微机继电保护
继电保护与微机保护的区别
100%
80%~110%；直流电源电压的纹波系数不应大
于2%，意思是电压波动的最大值和最小值之间
71%
的误差不能超过额定电压的2%。简单概括就是：
无论是继电保护的交流回路还是直流回路，电
89%
压波动均不能超过允许的范围，直流电压的波
动不能过大。
保证继电保护装置正确动作的必要条件
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微机保护
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。
区别
传统的继电保护装置是使输入的 电流，电压信号直接在模拟量之 间进行比较和运算处理，使模拟 量与装置中给定的机械量（如弹 簧力矩）或电气量（如门槛电压） 进行比较和运算处理，决定是否 跳闸。
传统继电保护与微机型保护比较
传统继电保护采用继电器组合而成，比如：过流继 电器，时间继电器，中间继电器等通过复杂的组合， 来实现保护功能，缺点： 1）占用空间大，安装不方便； 2）采用的继电器触点多，大大降低路保护的灵敏性 和可靠性； 3）调试，检修复杂，一般要停电才能进行，影响正 常运行； 4）灵活性差，当CT变比改动后，保护定值修改要在 继电器上调节，有时候还要更换； 5）寿命太短，由于继电器线圈的老化直接影响保护 的可靠动作；
Web Developing
直流逻辑回路对地回路、直流逻辑回路对高压
71%
回路、额定电压为18~24V对地回路。
Designing 89%
继电保护原理微机继电保护原理
微机继电保护采用数字信号处理 技术，具有高精度的测量和判断 能力，提高了保护的准确性和可
靠性。
灵活性强
微机继电保护可以通过软件编程实 现不同的保护功能，适应性强，易 于扩展和维护。
易于远程控制
微机继电保护可以实现远程控制和 监控，方便了运行和维护。
传统与微机继电保护的结合应用
互补性应用
在电力系统中，可以将传统继电保护和微机继电保护结合使用， 以充分发挥各自的优势，提高整个系统的保护性能。
微机继电保护系统的构成
硬件部分
微机继电保护装置的硬件主要包括中 央处理器、存储器、输入/输出接口 电路等，用于实现各种保护功能。
软件部分
微机继电保护装置的软件主要包括系 统软件和应用软件，系统软件负责管 理硬件资源和应用软件，应用软件根 据保护原理实现具体的保护功能。
微机继电保护的算法
傅里叶变换算法
通过分析电流、电压信号的频 谱，检测设备是否出现故障。
最小二乘法算法
通过最小化误差的平方和，计 算出设备的参数，用于判断设 备是否出现故障。
波形比较算法
通过比较故障前后的电流、电 压波形，判断设备是否出现故 障。
递归最小二乘法算法
通过递归的方式计算设备的参 数，用于判断设备是否出现故
障。
微机继电保护的优点
定期维护
定期对微机继电保护装置 进行维护和检查，确保装 置的稳定运行和延长使用 寿命。
故障处理
在发生故障时，及时进行 故障定位和排除，恢复微 机继电保护装置的正常运 行。
05 微机继电保护的发展趋势 与展望
人工智能在微机继电保护中的应用
人工智能技术
利用人工智能算法，如神经网络、模糊逻辑等，对电力系统中的故障进行快速 识别和判断，提高继电保护的响应速度和准确性。
第十四章05 微机继电保护
中国电力出版社
• WXB-11型微机线路保护装臵简介 • 该装臵可以同时完成高频保护、距离保护、零序保护和自动 重合闸的功能。它采用五个单片机系统的插件并行工作结构，插 件CPU0作为管理机，实现监控和人机对话功能；CUP1～CUP4具有 完全相同的硬件结构。其中CPU1实现高频保护，CUP2实现距离保 护，CUP3实现零序保护，CUP4实现综合自动重合闸。各种保护相 互独立，各保护插件动作后作用于同一套信号及跳闸出口回路。 • 该装臵采用电压-频率变换原理构成的VFC型模数转换器。跳闸 回路出口，跳闸出口回路采用三取二方式，提高了保护装臵的可 靠性。利用单片机内部串行口进行CPU0与其他四个CPU的通讯。 从而实现巡检功能。在CPU0插件中装设了MC146818芯片构成硬件 时钟电路。为装臵提供准确计时功能。 • 通过装臵面板上的工作方式选择开关，可使程序进入监控程序模 块或运行程序模块。工作开关臵于调试位臵时，进入监控程序， 其作用是调试和检查微机保护装臵的硬件电路，输入或修改及固 化保护定值。
14-34 高频保护主程序流程图
中国电力出版社
上电或复归ຫໍສະໝຸດ 初始化（一） 调试 工作方式？
至监控程序
初始化（二）
• 初始化（二）是在运行 方式下需进行的项目， 它主要是对采样定时器 初始化，控制采样周期 为5/3ms，同时将RAM区 中有关软件计数器和标 志位清零。 • 读取所有开关量输入的 状态，并将其保存在规 定的RAM或FLASH地址单 元内，已备在以后自检 循环时，不断监视开关 量输入是否变化。
第十四章 微机继电保护原理
第一节 概述
第二节 微机继电保护装臵硬件的构成原理
第三节 数字滤波器 第四节 微机继电保护的算法 第五节 微机保护的软件 第六节 提高危机继电保护装臵可靠性的措施
继电保护基础知识和微机保护原理
继电保护基础知识和微机保护原理继电保护是电力系统中重要的安全措施之一，它的作用是在电力系统发生故障时，迅速切除或隔离故障点，保护电力设备和人身安全。
