微机继电保护精品PPT课件
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《微机继电保护》课件
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03 微机继电保护的算法与实 现
微机继电保护的算法分类
01
02
03
04
差分算法
通过比较线路两侧的电流或电 压差值来检测故障，具有简单
、可靠的特点。
傅里叶算法
利用傅里叶变换分析信号频率 特性，用于检测谐波电流或电
压。
波形比较算法
通过比较正常与异常时的电流 或电压波形来检测故障。
人工神经网络算法
模拟人脑神经元网络，通过训 练学习识别故障特征。
微机继电保护的历史与发展
总结词
微机继电保护经历了从模拟式到数字式、从集中式到 分布式的发展历程。
详细描述
微机继电保护最早出现于20世纪70年代，当时采用的 是模拟式元件和电路，功能较为简单。随着计算机技 术和数字信号处理技术的发展，数字式微机继电保护 逐渐取代了模拟式保护。同时，随着分布式系统和网 络通信技术的发展，分布式微机继电保护系统也逐渐 成为主流。未来，随着人工智能和大数据技术的应用 ，微机继电保护将更加智能化和自适应化。
人工智能应用
人工智能和机器学习技术在微机继电 保护领域的应用正在逐步深化。这些 技术可以帮助系统自动识别和应对各 种复杂的电力故障情况。
网络化
网络技术的广泛应用为微机继电保护 带来了新的可能性。通过网络化控制 ，可以实现更快速、更准确的故障定 位和隔离。
集成化和模块化
为了提高系统的可靠性和可维护性， 微机继电保护系统正在朝着集成化和 模块化的方向发展。
《微机继电保护》PPT课件
目 录
• 微机继电保护概述 • 微机继电保护的基本原理 • 微机继电保护的算法与实现 • 微机继电保护的应用与案例分析 • 微机继电保护的发展趋势与展望
01 微机继电保护概述
03 微机继电保护的算法与实 现
微机继电保护的算法分类
01
02
03
04
差分算法
通过比较线路两侧的电流或电 压差值来检测故障，具有简单
、可靠的特点。
傅里叶算法
利用傅里叶变换分析信号频率 特性，用于检测谐波电流或电
压。
波形比较算法
通过比较正常与异常时的电流 或电压波形来检测故障。
人工神经网络算法
模拟人脑神经元网络，通过训 练学习识别故障特征。
微机继电保护的历史与发展
总结词
微机继电保护经历了从模拟式到数字式、从集中式到 分布式的发展历程。
详细描述
微机继电保护最早出现于20世纪70年代，当时采用的 是模拟式元件和电路，功能较为简单。随着计算机技 术和数字信号处理技术的发展，数字式微机继电保护 逐渐取代了模拟式保护。同时，随着分布式系统和网 络通信技术的发展，分布式微机继电保护系统也逐渐 成为主流。未来，随着人工智能和大数据技术的应用 ，微机继电保护将更加智能化和自适应化。
人工智能应用
人工智能和机器学习技术在微机继电 保护领域的应用正在逐步深化。这些 技术可以帮助系统自动识别和应对各 种复杂的电力故障情况。
网络化
网络技术的广泛应用为微机继电保护 带来了新的可能性。通过网络化控制 ，可以实现更快速、更准确的故障定 位和隔离。
集成化和模块化
为了提高系统的可靠性和可维护性， 微机继电保护系统正在朝着集成化和 模块化的方向发展。
《微机继电保护》PPT课件
目 录
• 微机继电保护概述 • 微机继电保护的基本原理 • 微机继电保护的算法与实现 • 微机继电保护的应用与案例分析 • 微机继电保护的发展趋势与展望
01 微机继电保护概述
《微机保护》PPT课件
由电力系统输入到继电保护装置的模拟 信 号分类： • 来自TV(或TA)的交流电压(或电流)信号； • 来自分压器(或分流器)的直流电压(或电流)信 号； • 自断路器、隔离刀闸等设备辅助接点以及其它 继电器接点的开关量信号，或者来自别的微机 保护或数字设备的数字量信号。
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。
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。
第十四章_03 微机继电保护PPT课件
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
（14-19）
H
z
Y z X z
1
zk
（14-20）
H
z
Y X
z z
1
zk
（14-20）
取 z e jTs 代入式（14-20）得：
H e jTs 1 e jkTs
1 cos kTs j sin kTs （14-21）
其幅频特性：
A H e jTS 1 cos kTS 2 (sin kTS )2
第十四章 微机继电保护原理
第一节 概述 第二节 微机继电保护装置硬件的构成原理 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置可靠性的措施
第三节 数字滤波器
一、数字滤波器的基本概念 二、几种基本数字滤波器
（一）减法滤波器 （二）加法滤波器 （三）积分滤波器 （四）级联滤波器
此外，由于滤波器的数据窗明确，便于确定他的时延。 易于在滤波特性与滤波时延之间进行协调。
递归型（IIR）
（14-10）
如果式中系数不全为零，表明滤波器输出不仅与现行输 入、前行输入有关，还与前行输出有关，相当于系统有反馈 回路。前行输出又作为输入影响当前输出，称为递归型。
IIR滤波器利用了反馈信号，易于获得较理想的滤波特 性，但存在滤波系统稳定性问题。在设计中需要特别注意。
