最新8微机保护基础知识汇总

合集下载

电气系统继电保护微机保护基础讲义

电气系统继电保护微机保护基础讲义
电气系统继电保护微机保护基础
10.2.2 微机保护装置硬件系统构成
微机保护装置硬件系统按功能可分为如下五个部分 (l)数据采集单元。包括电压形成和模数转换等模块,完 成将模拟输入量准确地转换为数字量的功能; (2)数据处理单元。包括微处理器、只读存储器、随机存 取存储器、定时器以及并行口等。微处理器执行存放在程序存 储器中的保护程序,对由数据采集系统输入至随机存取存储器 中的数据进行分析处理,以完成各种继电保护的功能; (3)开关量输入/输出接口。由若干并行接口、光电隔离 器及中间继电器等组成,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; (4)通信接口。包括通信接口电路及接口以实现多机通信 或联网; (5)电源。供给微处理器、数字电路、模数转换芯片及继 电器所需的电源。一种典型的保护装置的硬件结构示意图如图 10.2所示。
(2)模拟低通滤波器(ALF) 电力系统在发生故障时,其电流、电压中一般均含有较高 的频率成分。而口前微机保护原理大都是反映工频分量的,同 时,任何实际的A/D 变换器所能达到的最高采样频率总是有限 的。因此,需要在采样之前将信号频率限制在一定频率之下。 即限制输入信号的最高频率。 要限制输入信号的最高频率,只需要在采样前用一个模拟 低通滤波器,将1/2采样频率以上的信号频率分址滤掉。模拟低 通滤波器可以采用无源或有源的。图10.6为模拟低通虚波器。
第二步由控制电路置Z2=“l”,这时,R—2R网络的输 出V0=V01+V02(这是对应Z1=“l”的情况。如果Z1=“O”,则 V0=V02)。比较器第二次比较V0与VA的大小,并同第一次一样, 根据比较结果,决定Z2保留“1”还是清“0”。如此进行十 一次比较后,可在一定误差范围内达到VA=V0,这时,寄存在 Z1~Z11中的11位二进制数与VA成比例,它就是A/D转换后得 到的数字量。

第 3章 微机保护基础知识课件

第 3章 微机保护基础知识课件
第 3 章 微机保护基础知识
微机保护基础知识
1 2018/11/27
内容与要求
硬件组成 数据采集系统 原理 基本算法 软件结构 抗干扰的措施

• 硬件组成需要了解,最终 的目标是要掌握微机保护 的接线。 • 基本算法与软件组成是重 点内容,是实现继电保护 原理的方法。 • 抗干扰措施是微机测控系 统的通用方法,具有普遍 意义,需要了解。
x(t )
t
f s f0
fs 3 f0 2t混叠 混叠 Nhomakorabeat
f s 2 f0
t
正确
15 2018/11/27
微机保护基础知识
(3)ALF和采样频率
若要不丢掉信息地对输入信号进行采样,就必须 结论 满足fs≥2f0。
采样定理
若输入信号x(t)含有各种频率成份,其最高频率为 fmax,若要对其不失真地采样,或者采样后不产生 频率混叠现象,采样频率必须不小于2fmax,即 fs≥2fmax。
微机保护基础知识
5 2018/11/27
微机保护硬件组成
数据采集系统
BUS CPU主系统
开关量系统
TV TA 二 次 侧 来
电压形成 模 数 变 换 电压形成 键盘 电源部分 串行通讯SIO 显示设备 打印机 并行 接口 PIO
光耦
开入量
光耦
开出量
人机对话
微机保护基础知识
6 2018/11/27
微机主系统
2 2018/11/27
微机保护基础知识
学习方法



掌握基本原理 用计算机方法实现电 流保护,在实践中提 高对微机保护的认识 要将保护的基本算法 与具体继电保护原理 结合

微机保护基础

微机保护基础
理想电路元件:具有某种确定的电磁性质,其特点能够用数学的手 段来精确地定义的基本模型,称为电路元件。

第一节 电压源和电流源 一、电压源 1.电压源的定义 电压源:与任一电路连接后,其两端的电压us总能保持 规定值,而与通过它的电流大小无关的二端元件。
电压源的基本特性: (1)其端电压由自身确定,是它本身所固有的,与流 过它的电流无关,即与其所接的外电路无关; (2)其电流不是完全由它本身所确定的,而是随其所 接外电路改变而改变的。
图10.1 传统继电保护装置的原理结构图
各基本部分的作用是: (l)测量部分是测量与被保护设备工作状态(正常状态、 故障状态或不正常工作状态)相关的电气量,并与给定的整定 值比较,从而判断保护是否应该起动。 (2)逻辑部分是根据各测量元件输出量的大小、性质、组 合方式、出现的顺序,来判断被保护设备的工作状态,以决定 保护是否应该动作。 (3)执行部分是根据逻辑部分传送的信号,执行保护装置 所承担的任务。如内部故障时动作于跳闸;不正常运行时发出 报警信号;正常运行时不动作等。
(4)保护性能易于改善 对于相同的硬件,可以通过算法的不同,实现不同的保 护。这样,也就可以通过改善算法来不断完善保护性能,而 不需要改动硬件。通过软件算法的改善,可以较好地解决原 有模拟继电保护装置无法解决的一些问题。
(5)便于远方监控 目前的微机保护装置均设有通信接口,这样可以方便地 将各地保护装置纳入变电站综合自动化系统,可以实现远方 修改定值与投切保护装置。
(7)经济性好 微处理器和集成电路芯片的性能不断提高而价格一直在下降,而 电磁型继电器的价格在同一时期内却不断上升。而且,微机保护装置 是一个可编程序的装置,它可基于通用硬件实现多种保护功能,使硬 件种类大大减少。这样,在经济性方面也优于传统保护。

