微机继电保护的发展
微机保护论文
浅谈微机保护的发展姓名：王新新学院：电气工程学院班级：08电自学号：2008534123摘要：为了提高供电质量，维护电力系统安全、稳定运行，微机继电保护的研究发展至关重要。
本文回顾了国内外电力系统继电保护技术发展的过程，概述了微机继电保护技术的成就，继电保护技术计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
电力系统微机继电保护朝着高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵活性和网络化、智能化发展。
关键词：微机保护优点发展过程发展趋势0引言随着国民经济持续快速发展以及人民大众生活水平的日益提高，电力用户对电能的需求量越来越大，对供电质量要求也越来越高，同时电力部门又受减员增效的制约，在大规模发展建设电网同时，人员配备却没有相应增加，于是近几年无人值班变电站迅速发展起来，建成了一批能够实现“四遥”甚至综合自动化功能的局域性电网。
即提高了供电质量，又节约相当的人力、物力成本，使电力企业创造出更佳的经济效益。
但是，国内外的运行经验表明，电网在发生自然或人为故障时，如果故障不能得到及时有效的控制，电网将会失去稳定运行，甚至会瓦解，造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。
因此，自从出现电力系统以来，如何保证其安全稳定运行，一直是一个永恒的主题。
继电保护装置（包括安全自动装置）是保障电力系统安全稳定运行的重要装置之一，它们在电力系统中得到了广泛的应用。
电力工业生产发展的需要和新技术的不断出现，是电力系统继电保护原理新技术不断产生的基本源泉。
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断的注入了新的活力，由于微机在继电保护中的应用，使继电保护发生了根本性的变化，并采用了很多新原理和新技术。
从而使电力系统运行更加稳定，输电质量显著提高，为国民生产提供可靠的能源保障。
1.微机保护的国内外历史及发展概况电力系统继电保护是指继电保护技术和由继电保护装置组成的继电保护系统。
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。
微机继电保护的原理及发展
保护 中 ， 以上任 务则 是 由微机 系 统 中 的各 程 序运 行 来
实 现的 。结 构 上 的 差 异 造 成 了 微 机 保 护 的 优 越 性 ：
（ １ ） 保 护性 能及可 靠性 大 幅提高 。 （ ２ ） 运行 维 护灵 活 、 便捷 ， 定期 校 验 简 易化 。 （ ３ ） 各种 附加 功 能 获 取 更 加 便捷 。（ ４ ） 各种保 护动 作正 确率 提 高 。（ ５ ） 经 济性 强 。 但 同时微机 保 护也 存 在 一定 的局 限性 如 ： 装 置 的硬 件 长 期性更新 换代 和装 置 的软 件不 可移植性 』 。
ｃ ａ ｌ ｍａ ｉ ｎ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｙ； ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｔ ｒ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ ｎ 的安全运行程度要 求越 来越 高，安全指 标成为 电力系统一项重要的性
指 标 ，微 机 保 护 的产 生与 应 用将 电力 安 全 提 升 到 一 个 新 的 高度 。 目前 ， 国 内无 论是 输 电线 路 的保 护 、 变压 器保 护 或 其
他 电力主设 备保 护均有 实用的一套微机保护装置 ，以保 障电网的安全运行 。
关键词 继 电保 护 ；微 机 保 护 ；故 障 处 理 Ｔ Ｍ７ ７ １ 文献标识码 Ａ 文 章编 号 １ ０ ０ ７— ７ ８ ２ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８—１ ７ ８— ０ ３ 中图分类号
Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ Ｌｉ ｎ ｅ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ Ｆｕｔ ｕ ｒ ｅ Ｔｒ ｅ ｎ ｄ
微机继电保护装置
微机继电保护装置一、引言微机继电保护装置是一种新型的电力保护装置，它采用了微机技术和现代电力保护原理相结合的方式，使得电力系统的保护更加灵活、可靠和高效。
二、发展历程随着电力系统的发展和电力负荷的增加，传统的继电保护装置已经难以满足对电力保护的需求。
因此，微机继电保护装置应运而生。
从上世纪80年代开始，微机技术逐渐应用于电力保护领域，取得了显著的成果。
经过多年的发展和改进，微机继电保护装置已经成为电力系统安全稳定运行的重要组成部分。
三、工作原理微机继电保护装置采用了微机技术和数字信号处理技术，能够对电力系统中的各种异常情况进行精确的检测和判断，并在出现故障时快速做出保护动作。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 信号采集和处理：微机继电保护装置通过传感器采集电力系统中的各种信号，包括电压、电流、功率等参数，并将其转化为数字信号进行处理。
