微机继电保护学习课件
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离保护MDP—1型经试运行后通过了科研鉴 定。其型号即通常所说的“01”型，于 1987年投入批量生产。 特点： 采用单CPU结构及多路转换的ADC模数变换 模式。
２、第二代微机保护装置
华北电力学院北京研究生部首先研制的。第一 套“11”型微机保护装置于1990年5月投入了试运 行。其代表产品WXH—11和WXB—11 。 特点：
1.3 我国微机继电保护存在的问题
➢ 微机保护在电力系统中的地位问题 ➢ 微机保护装置的标准化和质量监督 ➢ 微机保护装置的硬件、软件和规范化问题 ➢ 产品的先进性和实用性、经济性问题
1.4 微机继电保护的基本构成
计算机式继电保护是由“硬件”和“软件” 两部分组成的，硬件是实现继电保护功能的基础。 而继电保护原理是直接由软件，即由计算程序来 实现的，程序的不同可以实现不同的原理。程序 的好坏、正确与错误都直接影响着保护性能的优 劣、正确或错误。
2．微机继电保护装置的硬件系统
2.1 传统保护装置硬件系统构成 2.2 微机保护装置的硬件结构 2.3 微机保护的数据采集系统
2.1 传统保护装置硬件系统构成
根据不同原理构成的继电保护装置种类虽然很多，但 一般情况下，它们都是由三个基本部分组成，即测量部 分、逻辑部分和执行部分，其原理框图如图2.1所示。
➢ 自适应控制技术在继电保护中的应用
➢ 人工神经网络在继电保护中的应用
➢ 变电所综合自动化技术
➢ 数字信号处理器DSP 的应用 ➢ 高速数据采集系统(DAS) 应适应人工智能技术、小波分
析理论
➢ 综合利用模糊理论及人工神经网络各自的特点形成的模 糊神经网络已成为研究提高电力系统继电保护可靠性、 快速性、灵敏性及选择性的一个重要发展方向
(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。
2.2 微机保护装置的硬件结构
微机保护装置的典型结构 １、信号输入电路 ２、单片微机系统 ３、人机接口部分 ４、输出通道回路 ５、电源部分
采用不扩展的单片机，总线不引出芯片及较先进的 网络通信结构技术，使得我国保护装置的硬件结构提 高到国际先进水平。
4、第四代微机保护装置
以32位单片机以及数字信号处理器DSP构成的硬件结 构为主，其处理数据能力强、有效提高保护性能、硬件 资源丰富、总线接口灵活、开发手段先进、精度高、性 能稳定等优势在微机保护装置中显示了巨大的生命力。 以及微机保护向标准化、网络化、智能化等方向发展。
图1-1 典型的微机保护系统框图
＋５V
U=
逆变电源
CRT 键盘
±15V 人机接口
U、 I 模 拟 量 输 入
开关量输 入
单片微 机系统
打印
输出通道 输出通道
跳闸 信号
1.5 微机继电保护装置的特点及其优点
特点:
优点:
➢ 保护功能软件实现
➢ 维靠性高
➢ 数字存储技术
测量部分 输入故障参数
整定值
逻辑部分
跳闸或 执行部分 信号脉冲输出
图2.1：传统继电保护装置的原理结构图
图2.1：传统继电保护装置的原理结构图
测量部分 输入故障参数
整定值
逻辑部分
跳闸或 执行部分 信号脉冲输出
各基本部分的作用是：
(1)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。
输入的电压和电流信号，是模拟量信号。由于计 算机是一种数字电路设备，只能接受数字脉冲信号， 所以就需要将这一类模拟信号转换为计算机能接受 的数字脉冲信号。完成模拟量至数字脉冲的变换称 为模数变换，输入模拟量信号的模数变换电路也称 作输入信号调理电路。
➢ 动作正确率高
➢ 容易实现远方通信
➢ 易于获得各种附加功能
➢ 自检
➢ 保护性能容易得到改善
➢ 硬件标准化
➢ 使用灵活、方便
➢ 数据共享