分享微机继电保护装置基础知识

分享微机继电保护装置基础知识

分享微机继电保护装置基础知识简介:微机继电保护装置是用于测量、控制、保护、通讯为一体化的一种经济型保护。

组成:微机继电保护的硬件是一台计算机,由硬件、软件组成,各种复杂的功能是由相应的程序来实现。

用简单的操作就可以检验微机的硬件是否完好。

同时,微机继电保护装置具有自诊断功能,对硬件各部分和存放在EPROM中的程序不断进行自动检测,一旦发现异常就会报警。

通常只要接通电源后没有报警,就可确认装置是完好的,从而大大减轻运行维护的工作量。

计算机在程序指挥下,有综合分析和判断能力,而微机继电保护装置可以实现常规保护很难办到的自动纠错,自动识别和排除干扰,防止由于干扰而造成误动作。

另外,微机继电保护装置有自诊断能力,能够自动检测出计算机本身硬件的异常部分,配合多重化可以有效地防止拒动,因此可靠性很高。

使用微型计算机可以在系统发生故障后提供多种信息。

如保护各个部分的动作顺序和动作记录,故障类型和相别及故障前后电压和电流的波形记录等,还可以提供故障点到保护安装处的距离。

这样有助于运行部门对事故的分析处理。

由于微机继电保护的特性主要由程序决定,所以不同原理的保护可以采用通用的硬件,只要改变程序就可以改变保护的特性和功能,因此可灵活地适应于电力系统运行方式的变化。

微机继电保护装置的特点:1、用于可根椐实际运行的需要配制相应保护,真正实现用户“量身定制”。

2、各种保护功能相对独立,保护定值、实现、闭锁条件和保护投退可独立整定和配制。

3、可以满足库存配制有二十几种保护,满足用户对不同电气设备或线路保护要求。

4、自定义保护功能,可实现标准保护库中未提供的特殊保护,最大限度满足用户要求。

5、保护功能实现不依赖于通讯网络,满足电力系统保护的可靠性。

微机继电保护装置的优点:1、集保护、测量、监视、控制、人机接口、通信等多种功能于一体;代替了各种常规继电器和测量仪表,节省了大量的安装空间和控制电缆。

2、采用32位数字信号处理器(DSP),具有先进内核结构、高速运算能力和实时信号处理等优良特性。

微机保护

微机保护

微机保护概述:应用微型计算机或微处理机构成的继电保护。

1965年已开始计算机保护的研究工作,但由于在价格、计算速度和可靠性方面的原因,发展缓慢。

70年代初、中期,大规模集成电路技术的飞速发展,微型计算机和微处理机问世,价格大幅度下降,计算速度不断加快,可靠性也大为提高,微机继电保护的研制随之出现高潮,到70年代后期已趋于实用。

微机继电保护的输入信号是电力系统的模拟量,而计算机只能对数字量进行计算和判断,因此由电力系统经电压互感器和/或电流互感器输入的模拟量必先经过预处理继电保护在大部分情况下取用输入信号中的基波模拟量。

根据采样定理,如被测信号频率(或要求保留的最高次谐波频率)为,则采样频率必须大于2,[kg1]否则由采样值不可能拟合还原成原来的曲线。

对于那些大于0.5频率的谐波分量,必须在进入采样器之前,利用模拟式低通滤波器(前置模拟滤波)将其滤掉。

由于输入信号常常有多个,故设置多路转换器将输入模拟信号逐个交与A/D 变换器转化成数字量这些数字量应在存储器中按先后顺序排列,以便后续功能处理程序取用。

4 微机继电保护原理随着计算机技术及网络技术的迅速发展,微机继电保护由于其具有比传统继电保护装置更显著的优势,在电力系统中得到了广泛的应用。

目前,在新建电气化铁道供电系统中的牵引网馈线、牵引变压器、并联电容器补偿装置均采用了微机保护装置。

本章讲述微机保护原理基础知识,主要包括硬件结构、数据采集、数字滤波、特征量和保护动作判据的算法、软件流程、抗干扰措施及微机保护的发展趋势等的内容。

4.1 概述4.1.1 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,微机除了用作故障分析和保护动作性能分析外,20世纪60年代末期已经提出用计算机构成保护装置的倡议。

