作時限使其比距離III段保護范圍內(nèi)其他各個保護的最大動作時限高出一個Δt。</p><p><b>　　2.2 阻抗繼電器</b></p><p>　　阻抗

57、繼電器是距離保護裝置的核心元件，其主要作用是測量短路點到保護安裝點之間的阻抗，并與整定值進行比較，已確定保護是否應(yīng)該動作。</p><p>　　阻抗繼電器按其構(gòu)成方式可分為單相式和多相式兩種。</p><p>　　單相式阻抗繼電器是指加入繼電器的只有一個電壓(可以是相電壓或線電壓)和一個電流(可以是相電流或兩相電流之差)的阻抗繼電器，和的比值成為繼電器的測量阻抗</p>&l

58、t;p>　　= （2-5）</p><p><b>　　各類繼電器及特性：</b></p><p><b>　　1.全阻抗繼電器</b></p><p>　　全阻抗繼電器的特性是以B點（繼電器安置點）為圓心，以整定阻抗為半徑所做的一個圓。當測量阻抗位于園內(nèi)時繼電器動

59、作，即園內(nèi)為動作區(qū)，圓外不動作區(qū)。當測量阻抗正好位于圓周上時，繼電器剛好動作，對應(yīng)此時的阻抗就是繼電器的起動阻抗由于這種特性是以原點為圓心而做的圓，因此，不論加入繼電器的電流與電壓之間的角度為多大，繼電器的起動阻抗在數(shù)值上都等于整定阻抗，即=。具有這種動作特性的繼電器稱為全阻抗繼電器，它沒有方向性。</p><p><b>　　2.方向阻抗繼電器</b></p><p&g

60、t;　　方向阻抗繼電器的特性是以整定阻抗為直徑而通過坐標原點的一個圓，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外不動作區(qū)。當加入繼電器的和之間的相位差φ為不同數(shù)值時，此種繼電器的起動阻抗也將隨之改變。當?shù)扔诘淖杩菇菚r，繼電器的起動阻抗達到最大，等于圓的直徑，此時，阻抗繼電器的保護范圍最大，工作最靈敏，因此，這個稱為繼電器的最大靈敏角。用表示。當保護范圍內(nèi)故障時，=，因此應(yīng)該調(diào)整繼電器的最大靈敏角使=，以便繼電器工作在最靈敏的條件下。</p>&l

61、t;p>　　當反方向發(fā)生故障時，測量阻抗位于第三象限，繼電器不能動作，因此它本身具有方向性，故稱之為方向阻抗繼電器［1］。</p><p>　　總結(jié)三種阻抗的意義：</p><p>　　（1）測量阻抗: 由加入繼電器的電壓和電流的比值確定。</p><p>　　=arg （2-6）</p&g

62、t;<p>　?。?）整定阻抗：一般取繼電器安裝點的到保護范圍末端的線路阻抗。</p><p>　　全阻抗繼電器：圓的半徑。</p><p>　　方向阻抗繼電器：在最大靈敏角方向上圓的直徑。</p><p>　?。?）起動阻抗：它表示當繼電器剛好動作時，加入繼電器的電壓和電流的比值。</p><p>　　阻抗繼電器的測量阻抗時受

63、很多因素影響的。主要有：</p><p>　?、伲搪伏c的過渡電阻；②．電力系統(tǒng)振蕩；③．保護安裝處與故障點之間有分支電路；④．CT,PT的誤差；⑤．PT二次回路斷線；⑥．串連補償電容。</p><p>　　2.2.1 阻抗繼電器的接線方式</p><p>　　對接線方式的基本要求：</p><p>　　1.繼電器的測量阻抗正比于短路點到安裝

64、地點之間的距離。</p><p>　　2.繼電器的測量阻抗應(yīng)于故障類型無關(guān)，也就是保護范圍不遂故障類型的變化而變化。</p><p>　　當阻抗繼電器加入的電壓和電流為和 -時，我們稱之為“0”接線，為U和I時稱為“+30”接線［1］。</p><p>　　2.2.2 相間短路阻抗繼電器的“0”接線方式</p><p><b>　　

