微机保护的硬件构成

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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。

第2章 微机保护基础(1)

第2章 微机保护基础(1)

1、电压变换器(UV)
电压变换器原理接线如图2-11所示,UV原方与电压互感器相 联,TV二次侧有工作接地,UV副方的“直流地”为保护电源 的0V,电容C容量很小,起抗干扰作用。
图2-11 电压变换器应用
2、电流变换器(UA)
电流变换器与电压变换器不同,从UA原方看进去,输入阻抗 很小,对于负载而言UA可以看成一个电流源。电流变换器应 用接线如图2-12所示。
图2-4 采样保持过程示意图
2) 采样频率的选择
采样间隔Ts 的倒数称为采样频率fs。
采样频率越高,要求CPU 的运行速度越高。 因为微机保护是一个实时系统,数据采集系 统以采样频率不断地向微型机输入数据,微 型机必须要来得及在两个相邻采样间隔时间 Ts内处理完对每一组采样值所必须做的各种 操作和运算,否则CPU 跟不上实时节拍而无 法工作。相反,采样频率过低,将不能真实 地反映采样信号的情况。 采样函数为一周期信号,采样间隔Ts太大,就 会有一部分相互交迭,新合成的X(f)*G(f)图 形与X(f)/Ts不一致,这种现象称为迭混。 为了避免迭混以便采样后仍能准确地恢复原 信号,采样频率fS必须大于信号最高频率fC 的两倍,即fS>2fC,这就是采样定理。

<1>采样频率的方式选择
<2>.对多个模拟输入信号的采样方式
微机继电保护绝大多数的算法都是基于多个 模拟输入信号(如三相电压、三相电流等) 采样值进行计算的。如何对多个信号进行采 样,根据多个模拟输入信号在采样时刻上的 对应关系,可分别采用以下三种采样方式: 1、同时采样 2、顺序采样 3、分组同时采样



MAX125内部结构图
2.1.1
模拟数据采集系统

微机保护装置构成..

微机保护装置构成..

模拟量输入/输出回路 模/ 数 变换 模拟量 输入变换 放大驱动
来 自 TA 、 TV 的电流、电 压
数/模 变换
开关量输入/输出回路 光 电 隔 离 开关量输入 信号处理 开关量 输 出 电 路 开关量输入 去执行元件
变 电 站 测 控 对 象
打印机接口
并行 接口
二、保护与测控装置的箱体
保护与测控装置:均采用机箱式结构, 且每套装置由一个或几个箱体组成。
开入量:断路器、隔离开关的状态 (合、断);变压器分接头的位置; 开出量:保护出口及告警信息等。
作用:
开关量输入回路完成外部 接 点的输入; 开关量输出回路完成各种保 护出口跳闸输出、告警信号输出。
开关量输入、输出回路主要元件
并行口芯片、光电耦合芯片、 中间继电器等。
(四)人机对话电路 作用: 用于人机对话.
作用:完成算术及逻辑运算,以 实现继电保护、测控、管理等功能。
构成:通常由微处理器CPU、存 储器、定时器/计数器、Watchdog及 接口芯片等组成。
DSP和一般的CPU不同:
体系结构 标准化和通用性 流水线结构: 快速乘法器: DSP可以在一个时钟周期内可以完成的 工作量。 低功耗:
2.存储器
组成:主要包括打印、显示、键 盘及信号灯、音响或语言告警等。 内部仍为计算机系统。
(五)通信接口
作用:主要是完成自动化装置间通信 及信息远传.
(六)电源
作用:提供整个装置所需的直流稳压 电源。
微型机系统 微处理器( CPU ) 存储器 WATCHDOG 定时器 人机对话回路 本地操作人员 打印机 通信接口 至其他微机 系统通信 信息远传 通用数 字接口 调制解调器 人机交 互接口
一、微机保护测控装置的典型 硬件结构

微机保护.ppt

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1 微机保护装置的硬件构成
微机保护的硬件组成部分

数据采集系统


CPU主系统
输入、输出系统
人机接口与通讯系统
电源系统
电 力 系 统
信号处理
采样及 A/D转换
跳闸信号
CPU
运 行 人 员
打印机
主 系 统
键盘、鼠标
微机保护硬件构成示意图
1 微机保护装置的硬件构成
数据采集系统

以A/D转换器为核心的数据采集系统

6 模数转换器
逐次逼近式A/D 的原理
U s r
D / A
U R
U i
+
控 制 器
比 较 器
数 字 设 定 器
数 字 量 输 出
6 模数转换器
4位A/D的逐次逼近法
第一次设定数字量 1000
第二次设定数字量
UA>Usr 1100
UA<Usr 0100
第三次设定数字量
UA>Usr 1110
UA<Usr 1010