分享微机继电保护装置基础知识

分享微机继电保护装置基础知识

分享微机继电保护装置基础知识1. 继电保护基本概念1.1 继电保护在电力系统中的作用地理分散的发电厂通过输电线路、变压器和变电所等相互连接形成电力系统,它包括发电、输电、配电、用电等4个环节。

电力系统输配电网络分几个电压等级,在传输距离和传输容量一定的条件下,选用的电压等级越高,则线路电流越小,相应线路的功率损耗和电压损耗也越小,但相应的绝缘要求也越高,造价也越高。

一般来说,传输功率越大、传输距离越远,所选用的电压等级也越高。

现阶段我国电力系统主要电压等级有750KV、500KV、330KV、220KV、110KV、35KV等。

电力系统输电是三相制的,分别称为A相、B相和C相,相与相、相与地之间是绝缘的。

正常运行时电力系统A相、B相和C相的电流、电压是50HZ正序交流量,即三相幅值相等,相位是A相超前B相120度,B相超前C相120度,C相超前A相120度。

电力系统出现最多的故障形式就是短路,所谓短路就是一相或多相载流导体接地或相接触,是绝缘损坏造成的。

短路对电力系统的影响主要有以下几个方面:u 短路电流可能达到该回路额定电流的几倍到几十倍甚至上百倍。

当巨大的短路电流流经导体时,将使导体严重发热,造成导体溶化和绝缘损坏。

同时巨大短路电流还将产生很大的电动力作用于导体,使导体变形或损坏。

u 短路时往往同时有电弧产生,高温电弧不仅可能烧毁故障元件本身,也可能烧毁周围设备。

u 短路造成网络电压降低,巨大的短路电流流经电力系统网络造成电压损失增大,越靠近短路点电压降低越多。

当供电地区电压降至额定电压的60%时,如不能快速切除故障就可能造成电压崩溃,引起大面积停电。

u 短路还可能会引起并列运行的发电机稳定性破坏,即使短路切除后,系统也可能振荡。

导致大量甩负荷。

u 不对称短路还将产生负序电流、电压,可能损伤发电机或电动机。

电力系统在运行中,可能发生各种类型的故障运行状态。

最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路,它严重危及设备安全和系统可靠运行。

微机保护总结

微机保护总结

(第一部分是考试要点的总结,第二部分是各章考试重点的总结。

)第一部分:1、微机保护的特点:维护调试方便,可靠性高,易于获得附加功能,灵活性高,保护性能得到了很好的改善。

2、采样定理及其要求:采用低通滤波器,可以消除频率混叠问题,从而降低采样频率;次奥出频率混叠后,采样频率的选择基本取决于保护的原理和算法。

f S 》 2 f max3、 模数转换器逐次逼近法原理:并行接口的PB15~PB0用作输出,有微型机通过该口往16为A/D 转换器试探性地送数。

每送一次数,微型机通过读取并行口的PA0(作为输入)的状态(0或1)来观察试送的16位数位相对于模拟输入量是偏大还是偏小。

如果偏大,即D/A 转换器的输出Usc 大于待转换的模拟输入电压,则比较器输出0,否则为1.通过软件的方法如此不断地修正送往D/A 转换器的16位二进制数,直到找到最近的二进制数值,这个二进制数就是A/D 转换器的转换结果。

4、 两点乘积算法:假定原始数据为纯正弦量的理想采样值()()I s s nT I nT i 0sin 2αω+= ()212πω=-s s T n T n ()()II s s I T n I T n i i 10111sin 2sin 2ααω=+==()I I I s s I I T n I T n i i 110122cos 22sin 22sin 2απαπαω=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++==222122i i I +=211i i tg I =α21122212 2u u tg u u U u =+=α22212221i i u u I U Z ++==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=--21121111i i tg u u tg I U z αααsr(导数法差不多,看书)5、 零极点法设计数字滤波器例:设Ts=5/3ms(即N=12),用零点设计法设计出能同时滤除3次和5次谐波分量的数字滤波器传递函数解: (1)滤3次的因子H3(Z)=1+Z-2(2)滤5次的因子H5(Z)=1+ Z-1+Z-2(这个通过书上(2-54)可以推出来,考试不给直接H (z )的) ()()()4321533231----++++==Z Z Z Z Z H Z H Z H()()()()()()42332213-+-+-+-+=n x n x n x n x n x n y6、 软件上提高保护可靠性的措施1> 抗干扰措施 (1)对输入采样的抗干扰纠错,利用默写输入量之间错在的规律(2)运算过程的校核纠偏:复算,或数据窗移位或复算(3)出口的闭锁:不允许一条指令就出口;中间加入核对程序(4)程序出格的自恢复。