65、1.三相短路</b></p><p>　　三相短路時三相是對稱的，三個繼電器～的工作情況完全相同，因此，可以為例分析之。設(shè)短路點到保護安裝地點之間的距離為LKm,線路每千米的正序阻抗為歐姆，則保護安裝地點的電壓應(yīng)為</p><p>　　=-=—=(—) （2-7）</p><p>　　因此，在三相短路時，繼電器J的測量阻抗為</p>&l

66、t;p>　　== （2-8）</p><p>　　在三相短路時,三個繼電器測阻抗均等于短路點到安裝地點之間的阻抗，三個繼電器均能動作。 </p><p><b>　　2.兩相短路</b></p><p><b>　

67、　如下圖所示，</b></p><p>　　設(shè)A-B間短路為例，則故障環(huán)路的電壓為</p><p>　　=—=—=(—) （2-9）</p><p>　　因此，繼電器J的測量阻抗為</p><p>　　== （2-10）</p><p>　　和三相短路

68、時的測量阻抗相同，因此，能動作。</p><p>　　在A-B兩相短路的情況下，對繼電器和而言，由于所加電壓為非故障相間的電壓，數(shù)值較高，而電流又只有一個故障相的電流，數(shù)值較（-）為小，因此，其測量阻抗必然大于上式的數(shù)值，也就是說它們不能正確測量保護安裝地點到短路點的阻抗，因此，不能動作。</p><p>　　由此可見，在A-B兩相短路的情況下，只有J能準確的測量短路阻抗而動作。同理，分析

69、B-C和C-A兩相短路可知，相應(yīng)地只有和能準確地測量到短路點的阻抗而動作。這就是為什么要有三個阻抗繼電器并分別接于不同相間的原因。</p><p>　　3.中性點直接接地電網(wǎng)中的兩相接地短路</p><p>　　仍以A-B相故障為例，它與兩相短路不同之處是地中有電流流回，因此，≠.</p><p>　　此時，我們可以把A相和B相看成兩個“導(dǎo)線—地”的送電線路并有互感

70、耦合在一起，設(shè)用表示輸電線每千米的自感阻抗，表示每千米的互感阻抗，則保護安裝地點的故障相電壓為</p><p>　　=+ （2-11）</p><p>　　=+ （2-12）</p><p>　　因此，繼電器J的測量阻抗為</p><p>　　=

71、 </p><p>　　=(—)= （2-13）</p><p>　　由此可見，當發(fā)生A-B兩相接地短路時，的測量阻抗與三相短路相同，保護能夠正確動作［1］。</p><p>　　2.2.3 死區(qū)及消除死區(qū)的方法</p><p>　　當在保護安裝點正方向發(fā)生相間短路時，故障環(huán)路的殘余電壓將降低

72、到零。例如，在三相短路時，U=U=U=0,A-B兩相短路時，U=0等等。此時，任何具有方向性的繼電器將因加入的電壓為零而不動作，從而出現(xiàn)保護裝置的“死區(qū)”。</p><p>　　為減小和消除死區(qū)，可以采用以下方法：</p><p><b>　　1.記憶回路 </b></p><p>　　它是由一個R，L，C組成的工頻串聯(lián)諧振電路。因為wL=1/

73、wc，電路呈純阻性，所以當出口短路時，UJ=0。借助諧振，Up在一定時間內(nèi)逐漸衰減，其相位保持原先的相位不變。這就相當于把原先的電壓記憶下來，故稱為“記憶回路”。</p><p>　　2.高Q值50HZ帶通有源濾波器。</p><p>　　3.引入非故障相電壓</p><p>　　正常運行時，較大，RS又很大。IR主要由產(chǎn)生，第三相電壓基本上不起作用。當AB相間短路

