微机保护复习资料

微机保护复习资料电子版

1.1.1微机保护的发展经历了哪三个阶段？

第一代是单CPU结构，总线暴露在印刷电路板之外；

第二代是多CPU结构，总线不出插件；

第三代将总线CPU一起封装在一个集成电路块中，总线不出芯片。

1.1.2以DSP为核心的的微机保护装置已经是当今主流产品。

1.1.3从20世纪90年代开始我国继电保护技术已经进入了微机保护的时代

1.2.1微机保护装置具有哪些优越性？

1.可以实现继电保护的各种动作特性，提高继保的性能指标

2.可靠性高

3.灵活性大

4.硬件通用，装置体积小，功耗低，维护调试简单

5.辅助功能强，设计简洁且成本较低

1.3.1微机保护的软件模块分为哪些？

1.采样滤波模块

2.保护启动逻辑、保护算法模块

3.保护出口逻辑、报告整理模块

4.装置以及二次回路的自检模块

5.后台通信模块

1.4.1简述微机保护的发展趋势

1.网络化

2.保护、控制、测量、数据通信一体化

3.智能化

2.1.1分析离散控制系统的方法？

1.建立系统的数学模型

2.求解数学模型

3.用硬件或软件实现一个系统

2.1.2当输入为单位冲激时，只会产生有限个时刻的输出，称这种系统为有限冲激响应系统，记为FIR系统

2.1.3系统的输出不仅与本时刻和前面若干时刻的输入有关，而且与前面若干时刻的输出有关。它对单位冲激的响应无限延续，称为无限冲激响应系统，记为IIR系统

2.2.1数字滤波器的优点

1.精度高

2.可靠性高

3.灵活性好

4.便于模块化

5.可获得很高的性能指标

2.2.2数字滤波器的特点

数字滤波器一般尽量用加减运算，少用乘除运算，以求运算量少；力争数据窗短，以求延时小。因此采用陷波器或梳状滤波器较为普遍。数字滤波器也像模拟滤波器一样，分低通、高通、带通、带阻等滤波器。

2.2.3对加减乘除法滤波器的结论

1.加法滤波器可消除某些整数倍谐波，但放大了直流分量。

2.减法滤波器可消除直流分量及某些整数倍谐波，对某些谐波可能放大。

3.只作加减运算，不作乘除运算，运算最简单。运算结构为非递归型结构。

4.暂态时延：滤波器方程式一旦确定，时延也就确定了，如Y(K)=X(K)-X(K-12),需要过去12点的数据，时延为20ms。

2.3.1一个实时数字滤波器通常在每个采样间隔中计算一次，一个数字滤波器运算时所用到的最早的一个采样到最晚的一个采样之间的时间跨度，定义为时间窗。

2.3.2滤波器的时延定义为从输入信号发生跃变时刻起到滤波器获得稳态输出之间的时间，记为τD。

2.3.3数字滤波器的计算量通常用乘除法次数来表示。

3.0.1微机保护的主要任务就是根据被保护对象，采用适当的离散运算方法进行相应的数值计算和逻辑计算，确定保护所需的电气量参数，并根据这些参数的计算结果以及保护的动作特性方程与定值，通过比较判断，最后输出跳闸与否的命令或是直接输出计算结果。

完成上述分析计算和比较判断以实现各种继电保护功能的方法称为保护算法。

3.0.2微机保护的算法可以分为两大类：解析法和模拟法。

3.0.3电气量参数的计算方法构成了微机保护算法的基础。

3.0.4保护算法的主要任务即是如何从包含有噪声分量的输入信号中，快速、准确的计算出所需的各种电气参数。3.0.5评价微保算法的标准包括精度、响应速度和运算量。

3.0.6微保算法包括基本算法和继电器的动作判据的算法。

3.1.1微机保护的基本算法（填对2、3个即可）

1.半周积分法

2.采样和导数算法

3.两采样值乘积法

4.正弦曲线拟合法

5.傅里叶算法

6.微分方程算法

7.最小二乘方算法

3.1.2傅里叶算法的优点

傅里叶算法有很好的滤波能力，不但能完全滤除一切谐波分量，也能较好地滤除线路分布电容引起的高频分量。3.3.1电力系统继电保护的发展经历了机械型保护、模拟式静态保护（包括晶体管保护和集成电路保护）到当前的微机保护。

3.3.2 ϕ2-ϕ1=180°的比相器可以分为2大类

1.当ϕ2=90°ϕ1=-90°时为余弦型比相器，其动作条件为90°＞arg(A

∙

/

B

∙

)＞-90°

2.当ϕ2=180°ϕ1=0°时为正弦型比相器，其动作条件为180°＞arg(A

∙

/

B

∙

)＞0°

4.1.1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。

4.1.2各保护CPU插件的保护软件配置为主程序和两个中断服务程序。主程序通常有3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。