微机保护基础知识

微机保护基础知识

电流/电压接线端子 Xe
4、 EDCS-6000I型 装置正视图
人机显示界面
状态指示区
键盘操作区
5、 EDCS-6000I型 装置后视图
工作电源指示区
状态量接线端子 Xb
电流接线端子 Xd
报警/控制接线端子 Xh
工作电源开关
控制输出接线端子Xf
工作电源接线端 子Xa 控制输出接线端子Xc 电流/电压接线端子 Xe
BUS CPU主系统
模拟量输入系统
TV TA 二 次 测 来
电压形成
光耦 模 数 变 换
M
电压形成 串行通讯SIO
开出量
开 关 量 输 入 输 出 系 统
键盘 显示设备 打印机
人 机 对 话
三、模拟量输入系统的方式: (1)逐次逼近式A/D转换 (2)电压/频率变换(VFC)
五、微机保护的基本操作
1、保护的投、退操作 有压板者操作压板;无压板者操作直流电源。 2、定值修改 运行人员主要是切换定值区( 0~9 )。定值修改则由 继电保护人员在调试状态下完成。 3、故障处理
故障发生—观察现象(解除音响、闪光变平光等)—记 录现象(汇报)—恢复信号—试运行------。
一、EDCS-6000 装置简介
R1 ui C1
R2 C2 uo
uo ui
0
fs 2
f
4、模拟多路转换开关(MPX) 作用:采用多路转换开关将各通道保持的模拟信号分时接通A/D 变换器。 5、模数转换器(ADC回路) 模数转换器将采样保持回路输出的模拟量变为离散的数字量。 (1)ADC的基本原理 基准电压UR根据A/D转换的位数N,分成2N层基准电压,将输入 的离散模拟量u*(t)与各层基准电压进行比较,层间按照四舍五入 的原则,编成二进制代码的数字信号。 (2)基本概念: 1)分辨率:相邻两层间模拟量的1/2。 2)基本量化单元;相邻两层间的数字量相差为LSB,称为基本量 化单位,这里LSB=001 3)量化误差:在量化过程中由于要进行舍入处理而产生的误差。 (3)数模转换D/A(DAC)原理 作用:是将数字量D转换成模拟量。(模拟参考量)

微机保护基础

微机保护基础

微机保护中常用无源低通滤波器如下图所示:
4.模拟多路转换开关(MPX)

如前所述,微机保护装臵通常是几路模拟 量输入通道公用一个A/D芯片,采用多路转 换开关将各通道保持的模拟信号分时接通 A/D变换器。多路转换开关是电子型的,通 道切换受微机控制。多路转换开关包括选择 接通路数的二进制译码电路和电子开关,它 们被集成在一片芯片中。
不带电位的接点位臵(接通或断开)及只有 高低两种电位的逻辑电平。 开关量输入大多数是接点状态的输入,可以 分成两类:一是安装在装臵面板上的接点,另 一类是从装臵外部经过端子排引入装臵的触 点。
开关量输出回路
开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及 本地和中央信号等。

如上图所示。只要由软件使并行口的PB0输出“0”, PB1输出“1”,便可使与非门Y2输出低电平,发光 二极管导通,光敏三极管激发导通,使继电器K动 作,其接点闭合,启动后级电路。在初始化和需要 继电器返回时,应使PB0输出“1”,PB1输出“0”。 注:1)采用两个与非们,增强了并行口的带负 荷能力及抗干扰能力 2)PB0经一反相器,而PB1却不经反相器, 这样接可防止在拉合直流电源的过程中继电器K的 短时误动 。
该电路实际上可视为一个振荡频率受输入电压UI控制的多谐振荡器。 A1和R1C组成积分器,A2为零电压比较器。 当积分器的输出电压Ua下降到0V时,零电压比较器发生跳变,触发脉冲发生器, 使之产生一个宽度为T0的脉冲。在T0期间,模拟开关S打向负参考电压-UR .
开关量输入、输出系统
所谓开关量,就是只有两种状态的量,包括
5.实行联网

对电网厂站的微机保护装臵进行联网,可 以对微机保护装臵的运行状态实行在线监控, 提高了微机保护运行的可靠性。

(电力知识)微机保护基础名词解释

(电力知识)微机保护基础名词解释

微机保护基础名词解释微机保护基础名词解释1.电流速断保护:故障电流超过保护整定值无时限(整定时间为零),立即发出跳闸命令。

2.电流延时速断保护:故障电流超过速断保护整定值时,带一定延时后发出跳闸命令。

3.过电流保护:故障电流超过过流保护整定值,故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。

4.过电压保护:故障电压超过保护整定值时,发出跳闸命令或过电压信号。

5.低电压保护:故障电压低于保护整定值时,发出跳闸命令或低电压信号。

6.低周波减载:当电网频率低于整定值时,有选择性跳开规定好的不重要负荷。

7.单相(接地)保护:当一相发生接地后对于接地系统,发出跳闸命令,对于中性点不接地系统,发出接地报警信号。

当流过(变压器)、中性点线路或(电动机)绕组,线路两端电流之差变化超过整定值时,发出跳闸命令称为纵差动保护,两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时,发出跳闸命令称横差动保护。