电力系统发生故障瞬间，由于电流和电压信号含 有衰减的直流分量和各次谐波，而大多数保护装置的 原理是建立在反映正弦基波或整数次谐波基础之上， 所以对输入信号要作滤波处理。
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
（14-19）
H
z
Y z X z
1
zk
（14-20）
H
z
Y X
z z
1
zk
（14-20）
取 z e jTs 代入式（14-20）得：
H e jTs 1 e jkTs
1 cos kTs j sin kTs （14-21）
其幅频特性：
A H e jTS 1 cos kTS 2 (sin kTS )2
第十四章 微机继电保护原理
第一节 概述 第二节 微机继电保护装置硬件的构成原理 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置可靠性的措施
第三节 数字滤波器
一、数字滤波器的基本概念 二、几种基本数字滤波器
（一）减法滤波器 （二）加法滤波器 （三）积分滤波器 （四）级联滤波器
此外，由于滤波器的数据窗明确，便于确定他的时延。 易于在滤波特性与滤波时延之间进行协调。
递归型（IIR）
（14-10）
如果式中系数不全为零，表明滤波器输出不仅与现行输 入、前行输入有关，还与前行输出有关，相当于系统有反馈 回路。前行输出又作为输入影响当前输出，称为递归型。
IIR滤波器利用了反馈信号，易于获得较理想的滤波特 性，但存在滤波系统稳定性问题。在设计中需要特别注意。
电力系统发生故障瞬间，由于电流和电压信号含 有衰减的直流分量和各次谐波，而大多数保护装置的 原理是建立在反映正弦基波或整数次谐波基础之上， 所以对输入信号要作滤波处理。
微机保护.ppt
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
分享微机继电保护装置基础知识PPT
某智能建筑
03
采用微机继电保护装置实现对楼宇自动化系统的保护和控制，
提高了建筑的能源利用效率和安全性故障与处理方法
常见故障类型
采样故障
模拟量输入回路故 障，导致采样数据 异常。
软件故障
程序运行错误或死 机。
电源故障
电源模块故障，导 致装置无法正常工 作。
算法处理
微处理器根据预设的保护算法对采集 到的数据进行处理，判断是否发生故 障或异常。
输出执行
根据算法处理结果，通过输出接口发 出跳闸或合闸等控制信号，实现对一 次设备的保护。
人机交互
通过人机界面显示装置的运行状态和 故障信息，方便用户进行监控和维护 。
PART 03
微机继电保护装置的应用 场景与优势
通信故障
与外部设备或控制 系统的通信中断。
硬件故障
装置内部硬件损坏 。
故障处理方法
采样故障处理
检查模拟量输入回路，确保采 样数据准确。
软件故障处理
重启装置或重新下载程序。
电源故障处理
检查电源模块，确保正常供电 。
通信故障处理
检查通信接口和线路，确保通 信正常。
硬件故障处理
更换损坏的硬件模块。
故障预防措施
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
WENKU
KEEP VIEW
分享微机继电保护装 置基础知识
REPORTING
ONE
2023-2026
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
CATALOGUE
目 录
• 微机继电保护装置概述 • 微机继电保护装置的组成与原理 • 微机继电保护装置的应用场景与优势 • 微机继电保护装置的常见故障与处理方法 • 微机继电保护装置的未来发展趋势与挑战
微机继电保护PPT课件
继电保护概述 • 微机继电保护的基本原理 • 微机继电保护的分类与应用 • 微机继电保护的优缺点与展望 • 微机继电保护的实际应用案例
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
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
电力系统继电保护第 3章 微机保护基础知识ppt课件
对脉冲计数，从而完 成对电压的测量
10
:
2021/5/30
3.2.1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
类型 电流变换器〔UA） 电压变换器〔UV） 电抗变换器〔UR）
作用
TA、TV二次侧电流电压较大，变化范 围也较大，为适应模数转换器的转 换要求将交流模拟量适当值，以满 足精度要求。
意义，需要了解。
2
:
2021/5/30
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。
3
:
2021/5/30
微机保护优点
• 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。
7
:
2021/5/30
3.2 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
• AD转换结果直接存入内存
33
:
2021/5/30
3.3 开关量输入输出回路原理
不带电位的接点〔QF位置、跳闸等）、逻辑电平〔键盘、信号）。
开关量输入回路 • 电平接点直接接入并行口
5V • 外部接点要采取抗干扰措施，
如光耦的隔5V离
R
PA0
S
R1
R3
+24V
PA0
8255
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。
微机型继电保护PPT课件
5．如何保证继电保护的可靠性?