2. 信号分析和判断：微机继电保护装置通过对采集到的信号进行分析和判断，可以准确地判断出电力系统中是否存在故障或异常情况。
3. 保护动作控制：微机继电保护装置在判断出故障或异常情况后，会对电力系统进行保护动作控制，如切断故障回路、断开电源等，以保证电力系统的安全运行。
四、特点和优势微机继电保护装置相较于传统的继电保护装置具有如下特点和优势：1. 灵活性：微机继电保护装置可以根据电力系统的实际需求进行配置和调整，以适应不同的保护要求。
2. 可靠性：微机继电保护装置采用了先进的数字信号处理技术，提高了保护的精度和可靠性，并能够自动监测和诊断故障。
3. 高效性：微机继电保护装置具有快速的保护动作速度和精确的保护动作，可以在最短的时间内切断故障回路，避免电力系统的损坏。
4. 易维护性：微机继电保护装置采用了模块化设计，易于维护和故障排除。
五、应用领域微机继电保护装置广泛应用于各种规模的电力系统，包括电力变电站、电力配电系统、工矿企业的电力系统等。
它可以对电力系统中的各种异常情况进行保护，并确保电力系统的安全运行。
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。
微机继电保护在企业供电系统中的应用及发展趋势
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２２ 微机继 电保护装置存在 的问题 ． （） １在钢铁 冶金企业 的供 电系统 中 ， 由炼铁 、 钢 、 炼 轧钢
等工艺产生 的冲击 电流较大而且较频繁 ， 电流 中含有 较显 此
了可靠性 。微机保护单 元采用 高集成度 的芯片 ， 软件有 自动
检测 与 自动纠错功能 ， 也有提高了保护的可靠性 。
（） ２ 在钢铁 冶金企业 的供 电系统 中 ， 从上级 变 电所 低压
侧至下级变 电所 最终 负荷 点需 要安 装 ３—４级 保 护 ， 图 １ 如
所示 。由于线路太短 ， 、 首 末端短路时故障 电流无 明显 变化 ，
一
作者简介 ： 朱广伟 （９ １ ） 男 ， １７ 一 ， 辽宁本溪 人 ， 本溪钢铁 （ 集
软件 ， 可构成不 同类型的保护 。
收稿 日期 ：０ ６— ６—１ ２０ ０ １
著 的非周期分量 和谐波分量 ， 时刻威胁着灵敏度较高 的微 机 保护 ， 尤其对差动保护是一个严峻考 验。如果微机继 电保 护 装置在抗干扰方 面存在缺 陷， 相对 就很 容易造成保护精 度不 够， 严重的将造成保护元件 误动作 ， 微机保 护厂家往 往对 此 估计不 足。本钢热连轧 厂短流程变 电所就 曾因此 出现过 差 动保护 误动作现 象。
摘
要 ： 阐述 了企业供 电 系统继 电保护技术的发展 历程及微 机继 电保 护技术在 企业各 变 电所 的成功应 用和存在 问 文章
继电保护技术在电力系统中的应用与发展
继电保护技术在电力系统中的应用与发展1、继电保护技术的发展现状电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求．电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。
可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
2、继电保护的发展趋势2.1继电保护技术的计算机化随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。
原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU结构的微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。
华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU。
发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。
电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。
这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。
在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机做成继电保护装置。
由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。
现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机做成继电保护的时机已成熟．这将是微机保护的发展方向之一。
2.2继电保护技术的网络化计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。
它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。
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。
继电保护 1微机保护基本硬件构成
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
3.采样保持