4.1.3保护软件的3种工作状态：运行、调试和不对应状态

4.3.1采样中断服务程序主要包括采样计算、TV\TA 断线自检和保护起动元件3个部分 4.3.2检查TV 二次是否断线判据：

1.正序电压小于30V ，而任一相电流大于0.1A;

2.负序电压大于8V

4.3.3对大接地电流系统两个零序电流的判据 1.变压器“△”侧出现零序电流则判为该侧断线； 2.“Y ”接线侧，比较自产零序电流0

A B C I I I ∙

∙∙

+

+=和变压器中性点侧TA 引入的零序电流（03I ∙

），出现差流，则判断该侧TA 断线。 4.3.4起动元件的作用

为了提高保护动作的可靠性，保护装置的出口均经起动元件闭锁，只有在保护起动元件起动后，保护装置出口闭锁才被解除。

5.1.1微机保护的硬件一般由数据哪3大部分组成。他们的作用分别是什么？

采集系统、主机系统和开关量输入/输出系统

1.数据采集系统的作用是将输入至保护装置电压、电流等模拟量准确地转换成所需的数字量。

2.主机系统包括中央处理单元（CPU ）,只读存储器（通常采用EPROM ），随机存储器及定时器等。系统工作时，CPU 执行存放在EPROM 中的功能程序，同时对由数据采集系统输入至RAM 区的原始数据进行分析处理，从而实现各种继电保护功能。

3.开关量输入/输出系统包括若干个并行接口适配器，光电隔离器件及有接点的中间继电器等。该系统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。 5.1.2微机保护的装置输入信号主要有2大类，即开关量和模拟量信号。

5.1.3微机保护系统对电源要求较高，通常这种电源是逆变电源，即将直流逆变变为交流，再把交流整流为微机系统所需要的直流电源。

5.2.1目前，电力系统微机保护的数据采集系统主要有两种形式，即逐次比较式模数转换器（A/D ）构成的逐次比较式数据采集系统和以电压频率变换式模数转换器构成的电压/频率变换式（VFC ）数据采集系统。

5.2.2逐次比较式数据采集系统包括电压形成回路、前置模拟低通滤波器、采样保持电路、多路转换开关和模数转换器等模块

5.2.3微机保护中较常采用的滤波器分无源滤波器和有源滤波器两类

5.2.4模拟转换器的技术指标包括转换时间、分辨率、输入

模拟电压范围、相对精度、温度系数、电源功率等。但对微机保护来说，选择A/D 转换芯片时要考虑的主要是转换时间和分辨率，而其他指标由于误差很小，对于微机保护来说可以忽略。

5.2.5电压/频率变换式（VFC ）数据采集系统主要包括电压形成、VFC 回路、计数器等环节。

5.2.6用VFC 构成的数据采集系统主要有以下特点 1.精度高2.与CPU 接口简单3.易于为多CPU 共享 4.抗干扰能力强5.VFC 与常规A/D 系统完全等效 5.3.1微保硬件系统的数字核心部分组成尽管多种多样，各不相同，但他们一般由CPU 、存储器、定时/计数器、WATCHDOG 等组成。

5.4.1为了防止干扰的侵入，通常要经过光电隔离电路将开关量输入、输出回路与微机保护的主系统进行严格的隔离，使两者不存在点的直接联系，这也是微机保护保证可靠性的重要措施之一。 5.5.1键盘响应处理包括

1.落键识别

2.键号识别

3.重键处理

6.1.1电力系统微机保护装置在运行过程中，对其工作的可靠性要求主要体现在2个方面

1.在电力系统发生故障时，绝不允许出现拒动的问题。

2.电力系统正常运行时，微机继电保护装置不应有误动作。 6.1.2干扰就是除有用信号以外的所有可能对装置的正常工作造成不利影响的装置内部或外部的电磁信号。

6.1.3干扰的三个因素包括：干扰源，耦合途径和接收电路。 6.1.4共模干扰是引起回路对地电位发生变化的干扰。 6.1.5干扰的耦合方式

1.静电耦合方式

2.公共阻抗耦合

3.电磁场辐射耦合方式 6.1.6干扰对微机继电保护装置的影响主要表现在 1.运算或逻辑出现错误2.运行程序出轨3.损坏微机芯片 6.2.1目前，在微机继电保护装置中采用自动检测软件程序来实现对各元件的自动检测，检测方式有即时检测和周期检测两种。

7.2.1从故障类型区分有哪几种故障保护类型？ 1.定子故障保护 2.转子系统故障保护

3.危及轴系系统及电力系统的保护

7.2.2我国计算机式发电机定子绕组接地故障保护大都是基于3次谐波电压原理的保护。

7.3.1变压器在电压增高或电压不增高但频率降低时，会出现过历磁。

7.3.2常见过励磁保护多采用RC 电路串联分压，依靠电容C 两端电压U C 来近似反应过历磁倍数。