微机保护装置的硬件原理

（二）保护软件的配置 各保护CPU插件的保护软件配置为主程序和2个中断服务程序。主程序通常都有 三个基本模块；初始化和自检循环模块、保护逻辑判断模块和跳闸（及后加速）处 理模块。通常把保护逻辑判断和跳闸（及后加速）处理总称为故障处理模块。一般 来说前后2个模块，在不同的保护装置中基本上是相同的，而保护逻辑判断模块就 随不同的保护装置而相差甚远。
(为3倍止序突变量)
(为3倍零序电流) (为3倍负序电流)
(为3倍零序电流) 整点
控制字KGZ各位定义：
符Biblioteka Baidu 名称
位
11～15
10 9 8 7 6 5 4 3 2 l
/
TDZC YFQX XJYT TBLTZ JS RKHS RKTZ BSS FYTD ZJ
备用
通道自测投入(“√”有效) 远方启信投入(“√”有效) 相间永跳(“√”有效) 突变量距离投入(“√”有效) 加速投入(“√”有效) 弱馈回授投入(“√”有效) 弱馈跳闸投入(“√”有效) 闭锁式(“√”有效) 复用通道方式(“√”有效) 求和自检(“√”有效)
开关量输入输出回路原理
开关量输入信号
开关量输出信号
稳压逆变电源
微机保护系统对电源要求较高，通常这种电源是逆变电源，即将直流逆 变为交流，再把交流整流为微机系统所需的直流电压。它把变电所的强电系 统的直流电源与微机的弱电系统电源完全隔离开。通过逆变后的直流电源具 有极强的抗干扰水平，对来自变电所中因断路器跳合闸等原因产生的强干扰 可以完全消除掉。
正序阻抗角
线路全长抗 电阻定值 电抗定值
500～900
0．5～250Ω，In 0．5～250Ω／In 0．5～250Ω／In
正序突变量门槛
工频变化量门槛 零序停信门槛 负序停信门槛 静稳电流 无流门槛 辅助启动 自动测试时问
0．3～2A×ln
O．1～2A×In O．1～2A×In 0．3～2A×In 0．5～2A×In O．05～l A ×In 0．1～l A ×In O～23
微机保护装置的硬件原理
一、微机保护装置的特点
微机保护与常规保护相比较具有如下特点。 1、调试维护方便。 2、可以实现智能化。 3、可靠性高。 微机保护装置可利用程序对其硬件进行在线自检，一但发现故障，立即闭锁出 口跳闸回路，同时发出故障告警信号。对于软件的异常及干扰的影响，可自动识别 并排除。 4、易于获得各种附加功能。 例如微机保护可以进行故障类型判别，故障测距，故障录波，事件记录等。 5、具有网络通讯功能。可适应无人值守或少人值守的自动化变电站。 6、新产品的研制和开发周期缩短。 对于同一类型的保护对象，微机保护装置可采用相同的硬件结构，不同的保 护功能体现在软件上。 7、降低了对电流互感器和电压互感器的要求。 微机保护本身消耗功率低。另外数字式电压、电流传感器便于与微机保护实 现接口。
（三）保护软件的工作状态 保护软件有三种工作状态：运行、调试和不对应状态。有的保 护只有运行和调试两种工作状态。 （四）中断服务程序 保护要定时采样系统状态，一般采用定时器中断方式，设1.66ms中断原程 序的运行，转去执行采样计算的服务程序，采样结束后通过存储器中的特定存储 单元将采样计算结果传送给原程序，然后再回去执行原被中断了的程序。这种采 用定时中断方式的采样服务程序称为定时采样中断服务程序。 在采样中断服务程序中，除了有采样和计算外，通常还含有保护的启动元件 程序及保护某些重要程序。 （五）软件“看门狗”技术 在有些多单片机内部设有监视定时器，监视定时器的作用就是当干扰造成程 序“出格”时，使系统恢复正常运行方式。
O
IN5
额定电流(“√”为5A，“×”为l A)
四、微机保护软件技术
微机保护的硬件平台一般由以下多个功能模块组成： （1）CPU与存储器接口；（2）定时计数器；（3）中断逻辑；（4）串并行通信 接口；（5）实时时钟；（6）看门狗电路；（7）显示控制电路；（9）固态盘或 存储器A（程序）；（10）固态盘或存储器B（报告）；（11）固态盘或存储器C （整定值）；（12）开关量光隔输入；（13）开关量光隔功放输出；（14）工业 局域网接口。 由于微机保护的硬件分为人机接口和保护两大部分，因此相应的软件也就分 为接口软件和保护软件两大部分。 （一）接口软件 接口软件是指人机接口部分的软件，其程序可分为监控程序和运行程序。 监控程序主要是键盘命令处理程序，是为接口插件（或电路）及各CPU保护插件 （或采样电路）进行调试和整定而设置的程序。 运行程序由主程序和定时中断服务程序构成。主程序主要完成巡检（各CPU保 护插件）、键盘扫描和处理及故障信息的排列和打印。定时中断服务程序包括了以 下几个部分：软件时钟程序；以硬件时钟控制并同步各CPU插件的软时钟程序；检 测各CPU插件启动元件是否动作的检测启动程序。所谓软件时钟就是每经1.66ms 产生一次定时中断，在中断服务程序中软计数器加1，当软计数器加到600时，秒计 数器加1。
二、微机保护的硬件结构
一般典型的微机保护装置的硬件结构由数据采集系统、保护微机系统和管理微 机系统、开关量输入输出电路和稳压逆变电源四部分构成
例
线路RCS-943A微机线路保护硬件结构
1.ADC式数据采集系统
2.电压频率变换式（VFC）数据采集系统
微机系统
主要任务:完成数值测量、计算、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有各种远方功能，它包括发送保护信息并上传给变 电所微机监控系统，接收集控站、调度所的控制和管理信息。 CPU进行保护的逻辑运算及出口跳闸，同时完成事件记录、录波、打印、保护 部分的后台通讯及与人机CPU的通讯。 DSP（digital singnal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信 号来处理大量信息的器件。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）是Complex PLD的简称,一种较 PLD为复杂的逻辑元件。 EPROM是紫外线擦除的可编程只读存储芯片。其片内存放着微机保护的程 序。 EEPROM是电擦除、电改写的只读存储器芯片。用于存放微机保护的定值。 RAM为静态随机存储芯片。用于存放微机保护中的采样数据、中间结果、各 种标志，各种报告等内容。
三、微机保护控制字说明
1、RCS-943A运行方式控制字
RCS-943A运行方式控制字sw (n) 1 2 3 4 5 整定“1”表示投入，“O”表示退出。 0．1 0．1 0．1 0．1 0．1 投纵联差动保护 TA断线闭锁差动 主机方式 专用光纤 通道自环试验
6
8 9 10 11 12 ．．．．．．
远跳受本侧控制
I段接地距离 投Ⅱ段接地距离 投Ⅲ段接地距离 投I段相间距离 投Ⅱ段相间距离
0．1
0．1 0．1 0．1 0．1 0．1
2、WXH-801／D及WXH-801／A单接点方式纵联方向保护定值清单
名称 控制字 （KGZ） TV变比 TA变比 零序电抗补偿系数 零序电电阻补偿系数 ll00～7500 20～5000 O～10 O～10 整定范围 备注