C 阻 抗 变 换 器 2 Uo
Ui
阻 抗 变 换 器 1
K
一个电子模拟开关K 保持电容器C
逻辑输入
两个阻抗变换器
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的闭合时间应满足采样时间。
分振荡和短路，变压器差动保护如何识别励磁
涌流等。
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
（6）经济性好
计算机硬件的性能不断提高而价 格一直在下降。而且，微机保护是一 个可编程序的装置，它能实现多种功 能，使硬件种类大大减少。这样，在
经济性方面显然优于传统保护。
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
继技术精华 保电网平安
Electric Power System Relay Protection
电力系统微机保护
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
参考书目:
《微型机继电保护基础》 杨奇逊 黄少峰 《电力系统微机继电保护》 高 亮 《微型机继电保护原理》 张举 《微机继电保护原理》 陈德树 《RCS900系列超高压线路成套保护装置》
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
3.采样保持
C 阻 抗 变 换 器 2 Uo
Ui
阻 抗 变 换 器 1
K
逻辑输入
阻抗变换器I：输入端呈现高阻抗（使得输入电压全部降落在电容C
上），输出端呈现低阻抗（电容C上能迅速完成充电）；
阻抗变换器II：输入端呈现高阻抗（使电容C上电压具有保持能力）， 输出端呈现低阻抗（提高带负载能力）。 沈阳工程学院继电教研室
微机在继电保护中应用的历史、现状及未来
了微 机 继 电保 护 的 发 展 史 ， 归纳 了微 机 保 护 具 有 的优 势 。 着 重 介 绍 了微 机 继 电 保 护 的 新 趋 势 ： 自适 应 控 制 技 术 、 人 工 神 经 网 络 、 电 站综 合 自动 化技 术 的应 用 。 变
关键词 ： 电力 系统 继 电保 护 ；微 机 继 电保 护 ；自适 应 控 制 ； 工 神 经 网络 人
ｏ ｕ ｏ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｓ ｂ ｔ ｔ ｎ ． ｆａ ｔ ｍａ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｕ ｓ ａ ｉ ｓ ｏ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｒ ｓ ｓｅ ｒ ｌ ｙｎ ｒ ｔｃ ｉ ｎ； ｃ ｏ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｂ ｓ ｄ ｐ ｏ ｅ ｔｖ ｅ ａ ； ｅｆａ ａ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ＡＮＮ ｙｗｏ ｄ ：ｐ ｗｅ ｙ ｔｍ ｅａ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｔ ｏ ｍｉｒ － ｒ ｃ ｓ ｏ ａ ｅ ｒ ｔ ｃ ｉ ｅ ｒ ｌ ｙ ｓ ｌ ｄ ｐ ｉ ｏ ｔｏ ； － ｖ
中圉 分 类 号 ： ＴＭ７ ７ 文献标识码： Ａ 文 章 编 号 ： ６ １９ ３ （ ０ １ ０ — ０ ７０ １ ７ — １ １ ２ １ ） １０ ３ — ３
Ｔｈ ｉ ｔ ｒ ｅ Ｈ ｓ ｏ ｙ，Ｓｔ ｔ ｓ ｑ ｏ ａ ｔ ｒ ｆ ａ ｕ ｕ ｎｄ Ｆｕ ｕ ｅ ｏ
微机 保护 时代 ， 是继 电保 护 技术 发 展 历 史 过 程 中 的
１ 微 机 继 电保 护 的发 展 简 史
电子 技术 、 算 机 技术 与 通 信技 术 的 迅猛 发展 计
为 继 电 保 护 技 术 的 不 断 发 展 注 入 了 新 的 活 力 。微 机
的硬 件和 软件 日趋 成熟 ， 在一 些 国家 进 行 推 广 应 且 用 。进入 ２ Ｏ世 纪 ９ ０年代 ， 电保 护 技 术发 展 到 了 继
110kV微机继电保护技术现状及发展方向
更为安全可靠。 本文从微机继电保护技术的主要特点出发 ， 论述了 １ １ ０ ｋ Ｖ微机 继电保护的方式， 并详尽的分析 １ １ ０ ｋ Ｖ微机继
电保护 的发 展 方向 。
关 键词 ： １ １ ０ ｋ Ｖ ； 微 机 继 电保护 ； 特点 中图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ 文 献标 识码 ： Ａ
