电力系统微机保护组成与维护
电力系统微型计算机继电保护
2002年4月电力系统微型计算机继电保护1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为微型机继电保护装置。
2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成正比。
3.脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之比值4.当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统不稳定。
5.在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为离散_控制系统。
6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流电流信号。
7.在一个采样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为顺序采样。
8.脉冲传递函数分子多项式为零的根，称为脉冲传递函数的零点。
9.从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为滤波。
10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够滤除输入信号中不需要的频率成份。
11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的频率成份信号。
12.数字滤波器脉冲传递函数的零点z i在脉冲传递函数表达式中以因子1-Z i Z-1的形式出现。
13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax，则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于2fmax。
14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采取的隔离技术是光电隔离。
15.利用正弦函数的三个_瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。
16.在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在自检循环并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。
17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、采样中断子程序和故障处理程序。
18.在电力系统正常运行时，相电流瞬时采值差的突变量起动元件△I bc等于零。
19.电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流差起动元件起动。
电力系统微机继电保护运行分析与维护
微机继 电保 护技术 的发展是 电 网安全运行 发展趋势 的一种 必然选 择， 也是 电网在 输 、变 电过程 中不可 缺 少 的一 种 重要 应 用 设备 。该 技术 的 运用 必 将 随着 电网 的不 断发展 而 提 升 。在现代 化 的 电力 系 统需 求 中， 电设 备 增多 、 家 企业 用 电机 器增 多、发 电机 容量增 大等 多种 客观方 面 的原 因使得 电力 系统 中 正常 工 作电流 和短 路 电流 都不 断增 大 。这 就 需要 既能 保证 电网可靠 运 行， 又 能够对 电网异常 运行 、短 路 故障等 作 出快 速 的反映 ， 因此 ， 机继 电保护 技术 微 便应运而 生。 １电力系统 维 电保 护 的发晨 现 状 １１微 机 在继 电保护 中的 大量普 及 ． 利 用微型 计算 机超 强 的数学 运 算能 力和 逻辑 处理 能力 ， 应用 其独 特 、优 秀的 原理和算 法， 而提 高保护 的性 能是 微机保 护 的最大 优势 。因此， 些年 从 近 来 我 国 电力 系统 继 电保 护 的微 机 化率 越 来越 高 。 １ ２继 电保 护与前 沿技 术相 结合 ． 伴 随着现 代化 科技 的发 展， 现如 今的继 电保护技术 已经逐 步实现 网络化 和 测 量 、控 制 、 保护 、数 据 通 信 一 体 化 。现 代化 的 电力 系 统 继 电保 护 需 要 每个 保护 单元都能共 享系 统的运行 和故 障信息 ， 个保 护单元 与重合 闸在分 使每 析这 些数据和 信息 上协调动 作， 实现 这种系 统保护 的基本 条件是 将系统 中主要 电气 设 备的保 护装 置和 计 算机连 接起 来 ， 现计 算机 保护 装置 的 网络化 。计 实 算机 和网络作 为信 息和数据 通信工 具 已经 成为信 息时代 的支柱 ， 其与继 电保护 的 结合 是实现 现代 化 电力 系统 安全 、稳定 运 行的 重要 保证 。如 今， 计算机 保 护 的网络 化 已经 开始 实施， 是仍 处于初 期阶段 ， 但 要想实 现我 国计 算机保 护 的 全面 网络 化， 还需 要 电力部 门 的不懈 努 力 。在 实现 继 电保护 的微 机 化和 网络 化 的前提 下， 保护装 置 实际 上就 是整 个 电力系 统 计算机 网络上 的一 个智 能终 端。 