而微机保护利用先进的微机技术，结合各种传感器和控制装置，实现电力系统的准确、灵敏和可靠的保护，提高系统的稳定性和可靠性。
本文将介绍继电保护基础知识和微机保护原理。
一、继电保护基础知识1.继电保护原理继电保护根据电力系统的运行状态和故障特征，通过各种传感器和设备，对电力系统的电压、电流、功率等进行监测和测量，从而判断系统是否发生故障以及故障的位置和类型。
根据保护原理的不同，可以将继电保护分为差动保护、过流保护、间隙保护、距离保护等。
2.继电保护的类型继电保护按照保护范围的不同，可以分为发电机保护、变压器保护、线路保护、母线保护、馈线保护等。
不同的保护对象有着不同的保护特点和保护要求。
3.继电保护的组成继电保护由监测传感器、比较装置、判据装置和动作执行装置等组成。
监测传感器负责将电能转化为可测量的电信号，如电压互感器、电流互感器等；比较装置根据测量信号和设定值进行比较，判断系统的状态；判据装置根据比较装置的输出结果，生成动作指令，控制动作执行装置对保护范围内的设备进行保护动作。
1.微机保护系统结构微机保护系统由数据采集模块、微机主控装置、数据处理模块、监测和操作界面等组成。
数据采集模块负责采集保护对象的电压、电流等信号，并将其转化为数字信号；微机主控装置进行数据的处理和分析，并根据设定条件生成保护动作指令；数据处理模块进行数据的存储和管理，提供故障记录和统计报表等。
2.微机保护的特点微机保护具有以下特点：（1）准确性高：微机保护采用先进的数字信号处理技术，可以实时监测和测量电力系统的各种参数，提高保护的准确性和可靠性。
（2）速度快：微机保护系统的处理速度很快，可以在几十毫秒内完成对电力系统的故障判断和动作指令的生成。
（3）功能强大：微机保护具有丰富的功能，可以实现过流保护、差动保护、距离保护、频率保护等多种保护方式。
微机继电保护的优点及抗干扰措施
微机继电保护的优点及抗干扰措施微机继电保护是一种基于微机技术的电力系统保护装置。
相比传统的继电保护装置，微机继电保护具有许多优点，同时也需要采取一些措施来抵抗可能的干扰。
下面是微机继电保护的优点及抗干扰措施的详细介绍。
1.灵活性：微机继电保护可以根据电力系统的需要进行编程和配置，可以实现多种保护功能的组合，适应不同的保护需求；对保护逻辑的修改和升级也更加方便。
2.可靠性：微机继电保护具有高精度的测量和计算能力，能够及时准确地检测电力系统中的异常情况，并做出相应的保护动作，大大提高了电力系统的可靠性。
4.功能强大：微机继电保护不仅可以实现传统的电流、电压等基本保护功能，还可以实现过电流保护、过电压保护、功率方向保护、电能质量监测等高级保护功能，提高了电力系统的运行效率和安全性。
5.数据采集和记录：微机继电保护能够实时采集和记录电力系统的电量、电压、电流等数据，为电力系统的维护和运行提供了重要的依据，同时也为电力系统的故障分析和事故处理提供了有力的支持。
1.电源稳定性：微机继电保护的正常工作需要稳定的电源供应，因此应采取一些措施来保证供电的稳定性，如采用电池或UPS（不间断电源）备用电源，以防止电源波动或突然中断对保护装置的影响。
2.电磁屏蔽：由于微机继电保护中存在大量的电子元件和电子线路，容易受到电磁干扰的影响，因此应采取电磁屏蔽措施来减小外界电磁干扰对保护装置的影响，如使用金属屏蔽罩、封闭金属箱体等。
3.抗干扰技术：微机继电保护装置应具备一定的抗干扰能力，如采用抗干扰滤波器、抗放电装置、抗电弧装置等，来减小干扰信号对保护装置的影响。
4.地线布置：良好的地线布置可以有效地降低接地电阻，减小接地电位差，提高保护装置的抗干扰能力。
5.软件设计：微机继电保护的软件设计应具备一定的抗干扰能力，采用合理的算法和数据处理方法，对输入信号进行滤波和去噪处理等，以提高保护装置对干扰信号的抑制能力。
微机继电保护具有灵活性、可靠性、响应速度快、功能强大等优点，可以提高电力系统的可靠性和安全性。
微机型继电保护
3.能操作保护出口回路压板、动作信息的复归； 4.管理好打印机和打印报告，防止其卡纸和报告丢失，熟悉打印信息； 5.了解保护装置现有定值； 6.熟悉保护装置的运行环境要求。
检修基本要求
（一）检修时间 在装置无故障的情况下，建议6年检修，每两年可作一次小修。 （二）小修内容
1.检修电源； 2.输入通道检查； 3.检查定值； 4.出口检测； 5.插件完好性检查； 6.校正时钟。 （三）大检修基本内容 1.清洁处理； 2.检查端子； 3.保护静态测试； 4.小修中各项试验 5.保护联动试验。
（五）电源系统 通常这种电源是逆变电源，即将直流逆变为交流，再把交流整定为 微机系统所需的直流电压。 作用：它把水电站的强电系统的直流电源与微机的弱点系统电源完 全隔离开。 微机继电保护装置的抗干扰措施 可靠性是对继电保护的基本要求之一，它包括不误动和不拒动两方面。 除了保护的基本原理应满足可靠性要求，还有两个因素影响保护 的可靠性，这就是干扰和元件损坏，这些都不应该引起误动和拒 动。 为了防止由于干扰使保护的可靠性下降，微机保护通常在硬件及软件 方面采取以下防范：
电流差动保护
差 动 保 护 的 动 作 特 性
各相差动保护判据如下： 1、 当 Iop Icd ，且 Iop 3Icd 时，
Iop 0.6Ires 时满足动作条件； 2、 当 Iop 3Icd ，且 Iop I res 2Icd 时，满足动作条件。 I res 其中，分相差动电流 Iop IM I N ， I M I N 分相制动电 I 流 ；I M 、 N 分别是任一相两侧的电流。