动作和性能得到了极大的提高 ， 同时动作 负序 和零 序 的元 件 不建 议 采用 ， 一般 选 取 了完 成 保 护 、 监控 、 测量 、 通信的功能外 ， 的正确率较高 ， 一般不会出现偏差 ， 在系 工频 变化 量 方 向的 继 电器 ， 这 在事 故 出 现 还应对使用设备的状态进行记录 ， 这样可 统 中能够 很 好 的实 现故 障 的分 量保 护 ， 并 过程 中会 起 到关 键性 作 用 ， 同时 也是 变 配 以直接反应出设备使用状态 的周期 ， 以及 且 利 用 自动 控 制 和 状 态 预警 提 高 了保 护 电 系统 中的 比较 常用 的元件 。 故 障 周期 ，尤 其 是一 些 重 要设 备 的状 态 ， 的正 确 率 ； 微 机 继 电保护 还 可 以扩 充 其他 ２ ． ３ １ １ ０ ｋ Ｖ微 机继 电零 序 电流保 护 如： 日最 大负 荷 电流 、 设 备 检修 记 录 、 断 路 的辅 助 功 能 ， 如： 波形分析 、 故障录波 、 设 １ １ ０ ｋ Ｖ微 机 继 电零 序 电 流 保 护 主 要 器开 断 电流 水 平 、 断路 器 的分 闸 、 合 闸 次 备状态 、 故障分离等 ， 利用这些辅助功能 是一 种 方 向性保 护 ， 其 对保 护 设 备 或元 件 数 、 累计故障次数、 断路器动作时间监视 、 可以方便 的完成 自动合 闸、低频减载 、 故 的选 取要 求较 高 。 零 序 电流保 护在 系统 运 断路 器 触头 寿命 、分 区段 平 均负 荷 电 流 、 障测 距 等功 能 ； 微机 继 电保 护 的工 艺 结相 行 中具 有 抗 电 阻 能力 强 、 操作 方 便 、 运 行 设备 累计 运 行 时 间 、 Ｅ ｔ 平 均 负荷 电流 、 设 对简单 ， 硬 件 接 口也 比 较通 用 ， 不 容 易 出 可 靠 等特 点 ， 在１ １ ０ ｋ Ｖ微机 继 电保 护 系统 备 累计 停 电时 间 、 累计 电度等 。这些 设 备
微机继电保护的原理及发展研究
程 序的结构 ： 靠性 高、 维护量小等显著优点 ， 代 表了继电保护技 术的发展 方向。 在各 种电 微 机继 电保 护软件共包含 两部 力或者电气设备实际应 用技术过程 过， 对微 机继电保 护的安 全运行有着非 分 ， 分 别 为： 接 口软件 、 保护 软件。 常高的要求 ， 所体 现的安全指标在相应系统中较 为重要的组成部分， 微机 保 护软件 中的配 置主要是 中断 服务 程序 和 主程 序。 而 接 口处 负责 的是 继电 保护 的应用， 促进 了 电力 和 电气 等设备 安全技 术的不断提 高。 【 关键 词】 微 机继电 保护； 原理 ； 发展
一
、
变压 器保 护、 母联 备 自 投 保护、 母 联分 段保护 等。 微 机 继 电保 护和 传统 在运 行状 态下， 才能 够展 开不 对应状 态 工作 ， 对 于不 对应状 态 来 继 电保护 相比较 ， 在保护 性能方面 有很大 的差异 。 由于布线逻辑 上所显 说 ， 需要 将 随意 一个 保 护 插件 中的工作 方 式 开关 从 “ 工作 ” 位转 移 到 现 出的复 杂结 构特点 ， 传统 继 电保护 的各 个功 能都 是 利用相 关 的连线 “ 调试” 位， 插件无需 复位 。 在不对应 状态下， 保 护插件只具 备运行 一些 和硬 件设备构成 ， 然而微 机继 电保护， 是 通过有效 运 行微 机 系统 中所具 中断服务程序 的采集数 据功能 。 不对应状 态可以用在精度 采样 、 调 试数 备 的不 同程序 来达 成的 。 微 机继 电保护 和传 统继 电保护 的差 异显著 的 据 采集系统等情况］ 体现 出， 微机 继电保护的优越 特性 ： ２ ． ３ 调试 状态的工作原 理
前 言 基于微处 理器来构成的 数字 电路 ， 则为计算 机保护装 置， 一般 情况 下会把计算 机保护装 置称之为 微机保护。 近年来 ， 微机保护 装置会应用 在１ ０ ０ ｋ Ｖ 左右的 变电站 中， 然而２ ２ ０ ｋ Ｖ 以上 的变 电站 一股通 过对不 同原 理的 微机保 护装 置的应用 ， 来实现 微机保 护的 运行。 并且 ， 微机 型 的继
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。
电力微机继电保护系统的发展研究
１ ９ ６ ７ 年澳 大利 亚新南 威尔 士大 学 的Ｌ ． Ｅ Ｍ０ ｒ ｒ ｉ ｏ ｓ ｎ 预 测 了输 电线路 计 算机 控制 的前景 。 １ ９ ６ ９ 年美 国西屋 公司与Ｇ Ｅ 公司合作研制成功 一套输 电 线路 的计算机保护 装置。这是世界上第 一套 比较完整的用于现场 的计算 机保 护装置 ， 它 具备了计算机保护 的基本组成部分 。在整个７ ０ 年代 ， 专家 学者 围绕 算法理论 作了大量 的工作 ， 为计算机继 电保护 的发展奠 定了基 础， 出现 了单 片微 型计算机 ， 微处 理器 和单 片机 的出现使 计 算机应用 电
力系统继 电保护更 加成为现 实。１ ９ ７ ９ 年， 国际 电子 电气工程 师学会 教育 委 员会织 了一次世 界性 的计算 机继 电保 护研修班 ， 对２ ０ 世 纪７ Ｏ 年代 以来
量和数据通信一体化 发展 。 （ １ ） 微机继 电保护 的计算机化 计 算机硬件技术 的飞速 发展，使得微机继 电保护的硬件技术 不断发 展更新 。从其发展 阶段来说 ， 已从８ 位的单Ｃ Ｐ Ｕ发展到 了多Ｃ Ｐ Ｕ 及 至总线 不出模块 的大模块 结构 （ 原华 北 电力 学院研制） ， 还有就 是以工控 机为核 心的３ ２ 位微机保护 （ 华 中理工大 学研 制） 。 微 机继 电保护计算机 化主要是指系统 除基 本的保护功 能外，还可 以 提供大 容量故 障信息及 数据信 息长 期保存 的功 能 ， 除 此之 外 ， 为 了应对 电力系 统要求 的不断提高 ，还 具有强大 的通信 能力 以及 与其它保 护 、 控
微机继电保护发展的历史 现状及其趋势
一、微机继电保护概述