它可 从网上 获取 电力 系统运 行和 故障 的所有 信息 ， 也可将 它所 获得 的保护 单元 的所有 信息 传送给 网络 控制 中心 或任一 终端 。 因此， 每个微 机 保护装 置不 但可 以完 成继 电保 护的 功 能， 且在 电网故 障或正 常运 行 情况 下还 可完 成测 而 量、控 制 、 数据 通信 等功 能。继 电保护通 过 与这些 社会 前沿 技术 相结合 ， 大大 提高 了继 电保护 的可 靠性 和 电网的 运行 水平 １ ３现 代化 的技 术管 理手段 得到 应用 ． 电网的发展 和保 护技 术升级 对继 电保 护工 作提 出 了更 高 的要求 。保护 装 置数量 的快速 增长 和 电网结 构的频 繁变 动要求 我们 必须 借助现 代 化的科 学手 段来全 面提升 工作 效率和 工作 质量 。 目前 大多 数省 电力调 度通 信 中心均配 置 了故障信 息管 理系 统、继 电保 护整 定计算 和运 行管理 系 统 。故 障信 息管理 系 统可 以方 便地调取 保护和 故障录 波数据， 使得 维护 人员 能以最短 的时 间给 出保 护 动作 的行为分 析， 加快 电网事故 处理和 系统 恢复 镬 ＆ 电保 护整定 计算 和运 行 管理 系统 能大大 提 高保护 消缺 、 作统计 以及 整定 计算 效率， 动 将有 限 的人力 从 繁琐 的工作 中尽可 能多地解放 出来， 更多 的精力投 入到 提高运行 管理 水平和 将 技术 监督 上来 。 技术 设备 的升 级提 高了继 电保 护运行 管 理水平 ， 确保 电 网安 为 全稳 定运 行打下 了 良好 的基础 。
《微机保护》PPT课件
输入信号预处理过程的具体步骤为： 1. 将电力系统输入到继电保护装置的模拟信号
2. 数据处理单元对已转变为数字量电量信号进 行数字滤波，从而获得微机保护算法所需要 的数字信号序列；
3. 数据处理单元对已滤波的数字信号序列采用 合适的算法并结合开关量输入信号综合判断， 然后根据判断结果控制开关量输出系统和人 机对话和外部通信系统的输出，实现闸、信 号告警、数据记录等功能。
一、输入信号预处理
二、模拟量输入系统
微机保护装置模拟量输入接口部件的作用 是 将电力传感器输入的模拟电量正确地变换成离散 化的数字量，提供给数字核心部件进行处理。
交流模拟量输入接口部件内部按信号传 递顺 序为：电压输入变换器和电流输入变换器及其电 压形成回路 、前置模拟低通滤波器 、采样保持 器 、多路转换器、模数变换器。
采样 多路
A/D 数据更
保持 转换器 转换器 新排队
输入信号的预处理
图2—2 输入信号预处理流程框图
二、数字滤波
数字滤波器的优点： • 滤波精度高。加长字长可以很容易提高精度。 • 可靠性高。模拟元器件很容易受环境和温度 的
影响，而数字系统受这种影响要小得多。 • 灵活性高。数字滤波器改变性能只要改变算 法
• 按照不同的滤波理论又可分为常规滤波器和最 佳滤波器。
• 按频率特性分为低通、带通、高通和带阻四类 基本滤波器，其中前两类滤波器在微机保护中 用得较多。
微机保护和传统继电保护的区别
微机保护和传统继电保护的区别微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度，微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。
该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。
一．使用方法微机保护装置的可靠性更高，微机保护集成化的软硬件模式在使用上也更加简便，基本上就是一个黑匣子。
二．通讯功能传统继电保护无法实现远程控制，而微机保护可以扩展出以太网、485等多种通讯接口，通信很方便。
三．原理传统保护与微机保护在原理上并无本质差异，只是微机本身强大的计算能力、存储功能、保护功能使得某些算法在微机上可以很容易的实现。
四．常规继电保护的主要缺点1、占的空间大，安装不方便。
2、保护的灵敏度和可靠性低，采用的继电器触点多。
3、中间没有光电隔离，容易遭受雷击，继电器保护是直接和电器设备连接的。
4、故障分析麻烦，没有时钟同步功能，维护复杂，故障后很难找到问题。
5、运行维护工作量大，运行成本比微机保护增加60%左右。
6、停电才能进行调试，检修复杂，影响正常生产。
7、保护定值修改要在继电器上调节，没有灵活性。
8、继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作，使用寿命太短。
9、继电线路保护功能单一，要安装各种表计才能观察实时负荷。
10、数据不能远方监控，无法实现远程控制。
11、继电器自身不具备监控功能，当继电器线圈短路后，不到现场是不能发现的。
五．微机保护装置的主要优点1、具有远程控制，数据可实现远程监控，具备通讯功能，可以通过网络把用户所需要的各种数据传输到监控中心，进行集中调度。
2、采用光电隔离技术，把所有采集上来的电信号统一形成光信号，这样有强电流攻击时候，设备可以建立自身保护机制。
3、由于设备在正常状态处于休眠状态，各个元器件的寿命大大加长，只有程序实时运行，使用寿命长。
4、具有很高的可靠性和抗干扰能力，采用了多层印刷板和表面贴装技术。
电力系统微机综合保护装置用途