9.距离保护:根据故障点到保护安装处的距离(阻抗)发出跳闸命令称为距离保护。

10.方向保护:根据故障电流的方向,有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。

11.高频保护:利用(弱电)高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。

12.过负荷:运行电流超过过负荷整定值(一般按最大负荷或设备额定功率来整定)时,发出过负荷信号。

13.瓦斯保护:对于油浸变压器,当变压器内部发生匝间短路出现(电气)火花,变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯(继电器),故障严重,瓦斯气体多,冲击力大,重瓦斯动作于跳闸,故障不严重,瓦斯气体少,冲击力小,轻瓦斯动作于信号。

变压器、电动机或(发电)机过负荷或内部短路故障,出现设备本体温度升高,超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。

15.主保护:满足(电力)系统稳定和设备(安全)要求,出现故障后能以最快速度有选择性的切除被保护设备或线路的保护。

16.后备保护:主保护或(断路器)拒动时,用来切除除故障的保护。

微机保护复习资料

微机保护复习资料

微机保护复习资料微机保护复习资料随着科技的不断发展,微机在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

无论是在家庭中的个人电脑,还是在工作场所的办公电脑,微机都成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。

然而,随之而来的问题是,我们如何保护好我们的微机,使其在使用过程中不受到任何损害呢?本文将为大家提供一些微机保护的复习资料,希望能够帮助大家更好地了解和掌握这方面的知识。

首先,我们来谈谈微机的硬件保护。

微机的硬件是构成微机系统的重要组成部分,包括主机、显示器、键盘、鼠标等。

为了保护好这些硬件设备,我们需要注意以下几点。

首先,要注意保持微机硬件设备的清洁。

定期清理微机设备表面的灰尘和污垢,可以使用软毛刷或吹风机进行清理。

同时,还要注意避免在微机设备周围放置杂物,以免影响散热和正常使用。

其次,要注意合理使用微机设备。

避免长时间连续使用微机,尽量每隔一段时间休息一下,以减少设备的负荷。

另外,在使用微机设备时,要注意避免突然断电或过电压等情况,可以使用稳压器或UPS等设备来保护微机设备。

另外,我们还需要注意保护微机的软件系统。

软件系统是微机正常运行的基础,保护好软件系统是保护微机的重要一环。

下面是一些软件系统保护的要点。

首先,要注意及时更新和升级软件系统。

随着科技的不断进步,软件系统也在不断更新和升级,新版本的软件系统往往能够修复一些漏洞和bug,提高系统的稳定性和安全性。

因此,我们要及时更新和升级软件系统,以保护微机的安全。

其次,要注意安装和使用正版软件。

正版软件经过官方认证,具有较高的安全性和稳定性,而盗版软件则存在着安全风险。

因此,我们要避免使用盗版软件,选择安装和使用正版软件,以保护微机的安全。

另外,我们还可以通过一些额外的措施来加强微机的保护。

比如,我们可以安装杀毒软件和防火墙,及时检测和清除潜在的病毒和恶意软件。

此外,我们还可以定期备份重要的数据和文件,以防止数据丢失。

总之,微机保护是我们在使用微机过程中必须要注意的问题。

微机保护原理(硬、软件)

微机保护原理(硬、软件)

微机保护用的模数转换器绝大多数都是应用 逐次逼近法实现的。
PA0 CPU 并 行 口 PB7
电压
uout
8位 D/A
PB0
(a)
uin
模拟
+
比较器
Uc Ux
第一次预测 第三次预测 第四次预测 第二次预测 (1000) (0100)(0110) (0101)
~
t
(b)
5)电压-频率式数据采集系统 VFC式的模数转换是将电压模拟量成比例 地变换为数字脉冲频率,然后由计数器对脉冲 计数,将计数值送给CPU。
0
t
同时采样:每一个采样周期对所有需要采样的 各个通道的量在同一时刻一起采样,叫同时采 样。 为了保持各个输入离散化的同时性对微机继 电保护才有意义。常用的方案是多通道合用 一个A/D转换器,同时采样,依次A/D转换。
通道1 采样保持器1

通道2

采样保持器2
. . . . . .
A/D转换器
转 换 器
⑤ 电源
电源是微机保护装置重要组成部分,通常采用逆变稳压电源。
2、微机保护数据采集系统
A/D式数据采集系统如图所示:
总线
变 换 器
电压形成回路
低通滤波
采样保持 多 路 转 换 开 关
存储器
电压形成回路
低通滤波
采样保持
① 电压形成回路 微机继电保护要从被保护对象的电流、电压互感器处取得相应信息。但 这些二次数值、输入范围对典型的微机继电保护电路却不适用,需要降低 和变换。一般采用变换器来实现变换。(微机保护参数的输入范围土5V或 ±l0V )
数字脉冲波 二进制数字量 总线 电压 形成 浪涌吸收器 VFC 光电隔.5.3 CPU模块工作原理 1)具有ADC变换接口的保护CPU模块原理