➢ 具有远方监控特性
1.6微机保护新技术及其发展趋势
继电保护技术发展趋势向计算机化, 网络化, 智能化, 保护、控制、测量和数据通信一体化发 展 。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电 力系统继电保护领域中的普遍应用, 新的控制原 理和方法被不断应用于计算机继电保护中, 以期 取得更好的效果, 从而使微机继电保护的研究向 更高的层次发展, 出现了一些引人注目的新技术 和趋势。
微机继电保护 培训讲义
1．概述
1.1 微机保护的发展 1.2 我国微机保护的发展概况 1.3 我国微机继电保护存在的问题 1.4 微机继电保护的基本构成 1.5 微机继电保护装置的特点及其优点 1.6 微机保护新技术及其发展趋势
1.1微机保护的发展
1、 60年代至70年代初期 理论探索，样机试验 中小型计算机，单机集中保护方案 一机多用，速度限制，可靠性问题
结构与第一代“01”型完全不同，采用多单片机 并行工作，总线不引出插件，数模变换采用VFC方 式，保护精度与速度及可靠性有了大幅度提高。
３、第三代微机保护装置
北京哈德威四方保护与控制设备公司和华北电力大 学联合研制生产的CS系列产品，如线路保护CSL—101 系列、变压器保护CST—200系列。 特点：
2、 70年代中期至80年代中期 微处理器和微型计算机进入实用阶段 单处理器/单片机保护方案
3、80年代后期至90年代 多CPU结构保护方案 可靠性高，动作速度快，广泛应用
4、90年代中期以来 高性能单片机应用，专用DSP 网络通讯技术应用 新的保护原理研究
1.2 我国微机保护的发展概况
１、第一代微机保护产品 1984年华北电力学院研制的一套微机距
(一)信号输入电路
微机保护装置输入信号主要有两类，即开关量和 模拟量信号。信号输入电路部分就是妥善处理这二 类信号，完成单片微机系统输入信号接口功能。
通常输入的开关量信号不能满足单片微机的输入 电平要求，因此需要信号电平转换。为了提高保护 装置的抗干扰性能，通常还需要经整形、延时、光 电隔离等处理。
２、第二代微机保护装置
华北电力学院北京研究生部首先研制的。第一 套“11”型微机保护装置于1990年5月投入了试运 行。其代表产品WXH—11和WXB—11 。 特点：
1.3 我国微机继电保护存在的问题
➢ 微机保护在电力系统中的地位问题 ➢ 微机保护装置的标准化和质量监督 ➢ 微机保护装置的硬件、软件和规范化问题 ➢ 产品的先进性和实用性、经济性问题
1.4 微机继电保护的基本构成
计算机式继电保护是由“硬件”和“软件” 两部分组成的，硬件是实现继电保护功能的基础。 而继电保护原理是直接由软件，即由计算程序来 实现的，程序的不同可以实现不同的原理。程序 的好坏、正确与错误都直接影响着保护性能的优 劣、正确或错误。
2．微机继电保护装置的硬件系统
2.1 传统保护装置硬件系统构成 2.2 微机保护装置的硬件结构 2.3 微机保护的数据采集系统
2.1 传统保护装置硬件系统构成
根据不同原理构成的继电保护装置种类虽然很多，但 一般情况下，它们都是由三个基本部分组成，即测量部 分、逻辑部分和执行部分，其原理框图如图2.1所示。
➢ 自适应控制技术在继电保护中的应用
➢ 人工神经网络在继电保护中的应用
➢ 变电所综合自动化技术
➢ 数字信号处理器DSP 的应用 ➢ 高速数据采集系统(DAS) 应适应人工智能技术、小波分
析理论
➢ 综合利用模糊理论及人工神经网络各自的特点形成的模 糊神经网络已成为研究提高电力系统继电保护可靠性、 快速性、灵敏性及选择性的一个重要发展方向
(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。
2.2 微机保护装置的硬件结构
微机保护装置的典型结构 １、信号输入电路 ２、单片微机系统 ３、人机接口部分 ４、输出通道回路 ５、电源部分