中性点直接接点系统的110KV输电线路一般可以配置三段式相间距 离及接地距离保护、四段式零序电流保护、双回路相继速动保护、 不对称故障相继速动保护、三相一次重合闸等保护。
微机继电保护原理
微机继电保护原理1.数据采集：微机继电保护通过连接电流互感器和电压互感器对电力系统的电流和电压进行采集，将采集到的数据转换为电压或电流信号输入到微处理器中进行分析。
2.信号处理：微机继电保护通过模拟电路将采集到的电压和电流信号进行放大、滤波和线性化处理，保证信号的精度和稳定性，并将处理后的信号送入A/D转换器中进行数字化处理。
3.数字化处理：微机继电保护中的微处理器通过A/D转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号，以便进行后续的数字处理和判断。
4.过电流保护：微机继电保护根据电流信号的大小判断系统是否存在过电流现象。
当电流超过设定的保护值时，微机继电保护会发出指令关闭相应的断路器，以保护电力系统的安全运行。
5.过压保护：微机继电保护通过分析电压信号的大小判断系统是否存在过压现象。
当电压超过设定的保护值时，微机继电保护会通过控制指令断开电力系统的电源，以避免设备损坏或火灾等安全隐患。
6.欠压保护：微机继电保护根据电压信号的大小判断系统是否存在欠压现象。
当电压低于设定的保护值时，微机继电保护会发出指令关闭相应的电力设备，以防止设备受损或引起电路故障。
7.过负荷保护：微机继电保护通过分析电流信号的大小和持续时间来判断系统是否存在过负荷现象。
当电流超过设定的保护值并持续一定时间时，微机继电保护会发出指令关闭相应的设备，以防止设备受损或引起火灾等安全事故。
8.故障记录：微机继电保护具有故障记录功能，可以记录系统出现的故障信息，如过流记录、过压记录、欠压记录等，以便维护人员进行故障分析和故障排查。
总之，微机继电保护利用微处理器技术进行数据采集、处理和判断，通过对电流和电压信号的分析，判断系统是否存在过电流、过压、欠压、过负荷等异常情况，并通过发出控制指令来保护电力系统的安全运行。
同时，微机继电保护具有故障记录功能，方便维护人员进行故障分析和处理。
第三章 微机继电保护基础
跟随器的输入阻抗很高（达 1010 ）， 输出阻抗很低（最大 ），因而A1对输入 6 u sr 来说是高阻抗；而在采样状态时，对 信号 C h 为低阻抗充电，故可快速采样。又 电容器 由于A2的缓冲和隔离作用，使电路有较好的 保持性能。
SA为场效应晶体管模拟开关，由运算放大器A3 驱动。A3的逻辑输入端 S / H 由外部电路（通常可 C h 处于 由定时器）按一定时序控制，进而控制着 采样或保持状态。符号 表示该端子有双重功 S/H 能，即 S/H S / H ＝“1”电平为采样（Sample）功能, ＝“0”电平为保持（Hold）功能。某个符号 上面带一横，表示该功能为低电平有效，这是数字 电路的习惯表示法。
A1和A2的接法实质相同，在采样状态（SA接通时），A1 的反相输入端从A2输出端经电阻器R获得负反馈，使输出跟 踪输入电压。在SA断开后的保持阶段，虽然模拟量输入仍 在变化，但A2的输出电压却不再变化，这样A1不再从A2的 输出端获得负反馈,为此在A1的输出端和反相输入端之间跨 接了两个反向并联的二极管，直接从A1的输出端经过二极 管获得负反馈，以防止A1进入饱和区，同时配合电阻器R起 到隔离第二级输出与第一级 fmax
目前大多数的微机保护原理都是反映工频量的，在这种 情况下，可以在采样前用一个低通模拟滤波器（Low Pass Fliter， LPF）将高频分量滤掉，这样就可以降低 f S 。实际 上，由于数字滤波器有许多优点，因而通常并不要求图3-1中 的模拟低通滤波器滤掉所有的高频分量，而仅用它滤掉 f S / 2 以上的分量，以消除频率混叠，防止高频分量混叠到工频附 近来。低于 f S / 2 的其他暂态频率分量，可以通过数字滤波 来滤除。
由于Z g 很小，所以共模干扰信号对变 换器二次侧的影响得到了极大的抑制。这 样中间变换器还起到屏蔽和隔离共模干扰 信号的作用，可提高交流回路的可靠性。
微机继电保护的优点及抗干扰措施
微机继电保护的优点及抗干扰措施1.高速保护：传统的保护装置逐步被微机保护装置所取代，其主要原因就在于微机保护装置具有更高的保护速度。
传统的继电保护装置仅能以毫秒级的速度执行保护判断，而微机继电保护装置能以微秒级的速度执行保护判断，其保护速度是传统继电保护装置的数倍。
2.高可靠性：微机继电保护装置具有较高的可靠性。
传统的继电保护装置通常采用机械式、电磁式等传统元器件，容易因为元器件的老化、机械损坏等原因而失效，而微机继电保护装置使用的元器件是电子元器件，其寿命较长、可靠性较高，能够保证装置的长期稳定运行。
3.高精度：微机继电保护装置具有较高的精度。
传统的继电保护装置仅具有一定的判别精度，如果遇到相邻线路干扰等情况，就会产生误判，而微机继电保护装置能够针对各种干扰情况作出正确判断，并进行相应的保护措施。
4.多功能：微机继电保护装置可以完成多种保护功能，如过电流保护、地电流保护、短路保护、过压保护、欠压保护等多种保护功能，并且可以通过编程方式设置参数，以适应不同的工作环境。