微机保护知识

微机保护知识

微机保护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。

一、微机保护的特点及构成1.微机保护的特点(1)维护调试方便。

在微机保护应用之前,布线逻辑的保护装置,调试工作量很大,尤其是一些复杂保护,调试一套保护常常需要一周,甚至更长时间。

因为布线逻辑保护的所有功能,都是由相应的元件和连线实现的,为了确认保护装置的完好,需要通过模拟试验校核所有功能。

而微机保护的各种复杂功能是由软件(程序)实现的,如果经检查,程序与设计时完全一样,就相当于布线逻辑的保护装置的各种功能已被检查完毕。

(2)可靠性高。

微型机、微控制器等在程序指挥下,具有极强的综合分析和综合判断能力。

所以,微机保护可以实现常规保护很难办到的自动纠错,实现自动识别和排除干扰,防止由于干扰造成的误动作。

同时,微机保护的自诊断功能,能够自动检测出本身硬件的异常,配合多重化有效防止拒动,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考核,进一步保证了装置的可靠性。

(3)易于获得附加功能。

采用微机保护,如果配置一台打印机,或者其他显示设备,或通过网络连接到后台计算机监控系统,可以在电力系统发生故障后提供多种信息。

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的电压和电流波形记录等,对于线路保护,还可以提供故障点的位置(测距功能)。

这将有助于运行部门对事故的分析和处理。

(4)灵活性大。

由于微机保护的特性和功能主要由软件决定,而不同原理的保护可以采用通用硬件。

因此,只要改变软件就可以改变保护的特性和功能,从而可以灵活地适应电力系统运行方式的变化和其他要求。

(5)保护性能得到很好改善。

由于微型机、微控制器的应用,很多原有型式的继电保护中存在的技术问题,可以找到新的解决办法。

例如,变压器差动保护如何鉴别励磁涌流与内部故障等问题,都已提出了许多新的原理和解决办法。

可以说,只要找出正常与故障的区别特征,微机保护基本上都能予以实现。

最新8微机保护基础知识

最新8微机保护基础知识
11 2020/10/14
X*(t) 采 样
(2)采样保持(S/H)电路 保持:为保证各通道采样的 同时性,在等待模数转换

的过程中,必须保持采样

值不变。
0 保 Ts 2Ts 3Ts 持 信 号
0 Ts 2Ts 3Ts
微机保护基础知识
nTs t
粉红色为理想值, 红色为实际值。
nTs t
12 2020/10/14
微机保护基础知识
6 2020/10/14
8.2 数据采集系统
基于逐次逼近型A/D转换的采集系统 基于电压/频率变换(VFC)原理进行A/D变换
的采集系统
• 前者包括:电压形成回路、模拟低通滤波器(ALF)、 采样保持回路(S/H)、多路转换开关电路(MPX)及 模数转换回路(A/D)
• 后者包括:电压形成、VFC回路、计数器
键盘 显示设备
打印机
微机保护基础知识
人机对话
5 2020/10/14
微机主系统
微处理器CPU 存储器 并行口 串行口 定时/计数器等
• 需要强调的是,存储器包括
• EPROM-用于存放保护程序,即 软件
• RAM-用于存放运算的中间结果。
• EEPROM-用于存放保护定值, 也可采用FLASH来存放。
0 S(t)
1
X*(t0)
Ts 2Ts 3Ts
0 Ts 2Ts 3Ts
微机保护基础知识
采样:将一个连续时间信号 x(t)变成离散时间信号 x*(t)。
t
TS-采样周期 fS=1/TS-采样频率 nTs t 工频每周期采样点数N为:
nTs t
N= T fs TS f
T-工频周期,20ms f=1/T-工频频率,50HZ

微机保护知识点

微机保护知识点

第一章绪论1.继电保护技术发展历史过程:电磁型、晶体管型、集成电路型、计算机(微机)型2.我国微机保护的发展从硬件上看可分为三个阶段:1)单CPU的8位微处理器构成的微机保护装置:需外部扩展储存器容量较小仅有软件时钟可靠性低2)多个8位单片机组成的多微机系统:总线不引出插件精度速度提高3)16位单片机构成的多微机系统:内部资源丰富具备较完善的通信网络总线不引出芯片3.微机保护特点1)维护调试方便2)可靠性高3)动作正确率高4)易于获得各种附加功能5)保护性能容易得到改善6)使用灵活、方便7)具有远方监控特性第二章微机保护硬件结构4.继电保护的基本结构大致上可以分为三部分:①信息获取与初步加工②信息的综合、分析与逻辑加工、决断③决断结果的执行5.微机保护装置实质是一种依靠单片微机智能地实现保护功能的工业控制装置:①信号输入回路(模拟量、开关量)②单片微机统③人机接口部分④输出通道回路⑤电源6.微机保护装置输入信号主要有两类:开关量、模拟信号7.目前微机保护的数据采集系统主要有两种方案:1)采用逐次逼近原理的A/D芯片构成的数据采集系统2)采用VFC芯片构成的积分式数据采集系统8.变换器:电流变换器(TA),电压变换器(TV),电抗变换器(TL)9.采样保持器的作用:①对各个电气量实现同步采样②在模数变换过程中输入的模拟量保持不变③实现阻抗变换10.微型计算机中的总线通常分为:①地址总线(AB)②数据总线(DB)③控制总线(CB)11.DSP芯片特点:1)在一次指令周期内可完成一次乘法和一次加法2)程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据3)具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持5)快速的中断处理硬件I/O支持6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器7)可以并行执行多个操作8)支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行9)其他通用功能相对单片机较弱第三章微机保护软件原理12.微机保护硬件可分为:人机接口、保护相应的软件也就分为:接口软件、保护软件13.保护软件三种工作状态:运行、调试、不对应状态14.实时性:在限定的时间内对外来事件能够及时作出迅速反应的性15.微机保护算法主要考虑:计算机精度和速度第四章中低压线路保护程序逻辑原理16.选项子程序原理:判别故障相(选项),判定了故障的种类及相别,才能确定阻抗计算应取用什么相别的电流和电压17.电力系统的振荡大致分为:一种静稳破坏引起系统振荡,另一种由于系统内故障切除时间过长,导致系统的两侧电源之间的不同步引起的第五章超高压线路保护程序逻辑原理18.高频闭锁方向保护的启动元件两个任务:一是启动后解除保护的闭锁二是启动发信回路,因此要求启动元件灵敏度高,以防止故障时不能启动发信19.(1)闭锁式高频方向保护基本原理:闭锁式高频方向保护原则上规定每端短路功率方向为正时,不送高频信号。