微机综合保护装置用途微机型保护装置是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护；针对配网终端高压配电室量身定做，以三段式无方向电流保护为核心，配备电网参数的监视及采集功能，可省掉传统的电流表、电压表、功率表、频率表、电度表等，并可通过通讯口将测量数据及保护信息远传上位机，方便实现配网自动化；装置根据配网供电的特性在装置内集成了备用电源自投装置功能，可灵活实现进线备投及母分备投功能。
保护类型：定时限/反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护、失压保护、负序电压保护、风冷控制保护、零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护、过热保护、逆功率保护、启动时间过长保护、非电量保护等。
监控系统适用范围：变电站综合自动化系统、配电室综合自动化系统、泵站综合自动化系统、水电站综合自动化系统、工业/工厂自动化系统。
微机保护与测控装置采用了国际先进的DSP和表面贴装技术及灵活的现场总线（CAN）技术，满足变电站不同电压等级的要求，实现了变电站的协调化、数字式及智能化。
此系列产品可完成变电站的保护、测量、控制、调节、信号、故障录波、电度采集、小电流接地选线、低周减载等功能，使产品的技术要求、功能、内部接线更加规范化。
产品采用分布式微机保护测控装置，可集中组屏或分散安装，也可根据用户需要任意改变配置，以满足不同方案要求。
微机保护装置适用于110KV及以下电压等级的保护、监控及测量，可用于线路、变压器、电容器、电动机、母线PT检测、备用电源自投回路及主变保护、控制与监视。
单元化的设计使其不但能方便地配备于一次设备，也可以集中组屏、集中控制。
规范的现场总线接口支持多个节点协调工作，实现系统级管理和综合信息共适用范围随着科学技术手段的进步，和对适用环境更高要求，微机保护功能性也越趋完善。
通用型微机综合保护装置可作为35KV及以下电压等级的不接地系统、小电阻接地系统、消弧线圈接地系统、直接接地系统的各类各类电器设备和线路的保护及测控，也可作为部分66KV、110KV电压等级中系统的电压电流的保护及测控其它自动控制系统。
电力系统微机保护设计规范
电力系统微机保护设计规范.一、同步并列（设计规范）同步并列（GB／T50062—2008）13.0.1在发电厂和变电站内，对有可能发生非同步合闸的断路器，应能进行同步并列，并应符合下列规定：1,单机容量为6MW及以下的汽轮发电机，可装设自动同步装置；单机容量为6MW以上的汽轮发电机，应装设自动同步装置。
2,水轮发电机可装设自动自同步装置或自动同步装置。
3,发电厂开关站及变电站的断路器宜装设自动同步装置。
4,发电厂和变电站同步装置宜采用单相式接线。
13.0.2采用自同步方式的发电机，应符合下列要求：1,定子绕组的绝缘及端部固定情况应良好，端部接头不应有不良现象。
2,自同步并列时，定子超瞬变电流的周期分量不应超过允许值。
当无专门规定时，可按本规范附录A执行。
自动低频低压减负荷装置（设计规范）自动低频低压减负荷装置（GB／T50062—2008）12.0.1在变电站和配电站，应根据电力网安全稳定运行的要求装设自动低频低压减负荷装置。
当电力网发生故障导致功率缺额，使频率和电压降低时，应由自动低频低压减负荷装置断开一部分次要负荷，并应将频率和电压降低限制在短时允许范围内，同时应使其在允许时间内恢复至长时间允许值。
12.0.2自动低频低压减负荷装置的配置及所断开负荷的容量，应根据电力系统最不利运行方式下发生故障时，可能发生的最大功率缺额确定。
12.0.3自动低频低压减负荷装置应按频率、电压分为若干级，并应根据电力系统运行方式和故障时功率缺额分轮次动作。
12.0.4在电力系统发生短路、进行自动重合闸或备用自动投入装置动作时电源中断的过程中，当自动低频低压减负荷装置可能误动作时，应采取相应的防止误动作的措施备用电源和备用设备的自动投入（备自投）装置设计规范备用电源和备用设备的自动投入装置设计规范（GB／T50062—2008）11.0.1下列情况，应装设备用电源或备用设备的自动投入装置：1,由双电源供电的变电站和配电站，其中一个电源经常断开作为备用。
微机保护
地铁继电保护装置的现状
过去地铁的继电保护采用的是分立元件，一 种保护由多种继电器搭接成，现在复八线的 750V控制和保护仍由继电器和俄罗斯增量装 置构成，随着新线设备的投入运营和1、2# 线的设备更新，1、2、5、10、13、八通线 、机场线的供电系统及复八线的10KV系统均 已采用微机保护，但有些出口或连锁仍采用 了电磁继电器，其中多为中间继电器（微型 ）。
对于电磁型继电保护而言，这些互感器的二 次数值直接加到电磁型继电器的测量机构， 变换成机械力，然后在机械力的层次上进行 数据的比较，逻辑判断，中间不需要设置其 他的变换、隔离等环节。
微机保护信号的采集及预处理部分
微机保护装置是数字电路，它从电压互感器 、电流互感器上采集的电流、电压等模拟量 需要经过信息的预处理，变换为计算机识别 的数字量，然后在微型机CPU主系统的软件 基础上进行数据的比较、逻辑判断，中间需 要设置隔离屏蔽、变换电平等处理。
熟悉二次图纸的重要性
由于地铁10KV供电系统采用了不同厂 家、不同型号的继电保护装置，各装 置在接线和要求上会有差异，在进行 保护校验前，务必对10KV二次图纸进 行详细解读，掌握各点在正常情况和 非正常情况的状态，对做好保护校验 工作非常重要。
地铁10KV系统微机保护装置的种类
1.
2.
3.
4.