答：继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技 术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和 管理来保证。任何电力设备(线路、母线、变压器 等)都不允许在无继电保护的状态下运行。220kV及 以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输 入、输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的 继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或 任一组断路器拒绝动作时，能由另一套继电保护装 置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下，要 求这购套继电保护装置和断路器所取的直流电源都 经由不同的熔断器供电。
微机保护的优点
20年来，微机型继电保护装置在我国电力系统 中获得广泛应用，常规的电磁型、电动型、整流型、 晶体管型以及集成电路型继电器已经逐渐被淘汰。 以往，继电保护装置与继电保护原理是一一对应的， 不同的保护原理必须用不同的硬件电路实现。微机 继电保护的诞生与应用彻底改变了这一状况。微机 继电保护硬件的通用性和软件的可重构性，使得在 通用的硬件平台上可以实现多种性能更加完善、功 能更加复杂的继电保护原理。
2 ．继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：继电保护的基本任务： (1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该 元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最 近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力 系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本 身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满 足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂 态稳定性等)。 (2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常 工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经 常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理， 或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引 起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况 的继电保护装置允许带一定的延时动作。
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目前，国内外已研制出以32位数字信号处理器为硬件基础的保护、 控制、测量及数据通信一体化的微机保护综合控制装置。
中国电力出版社
二、微机保护的特点
（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。它能够自动检测出其自身硬件的异常，并配 合多重化措施，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，Electro magnetic Compatibility)来考核，进一步保证了装置的 可靠性。
• 第二阶段：为以多个单片机构成的多CPU硬件结构为主， 数据采 集系统为 VFC 电压一频率转换原理的计数式数据采集系统，硬 件及软件的设计方面吸取了 WXB－01 型微机保护装置的成功运 行经验，针对 01型保护存在的问题进行了改进，同时，利用多C PU的特点，强化了自检和互检功能，使硬件故障可定位到插件， 对保护的跳闸出口回路，具有完善的抗干扰措施及防止拒动和误 动的措施。其代表产品为 WXB－11， WXH－11X 型微机高压 线路保护装置和 LFP 900 超高压线路成套快速保护装置。
中国电力出版社
• 第三阶段：为以高性能的 16 位单片机构成的硬件结构为主，具 有总线不引出芯片、电路简单的特点 ，抗干扰能力进一步加强 ， 完善了通信功能，为变电站综合自动化系统的实现提供了强有力 的环境。其代表产品为四方公司研制的 CSL 及 CST 系列保护装 置。
• 上述三代产品主要是从硬件的角度来划分的，微机保护的发展也 同样离不开软件的发展，因此，在保护的原理上有所突破，开发 出新型保护原理的软件，其意义将十分重大。我国的许多保护研 究所和专业厂家都投入了极大的力量研究和开发新型保护原理。 尤其是近十年来发展很快的对电力系统影响最大的、反映故障分 量的高速继电保护软件原理，从本质上突破了我国保护的现状。 其代表产品是国家电力公司电力自动化研究院的ＬＦＰ－９００ 系列保护装置。
中国电力出版社
• （3）易于获得附加功能 • 传统保护装置的功能单一，仅限于保护功能，而微机保护