5.可编程性：微机继电保护装置具有强大的可编程性。
传统的继电保护装置仅能完成固定的保护功能，而微机继电保护装置可以通过编程实现不同的保护功能，并且可以根据不同的工作环境进行参数设置，从而保证装置的最佳工作状态。
1.电气隔离：在微机继电保护装置的设计中，通常采用电气隔离的方式来避免各个元件之间的相互影响。
例如，将数字量与模拟量隔离，将微处理器与外部电路隔离等措施，能够有效地抑制外界噪声的干扰。
2.滤波：微机继电保护装置通常在输入端口、输出端口等关键位置采用滤波电路，以滤除高频噪声和杂波信号，从而提高装置的抗干扰能力。
3.地线处理：微机继电保护装置的接地处理是影响其抗干扰能力的重要因素。
在接地处理时，应注意消除地环形电流，采用良好的接地方式，有效降低地电位的参差不齐度，提高装置的稳定性和抗干扰能力。
4.软件滤波：在微机继电保护装置的软件设计中，通常采用滤波算法来降低输入信号中的噪声，例如，通过加权平均或中值滤波等算法处理输入信号，从而提高装置的抗噪能力。
微型机继电保护原理
微型机继电保护原理微型机继电保护原理是指通过微型计算机控制和调度继电器，以实现对电力系统的保护和控制。
微型机继电保护原理主要包括三个方面：信号采集与处理、保护判断与动作、故障信息传输与显示。
信号采集与处理：微型机继电保护系统通过各种传感器和测量装置对电力系统中的电压、电流、频率、功率等参数进行实时采集。
这些信号经过滤波、放大和AD转换，然后进入微型计算机，进行数字信号处理。
该处理过程中，计算机对信号进行滤波、平滑、补偿等处理，得到稳定、精确的系统运行参数数据。
保护判断与动作：微型计算机通过运行保护算法，根据电力系统的运行参数数据，进行故障检测与判断。
传统的继电保护设备需要多个继电器组合实现不同保护功能，而微型机继电保护系统中，所有的保护功能都由微型计算机软件完成，无需额外的硬件设备。
根据预设的保护条件和动作逻辑，微型机继电保护系统实现对不同类型的故障进行准确判断，并完成相应的保护动作。
保护动作主要包括断开故障电路、切除故障设备、调整互感器、电动机等。
故障信息传输与显示：当发生故障时，微型机继电保护系统会将故障信息存储在内部存储器中，并通过通信接口与上位计算机或监控系统进行数据传输和共享。
同时，系统会进行故障信息的显示，如LED显示屏、数码管等。
这样可以实现对故障信息的实时监测和分析，以及对系统状态的远程控制。
微型机继电保护系统的实现离不开先进的硬件技术和高效的软件算法。
硬件方面，需要设计高精度采样电路、稳定的信号放大器、高速的AD转换器等；软件方面，需要编写完善的保护算法，进行逻辑控制和状态判断，确保系统能够准确、可靠地进行保护和控制操作。
微型机继电保护系统具有多种优点。
首先，相比传统的继电保护设备，微型机继电保护系统结构简单，占用空间小，安装方便。
其次，使用微型计算机进行信号处理和保护判断，可以实现对多个保护功能的集成和自动切换，提高了系统的智能化程度和可靠性。
再次，微型机继电保护系统通过与上位计算机和监控系统的通信，实现了故障信息的共享和远程控制，提高了系统的可管理性和维护性。
微机继电保护原理
微机继电保护原理
微机继电保护原理是基于微处理器控制的电气保护装置，其作用是保护电力系统设备和电路免受过载、短路、接地故障等电气故障的损害。
微机继电保护原理主要包括以下几个方面：
1. 数据采集和处理：微机继电保护通过传感器采集电气量如电流、电压、功率等的实时数据，然后通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，进一步通过采样和计算等处理手段得到电气量的准确数值。
2. 故障识别和判别：基于采集的数据，微机继电保护通过一系列算法和比较判断手段，识别出电气故障的类型和位置，如过载、短路等，并判别故障是否需要断开电路以保护设备。
3. 控制和动作：一旦识别出电气故障，微机继电保护便会向断路器或其他保护设备发送控制信号，触发其动作来切断故障电路。
同时，微机继电保护会生成警报信号，向操作人员发出故障报警。
4. 通信与监控：为了实现对电力系统的远程监控和管理，微机继电保护通常与其他设备进行通信，如与上位计算机、SCADA系统等进行数据交互，向操作人员提供实时信息和动作记录。
总的来说，微机继电保护通过数据采集、故障识别、控制动作和通信监控等方式实现对电力系统的准确保护和管理，提高了
电气故障的检测速度和准确性，从而有效增强了电力系统的可靠性和安全性。
微机继电保护
微机继电保护填空1 微机继电保护装置硬件主要包括：数据采集部分、数据处理、逻辑判断及保护算法的核心部分。
2 微机继电保护从功能上分为六个组成部分：数据采集系统、数据处理系统、开关量输入/输出系统、人机接口、通信接口、电源回路。
3 微机保护装置中模拟量输入回路有两种方式：组词逼近原理的A/D转换、电压频率变换原理的A/D转换。
4 在要求真实反映输入信号中的高频分量的场合下，应首选主次逼近原理的A/D转换。
5 采样频率过低将造成频率混叠现象。
6 采样前用一个模拟低通滤波器可将频率高于采样频率一般的信号滤掉。
7 采样保持电路的作用是在一个极短时间内测量一个模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在A/D转换器进行转换的时间内保持其输出不变。
8 A/D转换器的性能指标有：分辨率和转换速度。