74、時，=0，記憶回路發(fā)揮作用。但Up將逐漸衰減到零，此時第三相電壓的作用將表現(xiàn)出來。</p><p>　　2.3 距離保護的整定計算原則</p><p>　　在距離保護的整定計算中，假定保護裝置具有階段是的時限特性，并認為保護具有方向性，其原則如下［1］。</p><p>　　1.距離保護第I段的整定</p><p>　　一般按躲開下一條顯露出

75、口出短路的原則來確定，在一般線路上，可靠系數(shù)取0.8。</p><p>　　2. 距離保護第Ⅱ段的整定</p><p>　　按以下兩點原則來確定：</p><p>　?。?）與相鄰線路距離保護第Ⅰ段相配合，并考慮分支系數(shù)K的影響，可以采用下式進行計算</p><p>　　=(+) （2-14）</p>

76、;<p>　　式中可靠系數(shù)一般采用0.8；應(yīng)采用當保護1第I段末端短路時，可能出現(xiàn)的最小數(shù)值。</p><p>　?。?）躲開線路末端變電所變壓器低壓側(cè)出口處短路時的阻抗值，設(shè)變壓器的阻抗為，則起動阻抗應(yīng)整定為</p><p>　　=(+) （2-15）</p><p>　　式中與變壓器配合是的可靠系數(shù)，一般采用=

77、0.7。</p><p>　?。?）校驗距離Ⅱ段在本線路末端短路時的靈敏系數(shù)。由于是反應(yīng)于數(shù)值下降而動作，其靈敏系數(shù)為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　一般要求K≥1.25。當校驗靈敏系數(shù)不能滿足要求是，應(yīng)進一步延伸保護范圍，使之與下一條線路的距離Ⅱ段相配合，時限整定為1～1.2s,考慮原則與限時電流速斷保護相同。&

78、lt;/p><p>　　3. 距離保護第Ⅲ段的整定</p><p>　　當?shù)冖蠖尾捎米杩估^電器時，其起動阻抗一般按躲開最小負荷阻抗Z來整定，它表示線路上流過最大負荷電流且母線上電壓最低時，在線路始端所測量的阻抗，其值為∶</p><p>　　= （2-16）</p><p>　　2.4 距離保護應(yīng)

79、用中的相關(guān)輔助措施</p><p>　　1、測量阻抗，那么當因某種原因電壓斷線時，阻抗繼電器將會誤動作，故必須采取電壓斷線閉鎖措施，當發(fā)生電壓斷線時閉鎖保護。通常采用電壓互感器二次電壓與開口三角電壓比較實現(xiàn)。微機保護采用軟件算法實現(xiàn)。</p><p>　　2、當系統(tǒng)振蕩時，振蕩中心的電壓降低、電流升高；那么處于振蕩中心的阻抗繼電器因感受到的測量阻抗降低，所以也必須采取振蕩閉鎖措施，當發(fā)生振

80、蕩時閉鎖保護。并遵循振蕩不消失，閉鎖不解除的原則。通常引入正序元件，負、零序電流或電流增量元件及采用短時開放來監(jiān)視靜穩(wěn)破壞。</p><p>　　3、在正方出口短路時可能拒動，反方向出口短路時可能誤動；通常采用使極化電壓帶“記憶”來實現(xiàn)。常規(guī)保護引入第三相電壓構(gòu)成RLC串聯(lián)諧振回路，使故障時保持故障前相位；微機保護直接讀取故障前數(shù)據(jù)。</p><p>　　所以說，正真構(gòu)成一套距離保護至少包

81、含以下幾個部分：啟動元件、阻抗測量元件、電壓閉鎖元件、振蕩閉鎖元件、邏輯回路。</p><p><b>　　2.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　1.根據(jù)距離保護的工作原理，它可以再多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動作的選擇性。</p><p>　　2.距離是瞬時動作的，但它只能保護線路全長的80％～85％，因此，兩端合起來就使得在30％～40％