微机继电保护是一种基于计算机技术的继电保护系统，它利用计算机强大的计 算和控制能力，实现对电力系统的实时监测和保护。微机继电保护主要包括数 据采集、数据处理、逻辑判断和动作执行四个部分，其中数据处理是核心环节。 通过数据处理，微机继电保护能够实现对电力系统运行状态的实时监测和故障 诊断，从而在发生故障时能够迅速切断故障部分，保护电力系统的稳定运行。
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2、人工智能与机器学习：将人工智能和机器学习技术应用于微机继电保护中， 实现故障预测、自适应控制等功能。通过机器学习算法对历史数据进行分析和 学习，提高微机继电保护的智能化水平。
3、5G通信技术：利用5G通信技术实现微机继电保护设备之间的快速通信和数 据传输，提高故障诊断和处理的实时性。同时，5G通信技术也可以为远程监控 和维护提供便利。
2、算法研究
微机继电保护的核心是数据处理，因此算法研究是仿真研究的重要环节。目前 常用的算法包括神经网络算法、遗传算法、模糊控制算法等。在仿真研究中， 需要根据电力系统的特点和实际需求选择合适的算法，并对其进行优化和改进， 以提高微机继电保护的性能和可靠性。
3、测试与分析
在完成模型建立和算法研究后，需要进行测试和分析。测试主要包括模拟测试 和实际系统测试。模拟测试主要通过模拟电力系统的正常运行状态和故障状态 来测试微机继电保护的性能；实际系统测试则将微机继电保护系统接入实际电 力系统进行测试，以验证其可行性和可靠性。通过对测试结果的分析，可以发 现并改进存在的问题，提高微机继电保护的性能和可靠性。
目前，针对微机继电保护装置电磁兼容技术的研究已经取得了一定的成果。在 硬件设计方面，通过改进电路设计和布局、增加滤波器和屏蔽层等措施，提高 了设备的抗干扰能力。在软件算法方面，研究人员开发了多种数字滤波技术和 模式识别算法，以增强微机继电保护装置对电磁干扰的免疫能力。然而，现有 的技术还存在一些问题，如硬件设计复杂度较高、软件算法适应性不强等，需 要进一步研究和改进。
电力系统微机保护概述
四、国内微机保护装置硬件发展
1.8位微处理器构成微机保护装置 ◆代表产品：WXB-01微机高压线路保护装置 ◆主要特点：单CPU、外部扩展电路复杂、存储器容量小、软
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二、微机保护发展历史
① 20世纪60年代末期 提出用计算机构成微机保护装置，2篇最早发表的关于微机
保护的研究报告
◆G.D. Rockefeller, Fault Protection With A Digital Computer, IEEE Trans. PAS Vol 88 No 4. 1969。 ◆B.J.Mann, Real Time Computer Calculation of The Impedance of a Faulted Single Phase Line, Elec.Eng. Trans.(I.E.Aust) VEE4 1969。
由集成运算放大器和其它集成电路构成，体积更小、工作 更可靠，第二代电子式静态保护装置。
20世纪80年代后期成为静态继电保护的主要形式。 ※微机型继电保护装置（20世纪80年代中期）
又称为数字式继电保护装置，由硬件系统和软件系统构成。 特点：需要硬件配置不同的软件，就可以实现不同特 性和不同功能的继电保护装置。
◆继电保护装置的发展
机电式保护装置
静态继电保护装置
数字继电保护装置
※机电式继电器（20世纪50年代以前） 构成：由电磁型、感应型或电动型继电器构成，
具有机械传动部件。 优点：工作可靠、不需要外部工作电源、抗干扰
性好、使用寿命长等，目前仍广泛应用于电力系统中。 缺点：体积大、功率消耗大、动作速度慢、机械
在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机 失磁保护、发电机保护和变压器组保护也相继于1989、1994年通 过鉴定，投入运行。
电力系统微机继电保护技术导则
电力系统微机继电保护技术导则一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而微机继电保护技术在电力系统中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍电力系统微机继电保护技术的相关内容，包括其定义、发展历程、应用领域、工作原理等。
二、定义与发展历程2.1 定义微机继电保护技术是指利用微处理器和相应的软件实现对电力系统进行故障检测、故障定位和故障切除等操作的一种保护技术。
2.2 发展历程微机继电保护技术起源于20世纪70年代，当时计算机技术正处于迅速发展阶段。
最早的微机继电保护装置采用离散元件构成的逻辑线路来实现逻辑控制功能。
随着集成电路技术的进步，20世纪80年代中期出现了第一代真正意义上的微机继电保护装置。
经过几十年的发展，到了21世纪初，微机继电保护装置已经成为电力系统保护的主流技术。
随着计算机硬件和软件技术的不断进步，微机继电保护装置在功能、可靠性和性能上得到了显著提升。
三、应用领域微机继电保护技术广泛应用于各类电力系统，包括发电厂、变电站、配电网等。
它可以实现对电力系统各个环节的保护，包括线路、变压器、发电机等。