信息的综合、分析与逻辑判断
对于微机保护和电磁型继电器保护，都需要对由数 据采集系统输入的数据进行分析、处理，完成各种 继电保护的测量、逻辑和控制功能。电磁型继电保 护通过电磁型继电器及其模拟电路实现，而微机保 护装置通过其微型机CPU主系统实现。 常规的电磁型继电保护是靠模拟电路的构成来实现 的，即用模拟电路实现各种电量的加、减、乘、除 和延时与逻辑组合等要求。 而微机保护，即数字式继电保护，是用数字技术进 行数值（包括逻辑）运算来实现上述功能的。即微 机保护通过微机主系统中的程序软件来进行数据的 分析、运算和判断处理，以实现各种继电保护功能 。
电力系统继电保护实验二(微机电流保护)
实验二 输电线路的电流微机保护实验（微机电流速断保护灵敏度检查实验）一、 实验目的1. 学习电力系统中微机型电流保护整定值的调整方法。
二、 2. 研究电力系统中运行方式变化对保护的影响。
三、 3. 了解电磁式保护与微机型保护的区别。
四、 接线方式及微机保护相关事项试验台一次系统原理图如图1所示。
实验原理接线图如图2所示。
A相负载B相负载C相负载图2实验原理接线图PT 测量 A.B 相接交流电压表, 以显示发电厂电压；做A.B 两相短路时, 电流表要接到A 相或B 相；微机的显示画面: 画面切换——用于选择微机的显示画面。
微机的显示画面由正常运行画面、故障显示画面、整定值浏览和整定值修改画面组成, 每按压一次“画面切换”按键, 装图1 电流保护实验一次系统图置显示画面就切换到下一种画面的开始页, 画面切换是循环进行的。
信号复位——用于装置保护动作之后对出口继电器和信号指示灯进行复位操作。
主机复位——用于对装置主板CPU进行复位操作。
微机保护装置故障显示项目DJZ-III试验台微机保护装置电流电压保护软件流程图如图3所示。
五、实验内容与步骤实验内容: 微机电流速断保护灵敏度检查实验。
实验要求：在不同的系统运行方式下, 调整滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10）, 做AB相, BC相和CA相短路实验, 记录对应的短路电流和保护是否动作。
如果保护不动作, 记录微机显示屏上“Ia”, “Ib”, “Ic”中的最大值；如果保护动作, 记录微机显示屏上“sd”的值。
四、实验过程及步骤（1）DJZ-III试验台的常规继电器和微机保护装置都没有接入电流互感器TA回路, 在实验之前应该接好线才能进行试验, 实验用一次系统图参阅图1, 实验原理接线图如图2所示。
按原理图完成接线, 同时将变压器原方CT的二次侧短接。
（2）将模拟线路电阻滑动头移动到0Ω处。
（3）运行方式选择, 置为“最小”处。
（4）合上三相电源开关, 直流电源开关, 变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM, 调节调压器输出, 使台上电压表指示从0V慢慢升到100V为止, 注意此时的电压应为变压器二次侧电压, 其值为100V（PT测量A, B相接交流电压表）。
电力系统继电保护应用技术02微机保护基础-文档资料
合并单元
数字输出
电时 源钟
图 2.27 合并器的基本输入规模
22.2.2 GOOSE 报文的传送执行 当保护装置发现并判断故障出现在保护
区内时就应立即动作，与传统保护不同，将 跳闸GOOSE命令以数字帧的形式发送到通信网 络上，对应的智能一次设备接收到该GOOSE报 文命令后执2.行2.相2 应G的OO跳SE闸报操文作的。传送
第二章微机、数字化继电保护基础
2.1 微机继电保护的硬件构成原理 1）微型机系统 2）模拟数据采集系统 3）开关量输入和输出系统 4）人机对话微型机系统 5）电源系统：它是装置可靠工作的基础，
应满足精度，谐波系数、可靠性等指标要求。 常用3V, 5V，15V，24V多个电压等级。
硬件构成原理如下图所示。
数字化继电保护现场信息输入由电子式互 感器和合并器完成，为适应老站改造的需要， 目前大多数产品都保留了由传统电磁互感器引 入的模拟量通道模块。
图2.22 数字化继电保护现场信息采集输入系统 组成原理图
（1）电子式互感器 主要有高、低压耦合隔离，传感头，A/D 转换及数字量标准化输出等环节。
电子式是互感器、传感头的主要类型：
的构架。
工作站1
工作站2
远动站
站控层
间隔层 过程层
装置1
合并器单元
ECVT电子式互感器智接口以太网 IEC61850-8-1
装置n
光纤以太网 GOOSE +SMV
智能一次设备
图2.31 智能变电站通信网络
图2.32 线路保护中的SV网和GOOSE网
监控1
监控2
远动1
远动2
...
电力系统微机保护 ppt课件
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电力系统微机保护＿＿绪论
1）采样数字化 保护装置直接接收电子式互感器输出数字信号，不依赖外部对时信号实现 保护功能。 2）保护就地化 保护装置采用小型化、高防护、低功耗设计，实现就地化安装，缩短信号 传输距离，保障主保护的独立性和速动性。 3）元件保护专网化 元件保护分散采集各间隔数据，装置间通过光纤直连，形成高可靠无缝冗 余的内部专用网络，保护功能不受变电站SCD文件变动影响。 4）信息共享化 智能管理单元集中管理全站保护设备，作为保护与变电站监控的接口，采 用标准通信协议，实现保护与变电站监控之间的信息共享。
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电力系统微机保护＿＿绪论
继电保护是保证系统安全、稳定运行的第一道防线，是 系统安全稳定运行的“哨兵”！ 继电保护学科方向—电力系统及其自动化二级学科 电力系统继电保护 内容：