82、的線路長度內(nèi)的故障，不能從兩端瞬時切除，在一端須經(jīng)0.5s的延時才能切除。在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡(luò)中，有時候不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性運行的要求，因而，不能作為主保護來用。</p><p>　　3.由于阻抗繼電器同時反應(yīng)與電壓的降低和電流的增大而動作，因此，距離保護較電流、電壓保護具有較高的靈敏度。此外，距離Ⅰ段的保護范圍不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，其他兩段受到的影響也比較小，因此，保護范圍比較穩(wěn)定。</p

83、><p>　　4.由于距離保護中采用了復(fù)雜的阻抗繼電器的大量的輔助繼電器，再加上各種必要的閉鎖裝置，因此，接線復(fù)雜，可靠性比電流保護低，這也是它的主要缺點。</p><p>　　第3章 LabVIEW基礎(chǔ)知識</p><p>　　3.1 LabVIEW簡介 </p><p>　　LabVIEW是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境的簡稱，是美國國家儀器公司的軟

84、件產(chǎn)品。自1986年1.0版本問世至今已經(jīng)升級到9.0版本。 LabVIEW是 一個具有革命性的圖形化開發(fā)環(huán)境，它內(nèi)置信號采集、測量分析與數(shù)據(jù)顯示功能，摒棄了傳統(tǒng)開發(fā)工具的復(fù)雜性，從簡單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到過程控制和工業(yè)自動化系統(tǒng)，LabVIEW都得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用

85、TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)。這是一個功能強大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。</p><p>　　LabVIEW是又被稱為G語言，G語言是圖形化編程語言（Graphical Programing Language）的縮寫。LabVIEW是一種基于圖形編程語言的開發(fā)環(huán)境。在由LabVIEW開發(fā)環(huán)境下編寫的代碼就是G語言代碼。LabVI

86、EW功能強大、靈活方便。它與C語言、BASIC語言等傳統(tǒng)編程語言有著諸多相似之處，如相似的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)控制結(jié)構(gòu)、程序調(diào)試工具，以及模塊化的編程特點等。除了具有諸多相似之處，二者之間也存在著顯著的區(qū)別，傳統(tǒng)編程語言用文本語言編程，而LabVIEW使用圖形語言編程，界面形象直觀，使用的對象都是測試工程師熟悉的按鈕、開關(guān)、波形圖等。因此，即使沒有太多的編程經(jīng)驗，初學(xué)者也可很快的學(xué)會LabVIEW編程。它主要的方便就是，一個硬件的情況下，可以

87、通過改變軟件，就可以實現(xiàn)不同的儀器儀表的功能，非常方便，是相當于軟件即硬件！現(xiàn)在的圖形化主要是上層的系統(tǒng)，國內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出圖形化的單片機編程系統(tǒng)［3］。</p><p>　　3.2 LabVIEW的特點</p><p>　　（1） 圖形化的編程語言: LABVIEW與其它計算機語言相比，有一個特別重要的不同點:其它計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼行，而LABVIEW采用圖形化編程

88、語言—G語言，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，它采用“所見即所得”的可視化技術(shù)建立人機界面，還提供了面板上所必需的許多顯示和控制對象，如旋鈕、表頭、圖表等。用戶還可以方便地將現(xiàn)有控制對象改成適合自己需要的控制對象。所以它易學(xué)易用，特別適合硬件工程師、實驗室技術(shù)人員、生產(chǎn)線工藝技術(shù)人員的學(xué)習和使用。因此，硬件工程師、現(xiàn)場工程技術(shù)人員及測試技術(shù)人員們學(xué)習LABVIEW駕輕就熟，在很短的時間內(nèi)就能夠?qū)W會并應(yīng)用LABVIEW。也不必去記憶那眼花繚亂的文