四、工作原理微机继电保护装置由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括微处理器、采样模块、通信模块等；软件部分则是通过编程实现各种功能。
4.1 采样与数据处理微机继电保护装置通过采样模块对电力系统的信号进行采样，获取相应的数据。
然后，通过数据处理算法对采样得到的数据进行处理，以便进行故障检测和定位。
4.2 故障检测与定位基于采样得到的数据，微机继电保护装置可以实时监测电力系统中的故障情况，并通过判断故障类型和位置来进行相应的保护操作。
常见的故障检测和定位算法包括差动保护、过电流保护和距离保护等。
4.3 故障切除当微机继电保护装置检测到电力系统中存在故障时，它会根据预设的逻辑控制策略，切除故障部分，以避免故障扩大和对系统造成更大的损害。
五、优势与挑战5.1 优势微机继电保护技术相比传统的继电保护技术具有如下优势：•功能强大：微机继电保护装置可以实现多种复杂的功能，如差动保护、距离保护等。
微机继电保护发展的历史
微机继电保护发展的历史、现状及其趋势2008-01-10 16:28:51中国能源信息网我要评论核心提示：电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段。
1 微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。
它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段。
1微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。
它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国的一些学者的倡导下开始进行研究的。
60年代中期，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足高速继电保护的技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究，为后来的继电保护发展奠定了理论基础。
计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。
价格的大幅度下降，可靠性、运算速度的大幅度提高，促使计算机继电保护的研究出现了高潮。
在70年代后期，出现了比较完善的微机保护样机，并投入到电力系统中试运行。
80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟，并已在一些国家推广应用。
90年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代，它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。
我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期，尽管起步晚，但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。
经过10年左右的奋斗，到了80年代末，计算机继电保护，特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。
我国对计算机继电保护的研究过程中，高等院校和科研院所起着先导的作用。
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微机继电保护的发展
继电保护的未来发展
计算机硬件的更新和网络化发展在计算机领域, 发展速度最快的当属计算机硬件, 按照著名的摩尔定律, 芯片上的集成度每隔18～24个月翻一番。
其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加, 价格也在迅速降低。
微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强, 片内硬件资源得到很大扩充,单片机与DSP芯片二者技术上的融合, 运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。
这些发展使硬件设计更加方便, 高性价比使冗余设计成为可能, 为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。
硬件技术的不断更新, 使微机保护对技术升级的开放性有了迫切要求。
网络特别是现场总线的发展及其在实时控制系统中的成功应用充分说明, 网络是模块化分布式系统中相互联系和通信的理想方式。
如基于网络技术的集中式微机保护, 大量的传统导线将被光纤取代,传统的繁琐调试维护工作将转变为检查网络通信是否正常, 这是继电保护发展的必然趋势。
微机保护设计网络化, 将为继电保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新, 它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性, 使装置真正具有了局部或整体升级的可能。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。
但对如何更好地满足电力系统要求, 如何进一步提高继电保护的可靠性, 如何取得更大的经济效益和社会效益, 尚须进行具体深入的研究。