装置除了提供传统保护功能外，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。 • （4）灵活性 • 由于微机保护的特性主要由软件决定，因此替换或改变软 件就可以改变保护的特性和功能，且软件可实现自适应性， 依靠运行状态自动改变整定值和特性，从而可灵活地适应 电力系统运行方式的变化。
中国电力出版社
• 自从 1984 年 4月 12日由杨奇逊教授主研的第一套微机线路保 护装置在河北马头电厂投入运行以来,微机继电保护的发展已经历 了近20多年的历史。我国微机继电保护的发展大体上经历了三个 阶段：
• 第一阶段：为以单 CPU的硬件结构为主，数据采集系统由逐次逼 近式的 AD574芯片构成，其代表产品为 WXB－01， WXH－1 A 型微机高压输电线路保护装置
中国电力出版社
• （5）改善保护性能 • 由于微机的应用，可以采用一些新原理，解决一些传
统保护难以解决的问题。例如，利用模糊识别原理判 断振荡过程中的短路故障，对接地距离保护的允许过 渡电阻的能力，大型变压器差动保护如何识别励磁涌 流和内部故障，采用自适应原理改善保护的性能等。 • （6）简便化、网络化 • 微机保护装置本身消耗功率低，降低了对电流、电压 互感器的要求，而正在研究的数字式电流、电压互感 器更易于实现与微机保护的接口。同时，微机保护具 有完善的网络通信能力，可适应无人或少人值守的自 动化变电站。
中国电力出版社
新技术和新理论在继电保护中的应用
硬件方面 1）ＤＳＰ（数字信号处理器） 目前运行的微机保护装置大多数为1
6位单片机，可满足常规的保护性能的基本要求! 但 16位单片 机往往受到运算速度等因素的影响，不易实现更复杂的算法和 更高采样速率，不易于继保装置功能的扩展!数字信号处理器， 由于其的强大数字信号处理能力，越来越受到开发人员的青睐。 2）网络化硬件电路 CAN Controller Area Network 即控制器区 域网，主要用于各种设备检测及控制的一种网络 。CAN 最初 是由德国 Bosch公司为汽车的监测、控制系统而设计的，CA N 具有独特的设计思想、良好的功能特性、极高的可靠性和 很强的现场抗干扰能力。为了适应现代变电站调度自动化的要 求 ，以便调度人员能够在远方了解系统运行情况并实现遥信、 遥控、遥测功能、目前广泛采用的串行通信接口标准是 RS-2 32C和 RS-485 前者采用单端电气接口方式 双极性电源供电 电路 传输距离限于 12m 后者是半双工 采用一对平衡差分信 号线 对于多站互联十分方便 传输距离限于 1200m。
第十四章 微机继电保护原理
中国电力出版社
第十四章 微机继电保护原理
第一节 概述 第二节 微机继电保护装置硬件的构成原理 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置可靠性的措施
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本章学习要求
1、了解微机保护装置硬件构成原理。重点掌握 数据采集系统。
2、掌握数字滤波器的基本概念和几种基本数字 滤波器。
3、掌握微机保护的几种基本算法，并比较各种 算法的优缺点。
4、了解微机保护软件构成原理。掌握流程图的 设计方法。
5、了解微机抗干扰的基本措施和具体实施方法。中国电力出版社第十四章 微机继电保护原理
第一节 概述 一、微机继电保护发展概述 二、微机保护的特点
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一、微机继电保护发展概况
微机计算机继电保护，简称微机保护，是数字 式继电保护，是基于可编程数字电路技术和实 时数字信号处理技术实现的电力系统继电保护。
电力系统是一个复杂的、非线性的大系统，具 有许多其它系统所没有的特殊性，随着电力系 统不断向高电压、远距离、大容量的方向发展， 系统的网架结构和运行方式日益复杂，这就对 系统中继电保护装置提出了更高的要求。微机 继电保护的出现，使原有继电保护装置的工作 性能有了显著的改善，大大提高了电力系统运 行的安全性和稳定性。
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二、微机保护的特点
（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。它能够自动检测出其自身硬件的异常，并配 合多重化措施，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，Electro magnetic Compatibility)来考核，进一步保证了装置的 可靠性。
• 第二阶段：为以多个单片机构成的多CPU硬件结构为主， 数据采 集系统为 VFC 电压一频率转换原理的计数式数据采集系统，硬 件及软件的设计方面吸取了 WXB－01 型微机保护装置的成功运 行经验，针对 01型保护存在的问题进行了改进，同时，利用多C PU的特点，强化了自检和互检功能，使硬件故障可定位到插件， 对保护的跳闸出口回路，具有完善的抗干扰措施及防止拒动和误 动的措施。其代表产品为 WXB－11， WXH－11X 型微机高压 线路保护装置和 LFP 900 超高压线路成套快速保护装置。