89、本式程序代碼。</p><p>　?。?） 功能強大的函數(shù)庫:LABVIEW提供了大量現(xiàn)成函數(shù)供用戶直接調(diào)用，包括數(shù)據(jù)采集、GPIB ,串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲，甚至還有口前十分熱門的網(wǎng)絡(luò)功能。從基本的功能函數(shù)到高級分析庫,幾乎涵蓋了儀器設(shè)計中所需要的全部函數(shù)。 </p><p>　　（3） 數(shù)據(jù)流模式：LABVIEW的運行機制就宏觀上講己經(jīng)不再是傳統(tǒng)的計算機體系結(jié)構(gòu)的執(zhí)

90、行方式。傳統(tǒng)的計算機語言(如C語言)中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)LABVIEW中被并行機制所代替，從本質(zhì)上講，它是一種帶有圖形控制流結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流模式。在這種數(shù)據(jù)流程序的概念中，程序的執(zhí)行是數(shù)據(jù)驅(qū)動的，它不受操作系統(tǒng)、計算機等因素的影響。這樣，LABVIEW中程序的執(zhí)行次序是由被連接的功能節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流控制的，而不像文本程序受到行順序執(zhí)行的約束。從而，我們可以通過相互連接功能節(jié)點快速簡潔地開發(fā)應(yīng)用程序，甚至還可以由多個數(shù)據(jù)通道同步運行。</p

91、><p>　　（4） 靈活的程序調(diào)試手段:用戶可以在源代碼中設(shè)置斷點，單步執(zhí)行源碼，在源代碼的數(shù)據(jù)流上設(shè)置探針，在程序運行中觀察數(shù)據(jù)流的變化。也可以高亮顯示執(zhí)行過程，觀察數(shù)據(jù)流的流向，方便了解數(shù)據(jù)執(zhí)行的情況。</p><p>　?。?）面向?qū)ο蟮木幊陶Z言：LABVIEW又是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言—G語言，程序代碼是框圖的形式。它像JAVA或C++等其它計算機高級語言一樣，是一種通用編程系統(tǒng)。&

92、lt;/p><p>　?。?）支持多種系統(tǒng)平臺:LABVIEW支持多種系統(tǒng)平臺，在Windows98/20/XP、Power Macintosh、Linux等系統(tǒng)平臺上，NI公司都提供了相應(yīng)版本的軟件，并且平臺之間開發(fā)的應(yīng)用程序可直接進行移值。</p><p>　　（7）開放式的開發(fā)平臺:LABVIEW提供了DLL、CIN接口，LABVIEW通過外部接口實現(xiàn)與C語言、MATALAB等編程語言之

93、間的通信和Windows API函數(shù)的調(diào)用。擴展了LABVIEW的使用范圍</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，使用 LabVIEW 設(shè)計虛擬儀器系統(tǒng)，一般可以比純文本編程語言減少25%~80%的開發(fā)時間，效率提高4~10 倍。而且，利用其模塊化和層次遞歸的編程方法，用戶可以在很短的時間內(nèi)構(gòu)建、設(shè)計和更改自己的虛擬儀器系統(tǒng)。</p><p>　　3.3 LabVIEW的組成</p>

94、<p>　　LabVIEW提供了3大類操作選板，即控件模板、控制模板和工具模板，這些選板集中反映了該軟件的功能與特征。</p><p>　　工具模板（Tools Palette）</p><p>　　該模板提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI程序的工具。如果該模板沒板。當從模板內(nèi)選擇了任一種工具后，鼠標箭頭就會變成該工具相應(yīng)的形狀。當從Windows菜單下選擇了Show Help

95、Window功能后，把工具模板內(nèi)選定的任一種工具光標放在流程圖程序的子程序（Sub VI）或圖標上，就會顯示相應(yīng)的幫助信息。</p><p>　　控制模板（Control Palette）</p><p>　　該模板用來給前面板設(shè)置各種所需的輸出顯示對象和輸入控制對象。每個圖標代表一類子模板。如果控制模板不顯示，可以用Windows菜單的Show Controls Palette功能打開它

