微机保护算法

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1、第八章微机保护第一节微机保护系统简介第二节微机保护装置的硬件系统第三节微机保护的算法第四节微机保护装置的软件构成第五节提高微机保护可靠性的措施基本要求1．了解微机保护的发展、基本构成、特点。2．掌握微机保护的基本组成。3．掌握微机保护的常用算法。第一节微机保护系统简介一、微机保护的应用和发展概况近四十年来，计算机技术发展很快，其应用广泛而深入地影响着科学技术、生产和生活等各个领域。有关计算机保护的研究及开发就是电力系统计算机在线应用的重要组成部分。我国在这方面的起步相对较晚，但进展却很快。1984年上半年，华北电力学院

2、研制的第一套以6809(CPU)为基础的距离保护样机投入试运行。1984年底在华中工学院召开了我国第一次计算机继电保护学术会议，这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。进入90年代，我国已陆续推出了不少成型的微机保护产品。1．高速数据处理芯片的应用2．微机保护的网络化3．保护、控制、测量、信号、数据通信一体化4．继电保护的智能化5．自适应继电保护6．暂态保护微机保护的发展：二、微机保护装置的特点1．维护调试方便2．可靠性高3．易于获得附加功能4．灵活性大5．良好的性价比第二节微机保护装置的硬件系统微机保护

3、硬件示意框图如下图所示。1.数字核心部件微机保护装置的数字核心部件实质上是一台特别设计的专用微型计算机，一般由中央处理器（CPU）、存储器、定时器/计数器及控制电路等部分构成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连成一个系统，实现数据交换和操作控制。CPU主要有以下几种类型：（1）单片微处理器（2）通用微处理器（3）数字式信号处理器（DSP）2.模拟量输入（AI）接口部件继电保护的基本输入电量是模拟性质的电信号。一次系统的模拟电量可分为交流量、直流量以及各种非电量。它们经过各种互感器转变为二次电信号，再由引线端子进入微机

4、保护装置。这些由互感器输入的模拟电信号还要正确地变换成离散化的数字量。典型的交流AI接口按信号流程主要包括以下各部分：输入变换及电压形成回路、前置模拟低通滤波器（ALF）、采样保持（S/H）电路、模数变换（A/D）电路。3.开关量输入（DI）接口部件这里开关量泛指那些反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、开关或继电器触点的“通”或“断”状态、控制信号的“有”或“无”状态等。继电保护装置常常需要确知相关开关量的状态才能正确动作，外部设备一般通过其辅助继电器触点的“闭合”与“断开”来提供开

5、关量状态信号。4.开关量输出（DO）接口部件微机保护装置通过开关量输出的“0”或“1”状态来控制执行回路（如告警信号或跳闸回路继电器触点的“通”或“断”），因此开关量输出接口简称为DO（DigitalOutput）接口。DO接口的作用是为正确地发出开关量操作命令提供输出通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。5.人机对话接口（MMI）部件人机对话接口称为MMI（Man-MachineInterface）,其作用是建立起微机保护装置与使用者之间的信息联系，以便对保护装置进

6、行人工操作、调试和得到反馈信息。继电保护装置的操作主要包括整定值和控制命令的输入等；而反馈信息主要包括被保护的一次设备是否发生动作以及保护装置本身是否运行正常等。微机保护装置采用智能化人机界面使人机信息交换功能大为丰富、操作更为方便。6．外部通信接口（CI）部件外部通信接口简称为CI（CommunicationInterface），其作用是提供与计算机通信网络以及远程通信网的信息通道。CI可分为两大类：一类CI实现特殊保护功能的专用通信接口，另一类CI为通用计算机网络接口，可与电站计算机局域网以及电力系统远程通信网相连

7、。第三节微机保护的算法一、数字滤波在微机保护中滤波也是一个必要的环节，它用于滤去各种不需要的谐波，数字滤波器的用途是滤去各种特定次数的谐波，特别是接近工频的谐波。数字滤波器不同于模拟滤波器，它不是一种纯硬件构成的滤波器，而是由软件编程去实现，改变算法或某些系数即可改变滤波性能，即滤波器的幅频特性和相频特性。在微机保护中广泛使用的简单的数字滤波器，是一类用加减运算构成的线性滤波单元。它们的基本形式差分滤波加法滤波积分滤波等以差分滤波为例做简单介绍。差分滤波器输出信号的差分方程形式为(8-1)式中，x(n)、y(n)分别是

8、滤波器在采样时刻n(或n)的输入与输出；x(n-k)是n时刻以前第k个采样时刻的输入，k≥1。对式(8-1)进行Ｚ变换，可得传递函数H(z)（8-2）将代入式(8-2)中，即得差分滤波器的幅频特性和相频特性分别为式(8-3)及式(8-4)(8-3)（8-4）式中,为输入信号频率；为采样周期，＝1/ƒs，ƒs为采样频率，通常要求ƒs