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电力系统微机保护＿＿绪论
• 一、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况 • （1）世界微机保护的发展历史
1、绪论 2、基本原理学习 3、学习讨论 4、微机保护硬件学习 5、微机保护常规算法的学习
本课程成绩评定：
1、出勤（10%） 2、学习讨论（20%） 3、考试（70%）
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电力系统微机保护＿＿绪论
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电力系统微机保护＿＿绪论
• 继电保护装置是一种能反应电力系统故障和不正常状 态，并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设 备。
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电力系统微机保护＿＿绪论
3、智能化运检体系
1）加强智能站文件管控，提升变电站建设运行水平 构建智能站配置文件管控平台，确保配置文件的正确性及一致性；研究基于系统 描述的继电保护虚端子关联的自动化生成方法，简化智能站配置流程；建立基于标准 工程文件的继电保护数据、模型、图形的一体化展示平台，对二次设备实现自动精益 化评估。 2）实施智能化高效检修，实现智能站可观、可控、可维护 通过“装置智能诊断、远程终端支持、安措自动执行、二次回路可视、检修综合 决策”等技术，实现变电站可观、可控、可维护，提升现场工作效率和防误水平。 3）研发信息化单兵装备，提高现场智能感知和作业能力 研究、推广手持终端、智能穿戴设备等基于物联网技术的信息化单兵装备，提高 现场智能感知和作业能力，实现继电保护设备和人员的双向互动、现场和远程的双向 互动，提升现场工作的质量、效率和应急抢修能力。 4）开展自动化无人巡视，提升巡视质量和效率 利用人工智能技术，建立二次设备机器人巡视和远方巡视相结合的自动化巡视模 式，有效提高巡视效率，减轻现场人员压力。
供电系统微机保护基本原理
§6.8 供电系统微机保护
三、微机保护的软件构成
2、实例-微机型电流保护流程 （2）采样中断服务程序
采样中断服务程序示如 右图，这部分程序主要有 以下几个内容：
1）数据采样及存贮； 2）电流差突变量起动元 件（软件）； 3）电压、电流求和自检。 进入中断服务程序后， 首先关闭其他中断是为了 在采样期间不被其他中断 打断。在中断返回前则应 开中断。
二、微机保护装置的硬件组成
2、开关量输入／输出系统 (1)开关量输入回路 信号分类及接线： 1）安装在装置面板上的接点信号输入；
如用于人机对话的键盘上的接点信号。 这类信号可以直接接至微型机的并行 口。
2）从装置外部经过端子排引 入的接点信号输入；如保护屏 上的各种硬压板、转换开关等。 为了抑制干扰，这类接点必须 要经过光电耦合器进行电气隔 离，然后接至并行口。
电站内极端的温度、湿度、污秽以及电磁干扰将使微机保 护无法正常工作。制定微机保护的环境标准、增加适量投资以 保证微机保护正常工作是必不可少的。
§6.8 供电系统微机保护
二、微机保护装置的硬件组成
从功能上说， 分6个部分： 模拟量输入系 统(或称数据采 集系统)、微机 主系统、开关 量输入／输出 系统、人机接 口、通信接口 以及电源部分 。
§6.8 供电系统微机保护
三、微机保护的软件构成
2、实例-微ห้องสมุดไป่ตู้型电流保护流程 （2）采样中断服务程序
算法： 1）电流差突变量起动元件（软件算法）
§6.8 供电系统微机保护
三、微机保护的软件构成 2、实例-微机型电流保护流程 （2）采样中断服务程序 算法： 2）电压、电流求和自检
如 果 延 时 60ms 后 上 式 一 直 满 足 ， 则 置 起 动 标 志 QDB=1，程序中断返回时转至故障处理程序。
微机保护的硬件结构
• 一、微机保护装置的硬件结构 • （一）硬件结构框图
• （二）各组成部分作用 • 1、信号输入电路 • 微机保护装置输人信号主要有两类，即开关量和模拟量信号。信号 输人部分就是妥善处理这二类信号，完成单片微机输人信号接口功能。 • 2、单片微机系统 • 微机保护装置的核心是单片机系统，它是由单片微机和扩展芯片构 成的一台小型工业控制微机系统，除了硬件之外，还有存储在存储器 里的软件系统。这些硬件和软件构成的整个单片微机系统主要任务是 完成数值测量、逻辑运算及控制和记录等智能化任务。除此之外，现 代的微机保护应具备各种远方功能，它包括发送保护信息并上传给变 电站微机监控系统，接收集控站、调度所的控制和管理信息。 • 这种单片微机系统可以是单 CPU 或采用多 CPU 系统。
( 5 ）有自检能力。 ( 6 ）有利于事故后分析。 ( 7 ）可与计算机交换信息 ( 8 ）可增加硬件的功能。 ( 9 ）可在低功率传变机构内工作。 （二） 缺点： ( 1 ）与传统的保护有根本性的背离。 ( 2 ）使用者较难维护。 ( 3 ）要求硬件和软件有高度可靠性 ( 4 ）硬件很快成为过时。 ( 5 ）在操纵和维护过程中，使用人员较难掌握。
微机继电保护的硬件结构