9 微机保护装置的模拟转换系统一般采用：逐次逼近式或压-频转换式。
10 VFC不需要加低通滤波器是因为VFC本身含有滤波功能的积分算法。
11 VFC转换器的基本原理：将模拟变压量变换为脉冲信号，该输出脉冲频率与输入电压大小成正比。
12 分析和评价不同算法优劣的标准是精度和速度。
13 数据窗一个算法采用故障点后的多少采样点才能计算出正确结果。
14 全周傅式算法需要的数据窗为一个周波（20ms），半周傅式算法需要的数据窗为半个周波（10ms）。
15 为了减小量化误差，在保护中通常采用的A/D芯片至少是12位的，而减小的舍入误差则要增加字长。
16 微机保护算法往往和数字滤波器联系在一起。
17 正弦函数的半周绝对值积分算法的原理是：一个正弦波信号任意半周期内，其绝对值积分为一常数S。
18 全周波傅式算法可有效滤除恒定直流分量和各整次谐波分量。
19 输入线路R-L模拟算法用于距离保护。
20 目前微机继电保护常用的选相元件有突变量电流选相和对称分量选相。
21 短路初期效果明显的选相元件是突变量电流选相。
22 10/35kv线路一般为小电流接地电网中线路，主要为馈电线路。
微机继电保护的优点及抗干扰措施
微机继电保护的优点及抗干扰措施微机继电保护是利用微机技术应用于电力系统继电保护领域的一种新型保护方式。
相比传统的继电保护装置，微机继电保护具有许多优点，并采取了一系列的抗干扰措施，使其在电力系统中具有更高的可靠性和稳定性。
下面将分别介绍微机继电保护的优点及抗干扰措施。
优点：1. 功能强大：微机继电保护具有复杂的计算与逻辑判断能力，可以实现多功能的继电保护，如过电流保护、距离保护、差动保护等，满足电力系统各种保护要求。
2. 灵活性高：微机继电保护采用数字化处理技术，可以对保护参数进行灵活设定，实现保护逻辑的可编程，适应不同的保护要求和系统变化。
3. 报警和故障记录：微机继电保护可以记录和保存电力系统的故障、报警和工作状态信息，便于运维人员对系统进行故障诊断和分析，有助于提高系统的可靠性和稳定性。
4. 故障信息传输：微机继电保护可以通过通信网络将保护信息传输给上位监控系统或远程操作中心，实现对电力系统的远程监控与控制，提高对系统的管理效率。
5. 准确可靠：采用了先进的数字信号处理和算法技术，微机继电保护具有较高的精度和准确性，可以对电力系统的故障进行快速、准确的判断和定位。
抗干扰措施：1. 信号滤波：微机继电保护在采样前对输入信号进行滤波处理，去除高频噪声和干扰信号，改善系统的抗干扰能力。
2. 信号增益：采用合适的信号增益技术，将微弱的故障信号放大，并抑制高幅值的干扰信号，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 冗余处理：微机继电保护采用了冗余的设计和工作方式，即使用多个微机保护实现同一保护功能，并进行互相比对和监控，降低系统误动和误闭合概率。
4. 硬件抗干扰：采用抗干扰性能好的硬件设备、线缆和连接器，提高整个系统的抗电磁干扰能力。
5. 抗震设计：为了提高微机继电保护系统的抗震性能，可以采用防震支架、防震底座等措施，减少地震等外力对系统的干扰。
微机继电保护具有功能强大、灵活性高、报警和故障记录、故障信息传输、准确可靠等优点，而且采用了信号滤波、信号增益、冗余处理、硬件抗干扰和抗震设计等抗干扰措施，确保系统的稳定性和可靠性。
微机继电保护的优点及抗干扰措施
微机继电保护的优点及抗干扰措施微机继电保护是一种利用微处理器和数字电子技术实现的新型继电保护装置。
相比于传统的电磁式继电保护装置，微机继电保护具有以下优点：1. 高可靠性：微机继电保护采用数字电子技术，具有较高的可靠性。
数字电子元件稳定可靠，寿命长，相对于传统的机械继电器和电磁元件，其故障率更低，减少了由于元件故障引起的保护误动和漏动的可能性，提高了电力系统的可靠性。
2. 灵敏度高：微机继电保护能够采集电力系统中各种电量的实时数据，并以高速、高精度进行处理。
通过灵敏度高的微机算法，可以实现对各种异常情况的快速判断和定位。
微机继电保护还能够根据电力系统的实际情况进行参数调整，提高保护的适用性和可调性。
3. 功能强大：微机继电保护具有丰富的保护功能。
除了常见的过载、短路、接地故障等保护功能以外，还可以实现电气距离保护、差动保护、方向保护、变压器保护、母线保护等复杂的保护功能。
微机继电保护还可以与通信系统进行联动，实现远程监视和控制。
4. 易于操作和维护：微机继电保护具有友好的人机界面，可以通过触摸屏、键盘等方式进行操作。
操作界面直观明了，操作简便，能够快速调整保护参数。
微机继电保护还能够进行自检和自校验，能够自动检测继电器的工作状态和电源状态，提供故障自诊断功能，大大方便了设备的维护和维修。
为了保证微机继电保护的正常工作，还需要采取一系列的抗干扰措施，主要包括以下几个方面：1. 绝缘措施：微机继电保护的所有输入和输出接口都需要进行绝缘处理，以免因系统的绝缘不良导致的电磁干扰。
2. 屏蔽措施：对关键线路进行屏蔽处理，减少外界电磁干扰的影响。
可以采用屏蔽箱或者屏蔽线缆来实现。
3. 地线措施：采用合适的地线接法，通过对接地电阻的合理选择和接地引线的良好连接，减少外界干扰对于系统的影响。
4. 滤波措施：对于输入输出线路，可以通过增加滤波器来滤波，减少高频干扰对系统性能的影响。