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• 第三阶段：为以高性能的 16 位单片机构成的硬件结构为主，具 有总线不引出芯片、电路简单的特点 ，抗干扰能力进一步加强 ， 完善了通信功能，为变电站综合自动化系统的实现提供了强有力 的环境。其代表产品为四方公司研制的 CSL 及 CST 系列保护装 置。
• 上述三代产品主要是从硬件的角度来划分的，微机保护的发展也 同样离不开软件的发展，因此，在保护的原理上有所突破，开发 出新型保护原理的软件，其意义将十分重大。我国的许多保护研 究所和专业厂家都投入了极大的力量研究和开发新型保护原理。 尤其是近十年来发展很快的对电力系统影响最大的、反映故障分 量的高速继电保护软件原理，从本质上突破了我国保护的现状。 其代表产品是国家电力公司电力自动化研究院的ＬＦＰ－９００ 系列保护装置。
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• （3）易于获得附加功能 • 传统保护装置的功能单一，仅限于保护功能，而微机保护
装置除了提供传统保护功能外，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。 • （4）灵活性 • 由于微机保护的特性主要由软件决定，因此替换或改变软 件就可以改变保护的特性和功能，且软件可实现自适应性， 依靠运行状态自动改变整定值和特性，从而可灵活地适应 电力系统运行方式的变化。
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• 自从 1984 年 4月 12日由杨奇逊教授主研的第一套微机线路保 护装置在河北马头电厂投入运行以来,微机继电保护的发展已经历 了近20多年的历史。我国微机继电保护的发展大体上经历了三个 阶段：
• 第一阶段：为以单 CPU的硬件结构为主，数据采集系统由逐次逼 近式的 AD574芯片构成，其代表产品为 WXB－01， WXH－1 A 型微机高压输电线路保护装置
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• （5）改善保护性能 • 由于微机的应用，可以采用一些新原理，解决一些传
统保护难以解决的问题。例如，利用模糊识别原理判 断振荡过程中的短路故障，对接地距离保护的允许过 渡电阻的能力，大型变压器差动保护如何识别励磁涌 流和内部故障，采用自适应原理改善保护的性能等。 • （6）简便化、网络化 • 微机保护装置本身消耗功率低，降低了对电流、电压 互感器的要求，而正在研究的数字式电流、电压互感 器更易于实现与微机保护的接口。同时，微机保护具 有完善的网络通信能力，可适应无人或少人值守的自 动化变电站。
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新技术和新理论在继电保护中的应用
硬件方面 1）ＤＳＰ（数字信号处理器） 目前运行的微机保护装置大多数为1
6位单片机，可满足常规的保护性能的基本要求! 但 16位单片 机往往受到运算速度等因素的影响，不易实现更复杂的算法和 更高采样速率，不易于继保装置功能的扩展!数字信号处理器， 由于其的强大数字信号处理能力，越来越受到开发人员的青睐。 2）网络化硬件电路 CAN Controller Area Network 即控制器区 域网，主要用于各种设备检测及控制的一种网络 。CAN 最初 是由德国 Bosch公司为汽车的监测、控制系统而设计的，CA N 具有独特的设计思想、良好的功能特性、极高的可靠性和 很强的现场抗干扰能力。为了适应现代变电站调度自动化的要 求 ，以便调度人员能够在远方了解系统运行情况并实现遥信、 遥控、遥测功能、目前广泛采用的串行通信接口标准是 RS-2 32C和 RS-485 前者采用单端电气接口方式 双极性电源供电 电路 传输距离限于 12m 后者是半双工 采用一对平衡差分信 号线 对于多站互联十分方便 传输距离限于 1200m。
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第十四章 微机继电保护原理
第一节 概述 第二节 微机继电保护装置硬件的构成原理 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置可靠性的措施
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本章学习要求
1、了解微机保护装置硬件构成原理。重点掌握 数据采集系统。
2、掌握数字滤波器的基本概念和几种基本数字 滤波器。
3、掌握微机保护的几种基本算法，并比较各种 算法的优缺点。
4、了解微机保护软件构成原理。掌握流程图的 设计方法。
5、了解微机抗干扰的基本措施和具体实施方法。中国电力出版社第十四章 微机继电保护原理
第一节 概述 一、微机继电保护发展概述 二、微机保护的特点
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一、微机继电保护发展概况
微机计算机继电保护，简称微机保护，是数字 式继电保护，是基于可编程数字电路技术和实 时数字信号处理技术实现的电力系统继电保护。
电力系统是一个复杂的、非线性的大系统，具 有许多其它系统所没有的特殊性，随着电力系 统不断向高电压、远距离、大容量的方向发展， 系统的网架结构和运行方式日益复杂，这就对 系统中继电保护装置提出了更高的要求。微机 继电保护的出现，使原有继电保护装置的工作 性能有了显著的改善，大大提高了电力系统运 行的安全性和稳定性。