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一、计算机继电保护的发展 在继电保护技术领域，计算机除了用作故障分析和保护动作性能分析外， 1965 年已提出用计算机构成继电保护装置。 在 20 世纪 70 年代．计算机继电保护的研究工作主要是作理论探索，只有个 别部门作了一些现场试验，但是限于计算机硬件的制造水平以及价格问题， 故当时还不具备商业性地生产计算机继电保护装置的条件。 到了 20 世纪 70 年代末期，计算机出现了重大突破，大规模集成电路技术飞 速发展，出现了一批功能足够强的微型计算机，价格也大幅度降低，因而无 论在技术上还是经济上，已具备用一台微型计算机来完成一个电气设备保护 功能的条件。1979 年美国电气和电子工程师学会的教育委员会组织过一次世 界性的计算机继电保护研究班。在此之后，世界各大继电器制造商都先后推 出了各种定型的商业性微型计算机保护装置产品。目前发展最快的是日本， 据日本有关部门预计， 1987 年的定货可能达到继电保护设备总产值的 70 ％ 我国在计算机保护方面的研究工作起步较晚，但进步却很快。 1984 年，华 北电力学院研制的第一台以 6809 ( CPU ）为基础距离保护样机在经过试运 行后通过了科研鉴定，它标志着我国计算机保护的开发开始进入了重要的发 展阶段。
电力系统微机继电保护考试重点简介
8、当测量电压很低时，微机保护用记忆电压计算阻抗，该电压存放在微机的RAM中，为故障前一周波的电压。对于采用方向圆特性作为动作区的算法，当测量电压很小很小(接近等于0),距离保护用记忆电压来计算阻抗
9、系统无故障时发生振动，距离保护通过距离保护启动元件（电流突变算法）闭锁保护
16、微机保护数据采集系统的种类
第一种:由电压形成回路、低通滤波器（ALF）、采样保持器（S/H）、多路转换开关（MPX）、A/D转换器构成。
第二种 ：由电压形成回路、VFC压频转换器、光电隔离器、计数器构成。
17、互感器二次线圈与保护装置中的YB、LB的一次侧相连，完成保护装置的电流、电压输入。
3、线路阻抗不大于100km时用，R-L算法计算出来的线路阻抗能满足精度要求
4、在距离保护的算法中必须考虑过渡电阻和系统振荡的影响以及在保护出口故障时 ，保护动作正确性的问题
5、微机线路距离保护中计算阻抗的算法有傅氏算法、窄带滤波后的基波分量算法、故障分量阻抗算法、阻抗的R-L算法等
6、阻抗算法常见的动作区有多边形特性和圆特性。其中多边形特性是传统保护难以实现的
18、开出回路的主要器件有出口继电器和光电耦合器。保护装置开出回路中与外部相连的是出口继电器的接点。
19、出口压板可用于断开保护装置与跳闸回路的连接。
20、微机保护的数字滤波是用程序实现的。
21、开关量是反映接点接通和断开状态的数字以及控制接点接通和断开的数字只有两个数字0和1
22、将接点状态输入给微机保护叫开关量输入。
8、微机保护的滤波包括有数字滤波和实体滤波两种。其中数字滤波是通过算法实现的。
微机保护装置安全操作及保养规程
微机保护装置安全操作及保养规程引言微机保护装置是电力系统中重要的保护设备，能够检测电力系统中的异常电信号，并在出现故障时采取相应保护措施，以防止设备损坏，保障电力系统稳定运行。
为保障设备安全稳定运行，以下将介绍微机保护装置的安全操作及保养规程。
安全操作规程1. 工作前的准备使用微机保护装置前，需确认该装置已安全接地，工作场所通风良好，无易燃易爆物品，且工作环境温度、湿度符合要求。
2. 设备操作前的准备设备操作前，需检查设备电压是否符合要求，接线是否正确并足够紧固，各种指示灯是否正常，以确保设备工作在一个正常的环境之中。
3. 设备的使用在使用微机保护装置期间，应遵守以下安全操作规程：1.严禁触摸或擦拭带电元件，禁止将金属物品放置在带电元件上。
2.调试时，切勿随意更改设备参数，必须经过专业人员允许后方可进行调试操作。
3.禁止修改设备内的程序代码。
4.只能使用厂家或专业技术人员提供的软件进行操作。
5.运行设备时，应保持电压稳定、环境干燥，适当的通风。
4. 使用后的注意事项使用微机保护装置时，应注意以下事项：1.按照设备说明书及相关标准要求，及时对设备进行维护，并使用专用布保护设备。
2.设备维修时，应事先将设备停止运行，并在进行任何的电气连接和调整前，必须切断电源。
3.严禁擅自拆卸或改动总线和模块，修理设备时，应按照厂家规定或请专业技术人员进行。
保养规程为保证微机保护装置的正常运行，需定期进行以下保养：1. 日常保养1.每次工作后，清洁设备表面，防止灰尘和污垢影响其散热；2.定期检查设备接线及金属部件的紧固情况；3.每月清洁设备连轨和连接器；4.定期检查设备内部连线、模块和元器件的连接情况。
2. 定期保养1.非必要情况下，设备应每年次两次进行定期维护；2.每次维护前，应按厂家规定的程序进行备份，以便出现故障时能够快速恢复数据；3.定期更换电容、电源部件和其他易损件，确保设备的持续稳定运行；4.对设备进行全面性能测试，确保试验能够正确地开展。
电力系统微机继电保护 复习
1.微机保护装置的几种典型结构①单CPU微机保护装置的结构②多CPU微机保护装置的结构③采用DSP的微机保护装置的结构④网络型微机保护装置的结构2、逐次逼近原理A/D芯片构成的数据采集系统①电压形成回路②模拟滤波单元③采样保持电路④多路转换开关⑤模数转换器3、VFC型的A/D变换方式的优点：①工作稳定，线性好，精度高，而电路十分简单；②抗干扰能力强。
（这对继电保护装置是十分可贵的特点）；③同CPU接口简单，VFC的工作可以不需CPU控制；④可以很方便地实现多CPU共享一套VFC变换。
4、两种数据采集系统的特点：①采用逐次逼近A/D芯片构成的数据采集系统经A/D转换的结果可直接用于微机保护中的数字运算；采用VFC芯片构成的数据采集系统必须将相邻几次采样读出的计数值相减后才能用于数字运算。
②逐次逼近A/D式数据采集系统，精度与A/D芯片的位数有关，采用分辨率越高的A/D 芯片，数据采集的精度越高，但硬件一经选定则分辨率便固定；VFC式数据采集系统，数据的计算精度除了与VFC芯片的最高转换频率有关外，还与软件中的计算间隔有关。