数 据 采 集 系 统 1
高频保护 单片机
综合重合闸 单片机 跳闸
模拟量输入
数 据 采 集 系 统 2 零序电流保护 距离保护 单片机
逻 辑
信号
零序电流保护 单片机
多CPU微机保护硬件逻辑图
1 微机保护装置的硬件构成
开关量输入、输出系统

主要完成外部接点输入计算机,各种保护的 出口跳闸、信号报警和人机对话等功能。 微机保护的人机接口由键盘、液晶显示器、 打印机等构成。 通信系统使得微机保护与综合自动化系统通 信,实现远程监控。
模 拟 量 输 入

微机继电保护硬件系统的构成与原理

微机继电保护硬件系统的构成与原理

图4 采样保持电路原理
它由一个电子模拟开关K,电容C以及两个阻抗变换 器组成。开关K受逻辑输入端电平控制。在高电平时 K闭合,此时,电路处于采样状态,C迅速充电或放 电到电容上电压等于该采样时刻的电压值(Ui)。K的 闭合时间应满足使C有足够的充电或放电时间即采样 时间。为了缩短采样时间,这里采用阻抗变换器l, 它在输入端呈现高阻抗,输出端呈现低阻抗,使C上 电压能迅速跟踪等于Ui值。K打开时,电容C上保持 住K打开瞬间的电压,电路处于保持状态。同样为了 提高保持能力,电路中亦采用了另一个阻抗变换器2, 它对C呈现高阻抗。采样保持的过供电1班 第四组
§1.1 微机保护装置硬件系统构成
微机保护装置硬件系统包含以下五个部分: (1)数据采集单元即模拟量输入系统。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块,完成将模拟输入量准确地转换为所需 的数字量的功能。 (2)数据处理单元即微机主系统。包括微处理器、只读存储器、随机存取 存储器以及定时器等.微处理器执行存放在只读存储器中的程序,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)数字量输入/输出接口即开关量输入输出系统。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、A/D转换芯片及继电器所需的电源。 保护装置的硬件示意图如下所示 :
图5 采样保持过程示意图 Tc为采样脉冲宽度,Ts为采样周期(或称采样间隔)。可见, 采样保持输出信号已经是离散化的模拟量,再经A/D转换后就成 为离散化的数字量。
图5所示采样间隔Ts的倒数称为采样频率fs。采 样频率的选择是微机保护硬件设计中的一个关 键问题。采样频率越高,要求微处理器的速度 越高。因为微机保护是一个实时系统,数据采 集系统以采样的频率不断地向微处理器输入数 据,微处理器必须要来得及在两个相邻采样间 隔时间Ts内处理完对每一组采样值所必须作的 各种操作和运算,否则,微处理器将跟不上实时 节拍而无法工作。相反,采样频率过低,将不 能真实反映被采样信号的情况。

第三章 微机继电保护基础

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。

微机保护的硬件结构

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
• • • •

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。

珠海欧力微机保护

珠海欧力微机保护

珠海欧力微机保护1具体介绍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(现已基本实现,尚需发展),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。

2运行原理微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。

目前数字核心的主流为嵌入式微控制器(MCU),即通常所说的单片机;输入输出通道包括模拟量输入通道(模拟量输入变换回路(将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D 转换的电压量,±2.5V、±5V或±10V)、低通滤波器及采样、A/D转换)和数字量输入输出通道(人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等)。

3保护类型保护的种类一般有进线保护、出线保护、母联分段保护、进线或母联备自投保护、厂用变压器保护、高压电动机保护、高压电容器保护、高压电抗器保护,差动保护,后备保护,PT 测控装置等。

保护功能有: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。

4微机继电保护测试仪微机保护其中还有微机继电保护测试仪,它是一个新型智能化测试仪器,以前的继电保护试验工具主要是用调压器和移相器组合而成,体积笨重,精度不高,已不能满足现代微机继电保护的校验工作。

随着科学技术的不断发展,微机继电保护已广泛运用于线路保护,主变差动保护,励磁控制等各个领域,变电站综合自动化已成为主流。

5珠海欧力微机保护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。

微机保护硬件组成及作用

微机保护硬件组成及作用

现场微机保护装置:采用微机来实现的保护称为微机保护,具有如下优点:(1)可靠性高;(2)灵活性强;(3)性能改善,功能易于扩充;(4)维护调试方便;(5)有利于实现变电站综合自动化微机保护装置从功能上可以分为六个部分,如图所表示:各部分的功能如下:1.模拟量输入系统(数据采集系统)——采集由被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号,将此信号经过滤波,然后转换为所需的数字量。