5. 定位措施：安装微机继电保护时，应尽量靠近受保护对象，减少接线的长度，减小传输过程中干扰信号的影响。
微机继电保护PPT课件
01 微机继电保护概述
CHAPTER
定义与特点
定义
微机继电保护是指利用微型计算 机技术来实现电力系统继电保护 功能的系统。
微机继电保护装置具有灵活的配置和编程 能力，可以根据需要进行定制和扩展，适 应不同系统的需求。
微机继电保护装置具有自我诊断和修复功 能，能够检测和修复潜在的故障，提高系 统的可靠性和稳定性。
微机继电保护的缺点
对硬件和软件要求高
01
微机继电保护装置需要高性能的硬件和软件支持，增加了系统
的复杂性和成本。
对数据传输和处理能力要求高
02
微机继电保护装置需要实时传输和处理大量数据，对数据传输
和处理能力要求较高。
对外部环境因素敏感
03
微机继电保护装置对外部环境因素较为敏感，如温度、湿度、
电磁干扰等，需要采取相应的防护措施。
微机继电保护的展望
智能化发展
随着人工智能技术的发展，微机继电保护装置将更加智能化，能 够自适应地学习和优化保护策略。
应用效果
该系统的应用显著提高了发电厂的安全性和可靠性，减少了设备 损坏和事故发生。
技术特点
该系统采用了基于数字信号处理技术的继电保护算法，具有高灵 敏度和快速响应的特点。
某变电站的微机继电保护系统
案例概述
某变电站的微机继电保护系统采用了先进的微机继电保护装置，实 现了对变电站的全面保护。
应用效果
该系统的应用显著提高了变电站的安全性和可靠性，减少了设备损 坏和事故发生。
04 微机继电保护的优缺点与展望
CHAPTER
微机继电保护简介
(2)从装置外部经端子排引入装置的触点 如需要运行人员不打开装置外盖而在 运行中进行切换的各种连接片、转换开关、其他保护装置和控制继电器的触点等。 对这些触点，应经过光电隔离器V再引入微机，如图6-58所示，以免给微机保护引 入外部回路的干扰。
图6-58 保护装置外部引入触点与微机的连接 图
● (二)它是微机保护主机系统的中枢。它根据预定的软件
程序，执行存放在可擦只读存储器（EPROM）和可擦可写只读存储器（E2PROM）中
的程序，运用其算术和逻辑运算的能力，对由数据采集系统输入至随机存储器
（RAM）的原始数据分析处理，从而完成各种保护功能。
微机继电保护简介
一、 概 述 微机继电保护简称微机保护，是以微处理器为核心组成的继电保护装置。 微机保护与传统的机电型继电保护相比，具有下列特点： (1)可靠性高 在应用软件的配合下，它具有极强的综合分析和判断能力，能对各种故障进行自动识别和排 除干扰，有效地防止保护装置的误动和拒动。 (2)功能齐全 微机保护可以实现各种复杂的保护功能，并可自动打印记录系统故障前后的各种电气参数 数值、波形及各种保护的动作情况，供故障分析之用。 (3)调试维护方便 传统的继电保护装置，测试工作量一般都相当大，花费的时间通常都比较长。例如 调试一套高压输电线路的保护装置，通常需两三周或更长时间，而微机保护几乎不用调试。
(4)经济性好 经济性包括装置的投资费和运行维护费两部分。随着大规模集成电路技术的发展和微机 的广泛应用，微机硬件的价格不断下降，相反地，传统的机电型继电器的价格却不断上升。
由此可见，微机保护已成为电力系统保护的更新换代产品，具有广阔的发展前景。
二、微机保护的硬件 微机保护的硬件系统包括数据采集系统、主机系统和开关量输入/输出系统 等三部分，其框图如图6-56所示。
微机继电保护精品课件教材课程
大数据技术在微机继电保护中的应用
大数据技术可以对大量的电力系统运 行数据进行分析和处理，提取出有用 的信息，用于优化保护装置的配置和 整定值。
大数据技术还可以用于对历史故障数 据进行挖掘和分析，找出故障发生的 规律和原因，为预防和解决故障提供 科学依据。
大数据技术还可以用于对电力系统的 运行状态进行实时监测和预警，及时 发现潜在的故障风险，提高电力系统 的安全性和稳定性。
详细描述
通信故障通常表现为通信指示灯不亮、通信数据异常等。这 可能是由于通信接口接触不良、通信线缆损坏或通信协议不 匹配等原因造成的。处理通信故障需要检查通信接口和线缆 是否正常，同时确保通信协议的一致性。
通信故障
总结词
通信故障是指微机继电保护装置与其他设备或系统之间的通 信出现问题，导致信息传输受阻或数据错误。
物联网技术在微机继电保护中的应用
物联网技术可以实现电力设备和 保护装置之间的信息交互和远程 控制，提高保护装置的自动化和
智能化水平。
物联网技术还可以用于对电力设 备的运行状态进行实时监测和预 警，及时发现设备的异常情况，
提高设备的可靠性和安全性。
物联网技术还可以用于实现电力 系统的远程管理和控制，提高电 力系统的运行效率和可靠性。
靠性。
距离保护
距离保护通过测量故障点到保护装 置的距离，判断故障位置，实现选 择性保护。
方向保护
方向保护通过比较故障电流的方向， 判断故障是否发生在被保护线路的 内部，实现选择性保护。
微机继电保护的软件算法
电流差动保护
电流差动保护通过比较线路两侧 电流的大小和相位来判断故障是 否发生，具有较高的灵敏度和可
大数据技术在微机继电保护中的应用
大数据技术可以对大量的电力系统运 行数据进行分析和处理，提取出有用 的信息，用于优化保护装置的配置和 整定值。
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1.11
第9章