微机保护基础知识学习指南

微机保护基础知识学习指南
算法;
掌握微机保护的组成及各部分的作用 掌握两种数据采集系统的组成原理
掌握微机保护的基本算法 掌握微机保护硬件的组成原理及保护软件的基本算法;
硬件组成要掌握总体结构,关键对两种不同的数据采集系统原理的理解,从而了解微机保护是如何将模拟量转化为数字量的。
掌握微机保护的组成及各部分的作用
硬件组成要掌握总体结构,关键对两种不同的数据采集系统掌原理握的微理解机,从保而了护解硬微机件保护的是组如何成将模原拟理量转及化为保数护字量软的。件的基本算法;
掌握继电保护算法的推导与特点;
掌握模数转换原理分析;
知识目标 掌握微机保护硬件的组成原理及保护软件的基本算法;
学习内容
CONTENTS
本模块的学习首先要形成微机保护的总体结构,通过硬 件与保护算法两个方面去理解微机的构成。硬件组成要掌握 总体结构,关键对两种不同的数据采集系统原理的理解,从 而了解微机保护是如何将模拟量转化为数字量的。开关量的 输入输出要与保护的抗干扰措施对照学习。
掌握继电保护算法的推导与特点;
掌握微机保护的基本算法 掌握模数转换原理分析; 掌握模数转换原理分析;
了解微机保护CPU系统的组成
掌握两种数据采集系统的组成原理
掌握模数转换原理分析;
掌握微机保护的基本算法
了解微机保护CPU系统的组成
掌握微机保护的基本算法
掌握微机保护的组成及各部分的作用
掌握模数转换原理分析; 掌握模数转换原理分析;
了解微机保护抗干扰的措施;
掌握两种数据采集系统的组成原理
开关量的输入输出要与保护的抗干扰措施对照学习。
本模块的学习首先要形成微机保护的总体结构,通过硬件与保护算法两个方面去理解微机的构成。
掌握两种数据采集系统的组成原理
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

混叠
t
t 混叠
正确
t
14 2020/8/13
(8)ALF和采样频率
结论
若要不丢掉信息地对输入信号进行采样,就必须满 足fs≥2f0。
采样定理
若输入信号x(t)含有各种频率成份,其最高频率为 fmax,若要对其不失真地采样,或者采样后不产生 频率混叠现象,采样频率必须不小于2fmax,即 fs≥2fmax。
(2)采样保持(S/H)电路
要求:
要求1: CH越小越好
1、截获时间尽量短,特别是对快速变化的 输入信号采样更应保证这一点; 2、保持时间要长;
要求2: CH越大越好
8、模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断 时的泄露电流要小。
采样电子开关
ui
CH的大小应当如 何确定呢?
AS 阻 抗


uo
变 换
CH
打印机
微机保护基础知识
人机对话
5 2020/8/13
微机主系统
微处理器CPU 存储器 并行口 串行口 定时/计数器等
• 需要强调的是,存储器包括
• EPROM-用于存放保护程序,即 软件
• RAM-用于存放运算的中间结果。
• EEPROM-用于存放保护定/8/13
基于压频变换(VFC)方式
电压变换、 屏蔽和隔离
电压转化为 频率
TV TA
电压形成



电压形成

VFC
计数器
BUS
VFC
计数器
对脉冲计数,从而完 成对电压的测量
微机保护基础知识
9 2020/8/13
8.2.1基于逐次逼近式A/D转换的模拟
量输入系统 (1)电压形成回路
作用
类型
电流变换器(UA)