采用不扩展的单片机，总线不引出芯片及较先进的 网络通信结构技术，使得我国保护装置的硬件结构提 高到国际先进水平。
4、第四代微机保护装置
以32位单片机以及数字信号处理器DSP构成的硬件结 构为主，其处理数据能力强、有效提高保护性能、硬件 资源丰富、总线接口灵活、开发手段先进、精度高、性 能稳定等优势在微机保护装置中显示了巨大的生命力。 以及微机保护向标准化、网络化、智能化等方向发展。
图1-1 典型的微机保护系统框图
＋５V
U=
逆变电源
CRT 键盘
±15V 人机接口
U、 I 模 拟 量 输 入
开关量输 入
单片微 机系统
打印
输出通道 输出通道
跳闸 信号
1.5 微机继电保护装置的特点及其优点
特点:
优点:
➢ 保护功能软件实现
➢ 维靠性高
➢ 数字存储技术
测量部分 输入故障参数
整定值
逻辑部分
跳闸或 执行部分 信号脉冲输出
图2.1：传统继电保护装置的原理结构图
图2.1：传统继电保护装置的原理结构图
测量部分 输入故障参数
整定值
逻辑部分
跳闸或 执行部分 信号脉冲输出
各基本部分的作用是：
(1)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。
输入的电压和电流信号，是模拟量信号。由于计 算机是一种数字电路设备，只能接受数字脉冲信号， 所以就需要将这一类模拟信号转换为计算机能接受 的数字脉冲信号。完成模拟量至数字脉冲的变换称 为模数变换，输入模拟量信号的模数变换电路也称 作输入信号调理电路。
➢ 动作正确率高
➢ 容易实现远方通信
➢ 易于获得各种附加功能
➢ 自检
➢ 保护性能容易得到改善
➢ 硬件标准化
➢ 使用灵活、方便
➢ 数据共享
➢ 具有远方监控特性
1.6微机保护新技术及其发展趋势
继电保护技术发展趋势向计算机化, 网络化, 智能化, 保护、控制、测量和数据通信一体化发 展 。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电 力系统继电保护领域中的普遍应用, 新的控制原 理和方法被不断应用于计算机继电保护中, 以期 取得更好的效果, 从而使微机继电保护的研究向 更高的层次发展, 出现了一些引人注目的新技术 和趋势。
微机继电保护 培训讲义
1．概述
1.1 微机保护的发展 1.2 我国微机保护的发展概况 1.3 我国微机继电保护存在的问题 1.4 微机继电保护的基本构成 1.5 微机继电保护装置的特点及其优点 1.6 微机保护新技术及其发展趋势
1.1微机保护的发展
1、 60年代至70年代初期 理论探索，样机试验 中小型计算机，单机集中保护方案 一机多用，速度限制，可靠性问题
结构与第一代“01”型完全不同，采用多单片机 并行工作，总线不引出插件，数模变换采用VFC方 式，保护精度与速度及可靠性有了大幅度提高。
３、第三代微机保护装置
北京哈德威四方保护与控制设备公司和华北电力大 学联合研制生产的CS系列产品，如线路保护CSL—101 系列、变压器保护CST—200系列。 特点：
2、 70年代中期至80年代中期 微处理器和微型计算机进入实用阶段 单处理器/单片机保护方案
3、80年代后期至90年代 多CPU结构保护方案 可靠性高，动作速度快，广泛应用
4、90年代中期以来 高性能单片机应用，专用DSP 网络通讯技术应用 新的保护原理研究
1.2 我国微机保护的发展概况
１、第一代微机保护产品 1984年华北电力学院研制的一套微机距
(一)信号输入电路
微机保护装置输入信号主要有两类，即开关量和 模拟量信号。信号输入电路部分就是妥善处理这二 类信号，完成单片微机系统输入信号接口功能。
通常输入的开关量信号不能满足单片微机的输入 电平要求，因此需要信号电平转换。为了提高保护 装置的抗干扰性能，通常还需要经整形、延时、光 电隔离等处理。