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
(a) 采样保持电路工作原理图
1.12
(b) 采样保持过程示意图
图9.2 采样保持电路工作原理图及其采样保持过程示意图
第9章
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
在输入为高电平时AS闭合，此时电路处于采样状态。电容Ch迅速充电或放 电到usr在采样时刻的电压值。电子模拟开关AS 每隔TS(s)闭合一次，将输入信 号接通，实现一次采样。如果开关每次闭合的时间为TC(s)，则输出将是一串重 复周期为TS 宽度为TC 的脉冲，而脉冲的幅度则重复着TC时间内的信号幅度。 AS闭合时间应满足使Ch有足够的充电或放电时间即采样时间，显然希望采样时 间越短越好。而应用阻抗变换器I的目的是它在输入端呈现高阻抗，对输入回路 的影响很小；而输出阻抗很低，使充放电回路的时间常数很小，保证Ch上的电 压能迅速跟踪到在采样时刻的瞬时值usr。 电子模拟开关AS打开时，电容器Ch上保持住AS打开瞬间的电压，电路处 于保持状态。为了提高保持能力，电路中应用了另一个阻抗变换器Ⅱ，它在Ch 侧呈现高阻抗，使Ch对应的充放电回路的时间常数很大，而输出阻抗(usc侧)很 低，以增强带负载能力。阻抗变换器I和Ⅱ可由运算放大器构成。 采样保持的过程如图9.2(b)所示。图9.2(b)中，TC称为采样脉冲宽度，TS称为采 样间隔(或称采样周期)。等间隔的采样脉冲由微型机控制内部的定时器产生，如 图9.2(b)中的“采样脉冲”，用于对“信号”进行定时采样，从而得到反映输入 信号在采样时刻的信息，即图9.2(b)中的“采样信号”；随后，在一定时间内保 持采样信号处于不变的状态，如图9.2(b)中的“采样和保持信号”；因此，在保 持阶段，在任何时刻进行模数转换，其转换的结果都反映了采样时刻的信息。 1.13
1.7
第9章
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
9.2.1 微机保护的硬件组成
1. 数据采集系统DAS(或模拟量输入系统) 数据采集系统包括电压形成、模拟滤波(ALF)、采样保持(S/H)、多路转换 (MPX)以及模拟转换(A/D)等功能块，完成将模拟输入量准确地转换为微型机所需 的数字量。 2. 微型机主系统(CPU) 微型机主系统包括微处理器(MPU)、只读存储器(ROM)或闪存内存单元 (FLASH)、随机存取存储器(RAM)、定时器、并行接口以及串行接口等。微型机 执行存放在只读存储器中的程序，将数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行 分析处理，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 开关量输入/输出系统由微型机若干个并行接口适配器、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、信号报警、外部接点输入 及人机对话、通信等功能。 图9.1为一种典型的微机保护硬件结构示意框图。
1.3
第9章
微机继电保护 9.1 概 述
9.1.1 计算机在继电保护领域中的应用和发展概况
近几十年来电子计算机技术发展很快，其应用已广泛而深入地影响着科学 技术、生产和生活等各个领域，使各行业的面貌发生了巨大的变化，继电保护技 术也不例外。在继电保护技术领域，除了用作故障分析和保护动作性能分析外， 20世纪60年代末期已提出用计算机构成保护装置的倡议。到了20世纪70年代末 期，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， 从此掀起了新一代的继电保护——微机保护的研究热潮。 微机保护是指将微型机、微控制器等器件作为核心部件构成的继电保护。国内在 微机保护方面的研究工作起步较晚，但进展却很快。1984年上半年，华北电力 学院研制的第一套以6809(CPU)为基础的距离保护样机投入试运行。1984年底在 华中工学院召开了我国第一次计算机继电保护学术会议，这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。经过10多年的研究、应用、推广与实践， 现在新投入使用的高中压等级继电保护设备几乎均为微机保护产品。
第9章
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
2) 对采样保持电路的要求 高质量的采样保持电路应满足以下几点： (1) 电容Ch上的电压按一定的精度跟踪上usr所需的最小采样宽度TC(或称为 截获时间)，对快速变化的信号采样时，要求TC尽量短，以便可用很窄的采样脉 冲，这样才能更准确地反映某一时刻的usr值。 u (2) 保持时间更长。通常用下降率 来表示保持能力。
1.8
第9章
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
图9.1 微机保护硬件结构示意框图
1.9
第9章
9.2.2 数据采集系统
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
