基于图形化语言编程技术的微机保护装置开发方法new

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1、http://www.paper.edu.cn一种基于图形化语言编程技术的微机保护装置开发方法赵志华重庆工商大学计算机科学与信息工程学院，重庆（400067）E-mail：zhaozhihua@ctbu.edu.cn摘要：介绍了微机保护装置开发手段的现状，通过分析提出了一种基于图形化语言进行保护装置开发的方法，通过一个应用实例，说明了其可行性和优势。关键词：微机保护，图形化语言，线路保护中图分类号：TM7741.微机线路保护装置开发和应用现状近年来,我国自行研制的微机型（也称作微机）线路保护装置在国内各大电力系统都已获得了广泛的应用,据统计仅2002年，220kV及以上系统输电线

2、路的主保护（高频保护、距离保护、零序保护、重合闸）总的动作次数21562次，其中微机线路保护装置总的动作次数18502次，占全部保护动作次数的85.8%，并且运行结果表明,微机保护无论其基本性能、调试检查、运行维护及事故分析诸方面都具有常规保护根本无法与其比拟的优势,深受用户的欢迎[5]。微机保护产品是一个具有特定功能和任务的小规模的计算机系统。微机保护的发展水平和状况取决于微电子技术、计算机技术和数字通信技术的发展水平。随着计算机技术和电力电子技术的发展，我国微机保护产品已经历了四个发展时代。20世纪80年代，我国开始了第一代微机保护产品的研制。这一时期的微机保护具备清晰的特征

3、：单CPU和多路开关加上A/D转换。由于只有一个CPU，要完成所有的保护算法，自检和人机接口功能，所以CPU或者某特定功能单元的异常可能造成整个保护的瘫痪。和第一代产品相比，第2代微机保护产品在提高可靠性方面采取了许多措施。首先，多CPU体系结构被采用并实现，各种不同的保护功能分别由不同的CPU完成。同时，保护继电器增强了自检、互检和监视。其次，采用VFC技术以实现模数转换，提高了测量精度和保护的稳定性。在这个时期，以8051系列为代表的8位单片机在微机保护产品中广泛被采用。进入20世纪90年代，集成芯片技术得到了很大的发展，新型的处理器在片内集成了更多的硬件资源包括EPROM、

4、RAM、可编程计数器和定时器，中断控制器、串口控制器和A/D转换器等。我国的微机保护产品也随之进入第三个时代。第3代微机保护产品开始采用功能更强大的16位单片机，简化外围电路设计。和第2代相比，典型的第3代微机保护产品采用了频率达4MHz的VFC110芯片，测量精度与14位的A/D芯片相当。同时增强了网络通信功能，通过网络互连能够集成到变电站自动化系统中。遗憾的是，几个主要的保护制造厂家各自的通信协议不能通用，使得在一个系统中选用多家产品时互连组网非常不便。除了硬件平台的性能提高外，许多新的保护原理和算法在第3代产品中开始采用和实现。特别是许多故障判别原理的应用对电力系统保护的性

5、能产生极大影响，提高了当电网发生短路或接地故障时保护的动作速度，同时也使抗CT饱和的能力得到了极大提高。目前在国内广泛使用的线路保护产品硬件品种繁杂，一般情况下，220KV及以上电压等级的线路保护由于要求可靠性高，采用冗余技术的硬件设计，110KV的线路保护则采用常规-1-http://www.paper.edu.cn设计，而35KV以下的馈线保护往往采用简化设计，从而给用户的维护和掌握增加了诸多不便，备品备件也十分麻烦。形成这种局面的主要原因是，一方面是早期的CPU功能不足，加上有些厂家片面追求硬件系统的最小化、简单化，硬件资源也不够丰富，无法通用。另一方面是管理和观念上，有些

6、设计员偏爱单打独斗式的开发，不同产品的设计者不习惯互相沟通，经常认为自己做的“最好”，别人开发的东西使用起来“不顺手”。造成了研发力量分散，低层次的重复开发十分严[2]重，不利于技术分工。目前我国的四大微机保护制造厂家正在研究开发第4代的微机保护，第4代保护产品已广泛应用了32位微处理器和高度统一的软硬件平台为特征，这正是电力系统客户对于安全性、可靠性和稳定性所必需的。硬件平台的统一是和微电子技术的发展密不可分的，随着技术的升级和成本的下降，才使得硬件平台的统一变成了可能。很显然，只有硬件平台统一后，才可能进行软件平台的统一。相同的硬件，装载不同的软件，将形成原理和功能各异的微机

7、保护，因此可以得出结论：微机保护的软件开发手段对其性能具有着决定性的影响。2.常规微机线路保护装置开发的局限性一般来说，对于220KV及以上电压等级需分相跳闸的输电线路,除分相电流差动保护外,都要设置选相元件,一旦选相元件出错,可能造成保护装置拒动,引起系统瓦解的恶果。目前国内使用最广泛的微机保护采用的是串行处理方式，设计有故障处理程序，正常运行时不执行故障处理程序，仅在检出电力系统发生故障时才执行故障处理程序，对这样一种处理模式，用常用的逻辑框图来表达是相当困难的，或者说根本无