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱, 使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。
它深刻影响着各个工业领域, 也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。
到目前为止, 除了差动保护和纵联保护外, 所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。
继电保护的作用也只限于切除故障元件, 缩小事故影响范围。
这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。
/300继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围( 这是首要任务) , 还要保
证全系统的安全稳定运行。
这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数
据, 各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作, 确保系统的安全
稳定运行。
显然, 实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机
网络联接起来, 亦即实现微机保护装置的网络化。
这在当前的技术条件下是完全可能的。
对
于一般的非系统保护, 实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。
继电保护装置能够得到
的系统故障信息愈多, 则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。
对自适应保护原理的研究已经过很长的时间, 也取得了一定的成果, 但要真正实现保护
对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息, 只有实现保护
的计算机网络化, 才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网, 也能提高保护的可
靠性。
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下, 保护装置实际上就是一台高性能、多
功能的计算机, 是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。
它可从网上获取电力系统运
行和故障的任何信息和数据, 也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控
制中心或任一终端。
因此, 每个微机保护装置不但可完成继电保护功能, 而且在无故障正常
运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能, 亦即实现保护、控制、测量、数据通信一
体化。
用于变电站的监视、控制、保护, 包括故障录波、紧急控制装置, 虽然已实现了微机
数字化, 但几乎都是功能单一的独立装置, 各个装置缺乏整体协调和功能的调优, 且功能交
叉, 输入信息不能共享, 接线复杂, 从整体上降低了可靠性, 同时不能充分利用微机数据处理
的强大功能和速度, 经济上也是一种浪费。
现在广泛应用的变电站自动化系统为常规自动化系统,它应用自动控制技术、计算机数
据采集和处理技术、通信技术, 代替人工对变电站进行正常运行的监视、操作、电压无功控
/300制、量测记录和统计分析、故障运行的监视、报警和事件顺序记录与运行操作, 大多不涉及
继电保护、紧急控制、故障录波、RTU、维修状态信息处理等功能, 功能相对比较简单。
目前, 为了测量、保护和控制的需要, 室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次
电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。
所敷设的大量控制电缆不但要大量投资, 而且使
二次回路非常复杂。
但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置, 就
地安装在室外变电站的被保护设备旁, 将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字
量后, 通过计算机网络送到主控室, 则可免除大量的控制电缆。
如果用光纤作为网络的传输
介质, 还可免除电磁干扰。
现在光电流互感器( OTA) 和光电压互感器( OTV) 已在试验阶
段, 将来必然在电力系统中得到应用。
在采用OTA和OTV的情况下, 保护装置应放在距OTA
和OTV最近的地方, 亦即应放在被保护设备附近。
OTA和OTV的光信号输入到此一体化装
置中并转换成电信号后, 一方面用作保护的计算判断; 另一方面作为测量量, 通过网络送到
主控室。
从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置, 由此一体
化装置执行断路器的操作。
总之, 微机保护必将随着各种技术的进步和发展呈现更新的特
征, 也将获得更广泛的应用。