96、，也可以在前面板的空白處，點擊鼠標右鍵，以彈出控制模板。</p><p>　　功能模板(Functions Palette)</p><p>　　功能模板是創(chuàng)建流程圖程序的工具。該模板上的每一個頂層圖標都表示一個子模板。若功能模板不出現(xiàn)，則可以用Windows菜單下的Show Functions Palette功能打開它，也可以在流程圖程序窗口的空白處點擊鼠標右鍵以彈出功能模板。功能模板的

97、內(nèi)容十分豐富，大體分為語言，數(shù)值信號處理，儀器I/O，通信和數(shù)據(jù)采集五大類。</p><p><b>　　(1) 語言類</b></p><p>　　語言類子功能模板主要有：數(shù)字運算，布爾運算，字符串運算，比較，蔟運算，程序結(jié)構(gòu)控制，文件I/O，計時及對話框等。各圖標代表一種操作符、或一種語句、或一個函數(shù)等。</p><p>　　(2) 數(shù)值信

98、號處理</p><p>　　LabVIEW提供的大量的數(shù)值計算及信號處理子程序，主要放在分析子功能模板中，總計有150個。這些子程序幾乎覆蓋了全部經(jīng)典時域、幅值域及頻域算法，可分為信號生成、信號處理和數(shù)值計算三部份。</p><p>　　(3) 儀器I/O </p><p>　　調(diào)用儀器I/O子功能模板的各圖標編程，控制Serial，GP-IB，VXI等標準總線的各

99、程控儀器。最方便的方法是直接調(diào)用各程控儀器廠商提供的圖標式驅(qū)動程序，對儀器進行控制。</p><p><b>　　(4) 通信</b></p><p>　　該子模板的圖標用于網(wǎng)際間的通信，不同操作平臺及應(yīng)用軟件間的數(shù)據(jù)交換等。</p><p><b>　　(5) 數(shù)據(jù)采集</b></p><p>　

100、　作為最基礎(chǔ)的硬件，NI為PC機設(shè)計了多種數(shù)據(jù)采集插卡。LabVIEW提供了大量的功能圖標和子程序，供使用者選擇，方便快捷地完成數(shù)據(jù)采集插卡各種功能的布局。顯然，絕大多數(shù)功能圖標只能在插入VI的數(shù)據(jù)采集插卡后才能工作。</p><p>　　注：只有打開了流程圖程序窗口，才能出現(xiàn)功能模板。</p><p>　　前面板是虛擬儀器圖形化的用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和

101、顯示輸出兩類對象，具體表現(xiàn)有開關(guān)、按鈕、圖形以及其他控制和顯示對象。主要用來操作儀器，提供主要的測試及測量功能、輸入設(shè)置參數(shù)、輸出數(shù)據(jù)結(jié)果等。</p><p>　　按數(shù)據(jù)類型，輸入和輸出量又分為數(shù)字量（二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)和從8位整數(shù)到80位長雙精度十進制數(shù)）、布爾量、字符串、數(shù)組以及蔟（Cluster）等。數(shù)組是同一類型數(shù)據(jù)的有序組合，而蔟可以是不同類型數(shù)據(jù)的有序組合，類似C或其它高級語言中的&quo

102、t;結(jié)構(gòu)"(Struct)。</p><p>　　程序框圖提供VI的圖形化源程序。在程序框圖中對VI編程,以控制和操作定義在前面板上的輸入和輸出功能。程序框圖中包括前面板控件的連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。虛擬儀器系統(tǒng)的每一個前面板都對應(yīng)著一個框圖程序，同樣，每一個前面板控件都有一個框圖圖標或功能模塊與之相對應(yīng)?？驁D程序其實就是LabVIEW 的程序代碼，只不