TA、TV二次侧电流电压较大,变 化范围也较大,为适应模数转换器
电压变换器(UV) 的转换要求将交流模拟量适当值,
电抗变换器(UR) 以满足精度要求。
• 屏蔽和隔离, TA、TV二次侧过电
压损坏保护装置。
微机保护基础知识
10 2020/8/13
X(t)
(2)采样保持(S/H)电路
扩充; 维护调试方便; 有利于实现变电站综
合自动化。
• 元件少,接线简单,软件一致。
• 投退功能灵活,硬件通用。
• 可以实现复杂继电保护原理,如任意 形状阻抗继电器,功能扩充时可以不 需要更改硬件。
• 微机保护测试仪的应用,缩短了调试 时间。
• 通信与网络功能的加强,可以实现遥 控、遥信、遥测、遥调的“四遥”功 能。
6 2020/8/13
8.2 数据采集系统
基于逐次逼近型A/D转换的采集系统 基于电压/频率变换(VFC)原理进行A/D变换
的采集系统
• 前者包括:电压形成回路、模拟低通滤波器(ALF)、 采样保持回路(S/H)、多路转换开关电路(MPX)及 模数转换回路(A/D)
• 后者包括:电压形成、VFC回路、计数器
采样定理对模拟信号要求(采用模拟低通ALF的原因)
限于CPU运算速度,要限制输入信号的最高频率,只需在
采样前用一个模拟低通滤波器(ALF),滤出fs/2以上的
频率分量。 微机保护基础知识
15 2020/8/13
(8)ALF和采样频率
微机保护现状
目前绝大多数微机保护的采样周期TS为 5/6ms或 5/8ms,即采样频率为1200HZ或600HZ。
微机保护基础知识
3 2020/8/13
8.1 微机保护硬件
模拟量输入系统(或 称数据采集系统)
CPU主系统 开关量输入/输出回路 人机接口回路
通讯回路
电源回路
• 将交流模拟量转为CPU能够处 理的数字量,并要达到隔离与 精度要求。
• 基本通用的微机主系统。 • 接点状态或高低电平的处理。
• 两者各有优点,前者便于满足精度,后者不需要滤波 与采样保持电路
微机保护基础知识
7 2020/8/13
逐次逼近A/D转换方式
电压变换、 屏蔽和隔离
TV TA
电压形成



电压形成

保证数据的 同时性
ALF
S/H
ALF
S/H
滤除高频,降 低采样频率
逐次逼近原理


转 换
A/D


节约A/D转换器
微机保护基础知识
• 便于操作,如键盘、液晶显示、 打印机、信号灯等
• 便于综合自动化。
• 开关电源,要强调抗干扰。
微机保护基础知识
4 2020/8/13
微机保护硬件组成
数据采集系统
BUS CPU主系统
开关量系统
TV
电压形成
TA








电压形成
电源部分
串行通讯SIO
并行 接口
PIO
光耦 光耦
开入量 开出量
键盘 显示设备
变 换
1
S(t)
2
微机保护基础知识
13 2020/8/13
(8)ALF和采样频率
问题 离散信号怎样才能真实反映被采样的连续信号,若 要求不丢失信息,应满足什么条件?
被采样信号x(t)的频率为f0,TS为采样周期,fS为采样频率
x(t)
t
fs f0 3
fs 2 f0
fs 2 f0
微机保护基础知识
8微机保护基础知识
学习方法
掌握基本原理 用计算机方法实现电
流保护,在实践中提 高对微机保护的认识 要将保护的基本算法 与具体继电保护原理 结合
• 要分清楚哪些是基本原理。
• 要利用微机来实现基本算 法。
• 理论联系实践,要既动脑 也动手。
微机保护基础知识
2 2020/8/13
微机保护优点
可靠性高; 灵活性强; 性能改善,功能易于
0 S(t)
1
X*(t0)
Ts 2Ts 3Ts
0 Ts 2Ts 3Ts
微机保护基础知识
采样:将一个连续时间信号 x(t)变成离散时间信号 x*(t)。
t
TS-采样周期 fS=1/TS-采样频率 nTs t 工频每周期采样点数N为:
nTs t
N= T fs TS f
T-工频周期,20ms f=1/T-工频频率,50HZ
每周期采样N=24点或12点。
微机保护基础知识
16 2020/8/13
(8)ALF分类与电路
• 有源ALF • 无源ALF
• 由RC网络加上运算放大器构成,其特性较稳定, 不受时间、温度变化的影响,可以避免采用大电 容,有好的特性及快的速度。
• 无源滤波器通常是由RLC等元件组成,滤波特性受 温度变化发生漂移,而且保护带来延时,在微机 保护ALF中很少应用。
11 2020/8/13
X*(t) 采 样
(2)采样保持(S/H)电路 保持:为保证各通道采样的 同时性,在等待模数转换

的过程中,必须保持采样

值不变。
0 保 Ts 2Ts 3Ts 持 信 号
0 Ts 2Ts 3Ts
微机保护基础知识
nTs t
粉红色为理想值, 红色为实际值。
nTs t
12 2020/8/13
相关文档
最新文档