2.CPU主系统——包括微处理器CPU,只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)及定时器(TIMER)等。

CPU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,并与存放于E2PROM中的定值比较,以完成各种保护功能。

3.开关量输入/输出回路——由并行口、光电耦合电路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、信号指示及外部接点输入等工作。

4.人机接口部分——包括打印、显示、键盘、各种面板开关等,其主要功能用于人机对话,如调试、定值调整等。

5.通讯接口——用于保护之间通讯及远动。

6.电源——提供整个装置的直流电源。

所谓开关量,就是只有两种状态的量,包括不带电位的接点位置(接通或断开)及只有高低两种电位的逻辑电平。

3.3.1开关量输入回路开关量输入大多数是接点状态的输入,可以分成两类:一是安装在装置面板上的接点,另一类是从装置外部经过端子排引入装置的触点。

第一类接点,与外界电路无联系,可直接接至微机的并行接口如图(a)所示,也可以直接与CPU的输入接口线相连。

在初始化时规定图中可编程并行接口的PA0为输入口,CPU可以通过软件查询,随时知道外部接点S的状态。

当S未被按下时,通过上拉电阻使PA0为5V,S按下时,PA0为0V。

因此CPU通过查询PA0的电平为“0”或为“1”,就可以判断S是处于断开还是闭合状态。

第二类接点由于与外电路有联系,需经光耦器件进行隔离,以防接点输入回路引入的干扰,其原理接线如图(b)所示。

微机保护复习资料

微机保护复习资料

微机保护复习资料A卷一、填空题(每空格1分,共13分)1.微机保护的硬件一般包括数据采集系统、 CPU主系统、开关量输入/输出系统三部分。

2.评价算法优劣的主要标准是速度和精度。

3.微机保护的算法分为基本算法和继电器算法两大类。

4.微机保护中的阻抗元件多采用多边形特性,其优点是抗过渡电阻能力强。

5.微机保护中输入信号的电平变换作用是使输入信号与微机模入通道电平相匹配,同时实现装置内部的电隔离。

二、判断题(每小题1分,共9分)7.微机保护的调试周期比常规保护的调试周期长。

(×)8.微机保护只是实现方式与常规保护不同,不能从根本上改善保护的性能。

(×)9.微机保护中采样频率越高越好。

(×)10.微机保护中采样保持器的保持电容越大越好。

(×)11.在微机保护中,过渡电阻对不同安装地点的保护,其影响是不同的。

(√)12.微机保护的基本算法是构成保护的数学模型。

(√)三、选择题(每小题1分,共14分)16.负序电流整定往往用模拟单相接地短路的方法,因为单相接地短路时负序电流分量为短路电流的( C )。

A. 3倍B. 2倍C. 1/3倍D. √3倍17.微机保护一般都记忆故障前的电压,其主要目的是( B ).A.事故后分析故障前潮流B.保证方向元件的方向性C.录波功能的需要D.微机保护录波功能的需要18.微机保护中,每周波采样20点,则( A )。

A.采样间隔为1ms,采样率为1000HzB.采样间隔为5/3ms,采样率为1000HzC.采样间隔为1ms,采样率为1200HzD.采样间隔为1ms,采样率为2000Hz19.当系统的频率高于额定频率时,方向阻抗继电器最大灵敏角( A )。

A. 变大B. 变小C. 不变D. 不确定20.三段式电流保护中,灵敏度最高的是( A )。

A. Ⅲ段B. Ⅱ段C. Ⅰ段D. 都一样21.系统频率降低时,可以通过( CD )的办法使频率上升。

微机保护装置的硬件原理

微机保护装置的硬件原理

微机保护装置的硬件原理1.电压电流采样和信号调理:微机保护装置通过安装在电力系统中的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样。