103、過它不是用文本語言編寫的，而是用G 語言編寫的。</p><p>　　前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，用戶在這一界面上進行具體的虛擬儀器設(shè)計，如放置開關(guān)、旋鈕、圖形等對象。</p><p>　　在前面板上正確地放置了各種控件后，虛擬儀器還不能正常工作，因為虛擬儀器不僅是指用戶在前面板放置了相應(yīng)的輸入或輸出對象，還需要一個與之配套的程序框圖，用來完成與前面板上輸入數(shù)據(jù)控件間的

104、傳遞和交換、數(shù)據(jù)信號的處理等任務(wù)。前面板的設(shè)計類似于工作中看到的儀器界面，而程序框圖則類似于實際儀器內(nèi)部信號處理的過程。</p><p>　　下圖為前面板上的控件：</p><p>　　下圖為程序框圖的部分功能模塊：</p><p>　　如果將VI與標準儀器相比較，那么前面板上的東西就是儀器面板上的東西，而程序框圖上的東西相當于儀器箱內(nèi)的東西。在許多情況下，使用VI

105、可以仿真標準儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個惟妙惟肖的儀器面板，而且其功能也與標準儀器相差無幾。圖標＼連接器VI具有層次化和結(jié)構(gòu)化的特征。一個VI可以作為子程序，在這里稱為VI,被其他VI調(diào)用。</p><p>　　虛擬儀器是現(xiàn)代儀器技術(shù)和計算機技術(shù)的深層次精和的產(chǎn)物，是計算機輔助測試領(lǐng)域的一項重要的技術(shù)。隨著計算機、儀器、和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷完善，虛擬儀器將向外掛式虛擬儀器、PXI型高精度集成虛擬儀器測試系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化

106、虛擬儀器3個方向發(fā)展。</p><p>　　虛擬儀器的主要特點有：1.盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件。2.可充分發(fā)揮計算機的能力，有強大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強的儀器。3. 用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。</p><p>　　虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器的研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要有計算機數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。<

107、/p><p>　　3.4基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計方法</p><p>　　（1）認真閱讀設(shè)計要求，了解情況，總體把握，設(shè)計出適當方案。</p><p>　?。?）打開LabVIEW軟件，從前面板的空間模塊上選出所需要的控件，放在前面板上，調(diào)整各控件位置使其界面美觀和易于操作。</p><p>　　（3）打開程序框圖，根據(jù)設(shè)計的需要，從程序

108、框圖的選板上選擇適當?shù)目丶?，再根?jù)邏輯的需要對各種空間進行相關(guān)的連接。</p><p>　?。?）運行程序看是否能達到要求。否則，進行相應(yīng)的修改。</p><p><b>　　3.5 本章小結(jié) </b></p><p>　　目前LabVIEW的最新版本為LabVIEW2009，LabVIEW 2009為多線程功能添加了更多特性，這種特性在199

109、8年的版本5中被初次引入。使用LabVIEW軟件，用戶可以借助于它提供的軟件環(huán)境，該環(huán)境由于其數(shù)據(jù)流編程特性、LabVIEW Real-Time工具對嵌入式平臺開發(fā)的多核支持，以及自上而下的為多核而設(shè)計的軟件層次，是進行并行編程的首選?？梢灶A(yù)見，由于LabVIEW這些其他語言無法比擬的優(yōu)勢，已經(jīng)成為該領(lǐng)域的一朵奇葩！最終將引發(fā)傳統(tǒng)的儀器產(chǎn)業(yè)一場新的革命。</p><p>　　第4章 距離保護軟件系統(tǒng)開發(fā)</

110、p><p>　　本文采用虛擬儀器中常用的編程語言LabVIEW進行編程。然后結(jié)合相關(guān)的三段式距離保護知識開發(fā)出軟件系統(tǒng)。</p><p>　　4.1 距離保護的組成</p><p>　　距離保護為了滿足速動性、選擇性和靈敏性，目前廣泛采用具有三段動作的距離保護。距離保護的第I段是瞬時動作的，可以保護線路的約80﹪。為了彌補這一重要缺陷，這就需要設(shè)置保護的第II段，其整定