计算间隔越长，分辨率越高。
③A/D式芯片构成的数据采集系统对瞬时的高频干扰信号敏感，而VFC芯片构成的数据采集系统具有平滑高频干扰的作用。
④在硬件设计上，VFC式数据采集系统便于实现模拟系统与数字系统的间隔，便于实现多个单片机共享同一路转换结果。
而A/D式数据采集系统不便于数据共享和光电隔离。
⑤在设计微机保护系统时，采用A/D式数据采集系统时至少应设有两个中断，一个是采样中断，另一个是A/D转换结束中断。
VFC式数据采集系统中可只设一个采样中断。
1、突变量电流算法工作原理：2、选相元件算法（突变量电流选相、对称分量选相）工作原理：1、低频减载及低压减载①作用：保证电力系统稳定运行。
②工作原理：低频减载：当电力系统出现严重的有功功率缺额时，通过切除一定的非重要负载来减轻有功缺额的程度，使系统的频率保持在事故允许限额之内，保证重要负载的可靠供电。
电力系统微机保护概述
四、国内微机保护装置硬件发展
1.8位微处理器构成微机保护装置 ◆代表产品：WXB-01微机高压线路保护装置 ◆主要特点：单CPU、外部扩展电路复杂、存储器容量小、软
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二、微机保护发展历史
① 20世纪60年代末期 提出用计算机构成微机保护装置，2篇最早发表的关于微机
保护的研究报告
◆G.D. Rockefeller, Fault Protection With A Digital Computer, IEEE Trans. PAS Vol 88 No 4. 1969。 ◆B.J.Mann, Real Time Computer Calculation of The Impedance of a Faulted Single Phase Line, Elec.Eng. Trans.(I.E.Aust) VEE4 1969。
由集成运算放大器和其它集成电路构成，体积更小、工作 更可靠，第二代电子式静态保护装置。
20世纪80年代后期成为静态继电保护的主要形式。 ※微机型继电保护装置（20世纪80年代中期）
又称为数字式继电保护装置，由硬件系统和软件系统构成。 特点：需要硬件配置不同的软件，就可以实现不同特 性和不同功能的继电保护装置。
◆继电保护装置的发展
机电式保护装置
静态继电保护装置
数字继电保护装置
※机电式继电器（20世纪50年代以前） 构成：由电磁型、感应型或电动型继电器构成，
具有机械传动部件。 优点：工作可靠、不需要外部工作电源、抗干扰
性好、使用寿命长等，目前仍广泛应用于电力系统中。 缺点：体积大、功率消耗大、动作速度慢、机械
在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机 失磁保护、发电机保护和变压器组保护也相继于1989、1994年通 过鉴定，投入运行。
简述微机保护的基本构成和主要部分的功能
简述微机保护的基本构成和主要部分的功能1、简述微机保护的基本构成和主要部分的功能答:微机保护是由一台计算机和相应的软件(程序)来实现各种复杂功能的继电保护装置。
微机保护的特性主要是由软件决定的,具有较大的灵活性,不同原理的保护可以采用通用的硬件。
微机保护包括硬件和软件两大部分。
硬件一般包括以下三大部分。
(1) 模拟量输入系统(或称数据采集系统) 包括电压形成、模拟滤波、采样保持、多路转换以及模数转换等功能,完成将模拟输入量准确地转换为所需的数字量。
(2) CPU主系统包括微处理器(MPU)、只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)以及定时器等。
MPU执行存放在EPROM中的程序,对由数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行分析处理,以完成各种继电保护的功能。
(3) 开关量(或数字量)输入/输出系统由若干并行接口适配器、光电隔离器件及有接点的中间继电器等组成,以完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部接点输入及人机对话等功能。
微机保护软件是根据继电保护的需要而编制的计算机程序。
72、电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?一般应装设哪些保护?答:变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。
变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障,其主要类型有:各相绕组之间发生的相间短路,单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路,单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
变压器外部故障系变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,其主要类型有:绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接(通过外壳)短路,引出线之间发生的相间故障等。
变压器的不正常工作状态主要包括:由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。
为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失,保证电力系统安全连续运行,变压器一般应装设以下继电保护装置: (1)防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。