1. 电压形成回路 微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变 压器上取得信息，但这些互感器的二次数值、输入范围对典型的微机保护电路却 不适用，需要降低和变换。在微机保护中，通常根据模数转换器输入范围的要求 ，将输入信号变换为±5V或±10V范围内的电压信号。因此，一般采用中间变换 器来实现以上的变换。交流电压信号可以采用小型中间变压器；而将交流电流信 号变换为成比例的电压信号，可以采用电抗变换器或电流变换器。电抗变换器具 有阻止直流、放大高频分量的作用，当一次存在非正弦电流时，其二次电压波形 将发生严重的畸变，这是不希望的。其优点是线性范围较大，铁芯不易饱和，有 移相作用；另外，其抑制非周期分量的作用在某些应用中也可能成为优点。电流 变换器的优点是，只要铁芯不饱和，则其二次电流及并联电阻上的二次电压的波 形可基本保持与一次电流波形相同且同相，即它的传变信号可使原信息不失真。 传变信号不失真这点对微机保护是很重要的，因为只有在这种条件下作精确的运 算或定量的分析才是有意义的。至于移相、提取某一分量等，在微机保护中，根 据实际需要可以容易地通过软件来实现。但电流中间变换器在非周期分量的作用 下容易饱和，线性度较差，动态范围也较小，这在设计和使用中应予以注意。
1.14
TS TC
第9章
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
下面仅从概念上说明采样频率过低造成频率混叠的原因。设被采样信号x(t) 中含有的最高频率为fmax，现将x(t)中这一成分x fmax(t)单独画在图9.3(a)中。 从图9.3(b)可以看出，当fS=fmax时，采样所看到的为一直流成分；而从9-3(c) 看出，当fS略小于fmax时，采样所得到的是一个差拍低频信号。也就是说，一 个高于fS/2的频率成分在采样后将被错误地认为是一低频信号，或称高频信号“ 混叠”到了低频段。显然，在满足香农定理fS>2fmax后，将不会出现这种混叠 现象。 4) 模拟低通滤波器的应用 对微机保护来说，在故障初瞬，电压、电流中含有相当高的频率分量(如 2kHz以上)，为防止混叠，fs将不得不用得很高，从而对硬件速度提出过高的要 求。但实际上，目前大多数的微机保护原理都是反映工频量的，在这种情况下， 可以在采样前用一个低通模拟滤波器(LPF)将高频分量滤掉，这样就可以降低fs ，从而降低对硬件提出的要求。由于数字滤波器有许多优点，因而通常并不要求 图9.1中的模拟低通滤波器滤掉所有的高频分量，而仅用它滤掉fs/2以上的分量， 以消除频率混叠，防止高频分量混叠到工频附近来。低于fs/2的其他暂态频率分 量，可以通过数字滤波器来滤除。实际上，电流互感器、电压互感器对高频分量
1.4
第9章
微机继电保护 9.1 概 述
自从微型机引入继电保护以来，微机保护在利用故障分量方面取得了长足 的进步，另一方面，结合了自适应理论的自适应式微机保护也得到较大发展， 同时，计算机通信和网络技术的发展及其在系统中的广泛应用，使得变电站和 发电厂的集成控制、综合自动化更易实现。未来几年内，微机保护将朝着高可 靠性、简便性、通用性、灵活性和网络化、智能化、模块化等方向发展，并可 以与电子式互感器、光学互感器实现连接；同时，充分利用计算机的计算速度 、数据处理能力、通信能力和硬件集成度不断提高等各方面的优势，结合模糊 理论、自适应原理、行波原理、小波技术等，设计出性能更优良和维护工作量 更少的微机保护设备。
1.5
第9章
9.1.2 微机继电保护装置特点
微机继电保护 9.1 概 述
1. 调试维护方便 在微机保护应用之前，整流型或晶体管型继电保护装置的调试工作量很大， 原因是这类保护装置都是布线逻辑的，保护的功能完全依赖硬件来实现。微机保 护则不同，除了硬件外，各种复杂的功能均由相应的软件(程序)来实现。 2. 高可靠性 微机保护可对其硬件和软件连续自检，有极强的综合分析和判断能力。它能 够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动；同时，软 件也具有自检功能，对输入的数据进行校错和纠错，即自动地识别和排除干扰， 因此可靠性很高。目前，国内设计与制造的微机保护均按照国际标准的电磁兼容 试验(EMC，Electromagnetic Compatibility)来考核，进一步保证了装置的可靠 性。 3. 易于获得附加功能 常规保护装置的功能单一，仅限于保护功能，而微机保护装置除了提供常规 保护功能外，还可以提供一些附加功能。例如，保护动作时间和各部分的动作顺 序记录，故障类型和相别及故障前后电压和电流的波形记录等。对于线路保护， 还可以提供故障点的位置(测距)，这将有助于运行部门对事故的分析和处理。电 1.6 压互感器的二次是否发生断线等信息。
1.10
第9章
பைடு நூலகம்
微机继电保护
9.2 微机保护的硬件构成原理
2. 采样保持电路和模拟低通滤波器 1) 采样基本原理 采样保持(Sample/Hold)电路，其作用是在一个极短的时间内测量模拟输入 量在该时刻的瞬时值，并在模/数转换器进行转换的期间内保持其输出不变。S/H 电路的工作原理可用图9.2(a)来说明，它由一个电子模拟开关AS、保持电容器 Ch以及两个阻抗变换器组成。模拟开关AS受逻辑输入端的电平控制，该逻辑输 入就是采样脉冲信号。