采样的模拟信号经过滤波、放大、保持等各种处理电路,转换为数字信号,经过数据处理和分析。

2.AD转换和DSP处理:采样信号经过模数转换器(ADC)转换成数字信号,然后送入数字信号处理器(DSP)。

DSP是微机保护装置的核心处理器,它能够高效执行各种复杂的算法,如差动、过流、过压、欠压等等。

DSP还可以实时采集、分析和存储数据,并与外部通信模块交互。

3.数据传输和通信:微机保护装置通常与电力系统交换信息,以便实时监测和保护。

通信模块可以是串行方向、以太网或光纤等多种方式。

通过通信模块,保护装置可以接收来自其他设备的控制信号,也可以将故障信息发送给监控中心或其他装置。

4.保护算法:微机保护装置内置了多种保护算法,用于识别电力系统中的各种故障和异常情况。

常见的保护算法包括差动保护(用于检测设备内部短路故障)、过流保护(用于检测额定电流以上的电路过流故障)、过压保护(用于检测设备额定电压以上的电压异常)等。

这些算法通过对采集的信号进行实时分析和比较,确定故障类型,并触发相应的保护动作。

5.控制和输出接口:保护装置通常还具有控制和输出接口,用于与其他设备或系统进行交互。

控制接口可以接收来自其他设备或系统的控制信号,如远方信号、故障信号等,并实施相应的动作。

输出接口则可以控制蜂鸣器、继电器等设备,实现报警、断路等操作。

综上所述,微机保护装置的硬件原理涉及到电压电流采样、信号调理、AD转换、DSP处理、数据传输和通信、保护算法、控制和输出接口等方面。

它通过采集、处理和分析电力系统的信号数据,并按照预设的保护算法进行相应的保护动作,有效地保护电力系统设备的安全运行。

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

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。

微机保护原理

微机保护原理

近三十年来,计算机技术发展很快,计算机的应用已广泛而深入的影响着科学技术、生产、和生活的各个领域。

它给各部门的面貌带来了巨大的并且往往是质的变化。

计算机技术同样影响到继电保护技术的发展。

传统的继电保护基本上已被新型的微机保护所替换。

下面简单介绍一下微机保护。

一、微机保护装置的构成微机保护与传统继电保护的最大区别就在于前者不仅有实现继电保护功能的硬件电路,而且还必须有保护和管理功能的软件———程序;而后者则只有硬件电路。

微机保护装置的硬件构成可分为四部分:数据采集、微型计算机模块、开出开入、人机接口、其它(通讯,电源等)。

(一)数据采集传统保护是把电压互感器(TV)二次侧电压信号及电流互感器(TA)二次电流信号直接引入继电保护装置,或者把二次电压、电流经过变换(信号幅值变化或相位变化)组合后再引入继电保护装置。

因此,无论是电磁型、感应型继电器还是整流型、晶体管型继电保护装置都属于反应模拟信号的保护。

尽管在集成电路保护装置中采用数字逻辑电路,但从保护装置测量元件原理来看,它仍属于反应模拟量的保护。

而微机保护中的微机则是处理数字信号的,即送入微型计算机的信号必须是数字信号。

这就要求必须有一个将模拟信号变换成数字信号的系统,这就是数据采集系统的任务。

(二)微型计算机模块微型计算机是微机保护装置的核心。

数字信号采集进来后对其进行数字虑波,然后通过各种不同的算法对其进行计算处理,逻辑判断,动作出口,事故纪录等等处理。

目前计算机保护的计算机部分都是由微型计算或单片微型计算机构成的,这也是微机保护名称的由来。

由一片微处理器配以程序存贮器、数据存贮器、接口芯片(包括并行接口芯片、串行接口芯片)、定时器、计数器芯片等构成的微机系统称为单微机系统。

而在一套微机型保护装置中有两片或两片以上的微处理器构成的微机系统则称为多微机系统。

由单片微型计算机配以部分接口芯片也可以构成微机系统。

同样地,在一套微机保护装置中仅有一个微处理器称为单微机系统,而在一套保护装置中有两片或两片以上微处理器则称为多微机系统。

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微机保护的硬件构成
各部分结构及功能如下:
1模拟量输入系统(数据采集系统)
微机系统只能识别数字量,保护所反应的电流、电压等模拟信号需转换为相应的微机系统能接受的数字信号。

2数据处理单元(CPU系统 )
CPU主系统——包括微处理器CPU,只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)及定时器(TIMER)等。

CPU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,并与存放于E2PROM 中的定值比较,以完成各种保护功能用来分析计算电力系统的有关电量和判定系统是否发生故障,然后按照既定的程序动作。

这是微机保护装置的核心,一般包括:微处理器(CPU)、存储器、定时器等。

CPU是微机系统自动工作的指挥中枢;存储器是用于保存程序和数据;定时器用于触发采样信号,在V/F变换中,是频率信号转换为数字信号的关键部件。

3开关量输入/输出系统
由并行口、光电耦合电路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、信号指示及外部接点输入等工作。

输入系统用于采集有接点的量(如瓦斯保护、温度信号等)作为开关量输入;执行通过开关量输出,起动信号、跳闸继电器等,完成保护各种功能。

4人机对话接口
包括打印、显示、键盘、各种面板开关等,其主要功能用于人机对话,如调试、定值调整等。

用于调试、定值整定、工作方式设定、动作行为记录、与系统通信等。

包括:打印、显示、键盘及信号灯、音响或语言告警等。

5通讯接口
用于保护之间通讯及远动。

6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。

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