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２ ． ３ 维 护 经 验 ～ 方 法措 施
微 机保 护按保 护的 设备 分为微 机线 路保 护和微机元件保护两大类 。微机线路保护分高 压和低压 。微机元件保护分对发 电机和变压器 等 的保护 。
１ ． ４ 微 机 保 护 系统 的 优 点
键词】微机保护 系统 进 步与发展 微 机保
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１ ． ３微 机 保 护 系统 的 分 类
受 强 烈 电 磁 干 扰 会 导致 装 置 死 机 或 是 不 断 复 位 。在 其 间， 可 能 由 于 电 磁 干 扰 的 瞬 间 增 大 导 致 电 子 元 件的损坏。
置
微 机保 护系 统 的性能 稳定 ，可靠 性高 ， 抗干扰 能力强 。并且 因其体积小 ，功能全 ，大 大 的简化 了的硬件结构 ，简便了操作过程和步 现如 今人们 的生 活越 来越 离不 开 电力， 骤 。它是 由微机的智能 自主控制 ，所 以可 以实 电力与人们的生活息息相关，在我们 的生 现故障 自诊断 、自闭锁和 自恢复 。由于微机保 ！ 产中很多方面都 已经 涉及到了电力 。所 以 护有智 能系统来控制调节 ，这样就会使其灵活 ７ 系统的安全与稳定关系到国家的经济 与发 性增强 ，而且智能系统 的记忆功能可 明显改善 并且关系到社会的稳 定。由此 可知 ，我国 保护 的性能 ，提高其灵敏性 。对于维护人员来 ｛ 加强 电力系统安全运 行的问题 ，尽量排 除 说，微机保护技术可 以降低工作量 ，简便 了他 ｊ 些隐藏在 电力系统暗处的安全 隐患，做到 们 的工 作 。 ｌ 于 未然 。 除 了继 电保 护 以外，微机 保护 也是 电力 ２ 电力系统微机的维护问题 系统中的重要组成部分。随着信息技术 的 微机 保护在保 障电力 系统安全上发挥着 ２ ． １维护经验一注意事项 越重要的作用。接下来，我们就 电力系统 【 保护的组成和维护方面展开进一步探究。 避 免无 线 电波对 微机保 护装 置 的干扰 。 因为微机保护 装置 是由多种 电子元器件和集成 邑 力微机保护系统的发展 电路组成 的 Ｃ Ｐ Ｕ 芯片构成 的弱 电工作回路 ， 所 以其很容 易受到各种 电磁波 的干扰 ，这样可 保护技 术的发展 过程 能导致 的结果就是 电力系统 出现死机、 出错等 故障。 回首我国电力保护系统的发展历程 ，从最 建 立健 全 的技术 规程 。因为没 有规 矩不 】 电磁型历经晶体管型，集成电路型发展到 成方 圆，电力系统若要维持 正常运行 ，就必须 ］ 今 的微机型。我国从上世纪七十年代 末开 要有一个健全 的规 章制度 。各地方 的变 电所 ， ｔ 微机 型保护 系统展 开研 究，一直 到 １ ９ ８ ４ 应根据各 自的具体情 况设置 。写 明当微机保护 鉴定并通过了我国第一套微机 线路保 护装 系统 出现各种 故障时所应采取 的方法和措施 ， ： 获得了应用 。 经过 了长达二十多年的发展 ， 这样就可 以使管理系统一体化。 Ｉ 保护技术 已在硬件、软件、算法等方面取 对 于在 维护 工作 中，一 定要对 操作 动作 诸多重要成果 ， 并取代 了原有的保护技术， 进行严格要求 ，不 能因为维护操作不合理而 引 ｝ 了主 导 地 位 起电力系统 的安全 问题 。比如 ，湿手不能进行 相关维护操作 。有 的员工 ，在洗完手后 ，没有 微 机 保 护 系统 的 组成 以及 特 点 。 等手干了就 去工作 ，容易发 生触 电事故 。由此 目前 ，我 国的微 机保 护厂家 首居 三位 的 可知， 日常的电力 系统维护操作规 范是十分有 ｉ 端 、南 自和四方 。微机保护系统与微电子 必要落实 的。 ： 、计算机技术和通讯技术密切相关。微机 对 输入 模拟 量采样 数据 采取 的抗干 扰措 装置的硬件组成一般分为六部分：人机接 施，这样可 以利用 自身的规律来检错数据 。在 】 部分、微型计算机部分、数据采集部分、 运算过程中，应进 行两次以上的核对 ，来检验 ｉ 接 口部分 、输入输 出部分、 电源部分 。当 过程是否有错。使 用专用 的硬件 电路来检测程 其 中微机保护系统的组成部分离不开模块 序出轨，并实现 自动恢复正常运行 。 （ 件和数据通信网这两部分。与传统继 电保 ２ ． ２ 维 护 经验 一影 响 方 面 ｊ 比，微机保护系统 ，具有极高的可靠性 以 ； 行通信功能， 自检和巡检能力十分强，保 当保护 装置 在强 电磁环 境 中，会受 电磁 】 动作正确率高 ，性能优越。另外，它的工 的干扰 ，发 生由于读 写错误数据 导致发 出错误 ； 构条件十分优越 ，制造标准容易统一，并 命令 的故障。 ｝ 易扩充一下其他的广大辅助功能，如故障 保 护装 置 的采样精 度在 电磁 干扰从 模拟 波形分析以及低频减载等等 。 采样通 道进入微机保护装置时也会受到影响。
网络天地 ・ Ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ｗｏ ｒ ｌ ｄ
电力系统微机保护组成与维护
文／ 张培 龙 巩怀军 张 吉 祥
随着 时代 的发 展 ，电力 系统 也在 逐 步的 完善 ，从 最初 的 电磁 继 电保护 装置 发展 到如今 的微 机 保护 系统 。每 一次 的进 步带 动的 都是 经 济 的 巨大发 展 。本文 就 电 力 系统微 机保 护 的组 成与 维护 ， 和 其 中重要环 节 所需要 注 意的 问 题谈 了谈 ，为微 机保 护人 员提供 了一些参考资料。