微機保護簡要概述

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1、微機保護簡要概述一、微機繼電保護裝置特點①調(diào)試維護方便在微機保護應(yīng)用之前，整流型或晶體管型繼電保護裝置的調(diào)試工作量很大，原因是這類保護裝置都是布線邏輯的，保護的功能完全依賴硬件來實現(xiàn)。微機保護則不同，除了硬件外，各種復(fù)雜的功能均由相應(yīng)的軟件(程序)來實現(xiàn)。②高可靠性微機保護可對其硬件和軟件連續(xù)自檢，有極強的綜合分析和判斷能力。它能夠自動檢測出其自身硬件的異常，并配合多重化措施，可以有效地防止拒動；同時，軟件也具有自檢功能，對輸入的數(shù)據(jù)進行校錯和糾錯，即自動地識別和排除干擾，因此可靠性很高。目前，國內(nèi)設(shè)計與制造的微機保護均按照國際標(biāo)準(zhǔn)的電磁兼容試驗(EMC，Electromagnet

2、icCompatibility)來考核，進一步保證了裝置的可靠性。③易于獲得附加功能傳統(tǒng)保護裝置的功能單一，僅限于保護功能，而微機保護裝置除了提供傳統(tǒng)保護功能外，還可以提供一些附加功能。例如，保護動作時間和各部分的動作順序記錄，故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等。對于線路保護，還可以提供故障點的位置(測距)，這將有助于運行部門對事故的分析和處理。④靈活性由于微機保護的特性主要由軟件決定，因此替換或改變軟件就可以改變保護的特性和功能，且軟件可實現(xiàn)自適應(yīng)性，依靠運行狀態(tài)自動改變整定值和特性，從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運行方式的變化。⑤改善保護性能由于微機的應(yīng)用，可以采用一些新

3、原理，解決一些傳統(tǒng)保護難以解決的問題。例如，利用模糊識別原理判斷振蕩過程中的短路故障，對接地距離保護的允許過渡電阻的能力，大型變壓器差動保護如何識別勵磁涌流和內(nèi)部故障，采用自適應(yīng)原理改善保護的性能等。⑥簡便化、網(wǎng)絡(luò)化微機保護裝置本身消耗功率低，降低了對電流、電壓互感器的要求，而正在研究的數(shù)字式電流、電壓互感器更易于實現(xiàn)與微機保護的接口。同時，微機保護具有完善的網(wǎng)絡(luò)通信能力，可適應(yīng)無人或少人值守的自動化變電站。二、微機保護裝置的硬件構(gòu)成與原理1、微機保護裝置硬件構(gòu)成微機保護主要是由計算機、輸入輸出接口、人機聯(lián)系、軟件等構(gòu)成。微機保護裝置硬件構(gòu)成示意圖①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)微機系統(tǒng)只能識別數(shù)字

4、量，保護所反應(yīng)的電流、電壓等模擬信號需轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的微機系統(tǒng)能接受的數(shù)字信號。②微機系統(tǒng)用來分析計算電力系統(tǒng)的有關(guān)電量和判定系統(tǒng)是否發(fā)生故障，然后按照既定的程序動作。這是微機保護裝置的核心，一般包括：微處理器(CPU)、存儲器、定時器等。CPU是微機系統(tǒng)自動工作的指揮中樞；存儲器是用于保存程序和數(shù)據(jù)；定時器用于觸發(fā)采樣信號，在V/F變換中，是頻率信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的關(guān)鍵部件。③開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)輸入系統(tǒng)用于采集有接點的量（如瓦斯保護、溫度信號等）作為開關(guān)量輸入；執(zhí)行通過開關(guān)量輸出，起動信號、跳閘繼電器等，完成保護各種功能。④人機對話接口用于調(diào)試、定值整定、工作方式設(shè)定、動作行為記錄

5、、與系統(tǒng)通信等。包括：打印、顯示、鍵盤及信號燈、音響或語言告警等。⑤電源電源是微機保護裝置重要組成部分，通常采用逆變穩(wěn)壓電源。2、微機保護數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)A/D式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖所示：①電壓形成回路微機繼電保護要從被保護對象的電流、電壓互感器處取得相應(yīng)信息。但這些二次數(shù)值、輸入范圍對典型的微機繼電保護電路卻不適用，需要降低和變換。一般采用變換器來實現(xiàn)變換。（微機保護參數(shù)的輸入范圍：0～5V或4～20mA）②采樣保持與低通濾波由于微機保護只能對數(shù)字量進行運算和判斷，所以應(yīng)將連續(xù)模擬量變?yōu)殡x散量。采樣保持電路作用就是在一個極短的時間測出模擬量在該時刻的瞬時值；并要求在A／D轉(zhuǎn)換期間保持不變

6、。同時采樣：繼電保護大多數(shù)原理是基于多個輸入信號，如三相電流、三相電壓等。在每一個采樣周期對通道的量全部同時采樣。采樣頻率：采樣間隔的倒數(shù)稱為采樣頻率。采樣頻率的選擇是微機保護中的一個關(guān)鍵問題。頻率高，采樣精確，但對A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度要求也高，投資也就越高。為了將信號波頻率限制在一定頻帶內(nèi)，一般利用低通濾波器將高頻分量濾掉，這樣可降低采樣頻率，即降低對硬件的要求。③多路轉(zhuǎn)換開關(guān)為了保證阻抗、功率方向等不受影響，對各個模擬量要求同時采樣，以準(zhǔn)確地獲得各量之間的相位關(guān)系。同時節(jié)省硬件，可利用多路開關(guān)輪流切換各通路，達到分時轉(zhuǎn)換的目的，共用A/D轉(zhuǎn)換器。④模數(shù)轉(zhuǎn)換器作用:將輸入模擬量

7、變?yōu)榕c其成正比的數(shù)字量,以便進行處理、存儲、控制和顯示。3、開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)①開關(guān)量輸入輸入方式：裝置面板輸入、經(jīng)端子排引入。②開關(guān)量輸出回路4、人機聯(lián)系①人機接口回路微機保護的人機接口回路是指鍵盤、顯示器及CPU插件電路。作用：通過鍵盤和顯示器完成人機對話任務(wù)、時鐘校對及CPU插件通信和巡檢任務(wù)。在單CPU結(jié)構(gòu)的保護中，接口CPU就由保護CPU兼任。在多CPU結(jié)構(gòu)保護中，另設(shè)專用的人機接口CPU插件。②鍵盤、顯示器接口鍵盤處理內(nèi)容：落鍵識別、鍵號識別、重鍵處理。