微机继电保护

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1、微机继电保护【教学内容】绪论；微机保护的硬件结构。【教学目的】通过教学，使学生掌握微机保护的优缺点、微机保护的硬件组成及各组成部分的构成、作用【教学重点】微机保护的硬件组成。【教学难点】微机保护硬件各构成部分的工作原理。【教学过程】§1绪论一、计算机继电保护的发展在继电保护技术领域，计算机除了用作故障分析和保护动作性能分析外，1965年已提出用计算机构成继电保护装置。在20世纪70年代．计算机继电保护的研究工作主要是作理论探索，只有个别部门作了一些现场试验，但是限于计算机硬件的制造水平以及价格问题，故当时还不具备商业性地生产计算机继电保护装置的条件。到了20世纪70年代末期，计算机出现

2、了重大突破，大规模集成电路技术飞速发展，出现了一批功能足够强的微型计算机，价格也大幅度降低，因而无论在技术上还是经济上，已具备用一台微型计算机来完成一个电气设备保护功能的条件。1979年美国电气和电子工程师学会的教育委员会组织过一次世界性的计算机继电保护研究班。在此之后，世界各大继电器制造商都先后推出了各种定型的商业性微型计算机保护装置产品。目前发展最快的是日本，据日本有关部门预计，1987年的定货可能达到继电保护设备总产值的70％我国在计算机保护方面的研究工作起步较晚，但进步却很快。1984年，华北电力学院研制的第一台以6809(CPU）为基础距离保护样机在经过试运行后通过了科研鉴定

3、，它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。二、微机继电保护装置的特点1、调试工作量小。2、可靠性高。3、能够记录和输出故障时的有关信息量，方便事故分析和处理。4、在不改变硬件条件下，只改变程序就可以改变保护的特性和功能，可灵活地适应电力系统运行方式的变化。5、提供了一些解决问题的新方法和新原理。三、计算机继电保护的基本组成四、微机继电保护的优、缺点（一）优点：(1）程序可以实现自适应性，可按系统运行状态而自动改变整定值和特性。(2）有可存取的存储器。(3）在现场可灵活地改变继电器的特性。(4）可以使保护性能得到更大的改进。(5）有自检能力。(6）有利于事故后分析。(7）可

4、与计算机交换信息(8）可增加硬件的功能。(9）可在低功率传变机构内工作。（二）缺点：(1）与传统的保护有根本性的背离。(2）使用者较难维护。(3）要求硬件和软件有高度可靠性(4）硬件很快成为过时。(5）在操纵和维护过程中，使用人员较难掌握。§2绪论一、微机保护装置的硬件结构（一）硬件结构框图（二）各组成部分作用1、信号输入电路微机保护装置输人信号主要有两类，即开关量和模拟量信号。信号输人部分就是妥善处理这二类信号，完成单片微机输人信号接口功能。2、单片微机系统微机保护装置的核心是单片机系统，它是由单片微机和扩展芯片构成的一台小型工业控制微机系统，除了硬件之外，还有存储在存储器里的软件系

5、统。这些硬件和软件构成的整个单片微机系统主要任务是完成数值测量、逻辑运算及控制和记录等智能化任务。除此之外，现代的微机保护应具备各种远方功能，它包括发送保护信息并上传给变电站微机监控系统，接收集控站、调度所的控制和管理信息。这种单片微机系统可以是单CPU或采用多CPU系统。3、人机接口在许多情况下，单片微机系统必须接受操作人员的干预，如整定值输入、工作方式的变更，对单片机微机系统状态的检查等都需要人机对话。这部分工作在CPU控制之下完成，通常可以通过键盘、汉化液晶显示、打印机及信号灯、音响或语言告警等来实现人机对话。4、输出通道输出通道部分是对控制对象实现控制操作的出口通道。通常这种通

6、道主要任务是将小信号转换为大功率输出，满足驱动输出的要求。在出口通道里还要防止控制对象对微机系统的反馈干扰，因此出口通道也需要光隔离。显然输出通道仍然是一种被控对象与微机系统之间的接口电路。5、电源微机保护系统对电源要求较高，通常这种电源是逆变电源，即将直流逆变为交流，再把交流整流为微机系统所需要的直流电压。它把变电所的强电系统的直流电源与微机的弱电系统电源完全隔离开。通过逆变后的直流电源具有极强的抗干扰水平，对来自变电所中的因断路器跳合闸等原因产生的强干扰可以完全消除掉。二、微机保护的数据采集系统1、电压形成回路微机继电保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换

7、器上取得信息。但这些互感器的二次数值、输人范围对典型的微机继电保护电路却不适用，需要降低和变换。在微机继电保护中通常要求输入信号为5V或10V的电压信号，具体决定于所用的模数转换器。2、采样保持电路（1）采样的基本原理（2）对采样电路的基本要求（3）采样方式（4）采样频率的选择可以证明，如果被采样信号中所含最高频率成一约频率为f则采样频率f必须大于f的二倍，否则将造成频率混叠。3、模拟量多路转换开关由于保护装置所需同时采样的电流和电压模拟量不会