电气系统继电保护第10章微机保护基础.ppt

《电气系统继电保护第10章微机保护基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第10章微机保护基础第一节绪论微机保护的发展概况微机保护的特点第二节微机继电保护硬件系统的构成原理传统保护装置硬件系统构成微机保护装置硬件系统构成第三节模拟量输入部分ADC式数据采集系统电压形成电路采样保持（S/H）电路和模拟低通滤波器（ALF)逐位比较式A/D转换VFC数模变换器第四节开关量输入回路第五节开关量输出回路10.1绪论10.1.1微机保护的发展概况20世纪60年代末期，国外提出用计算机构成继电保护的倡议。当时还不具备商业性生产这类保护装置的条件，早期的研究工作是以小型机为基础的,要采用

2、一台小型计算机来实现多个电气设备或整个变电站的保护功能。70年代中期，随着大规模集成电路技术的发展，微型计算机进人实用阶段，性价比和可靠性大为提高，为微机保护的实用化打下了硬件基础。经过30多年的发展和变化，目前微机保护已经在各个电力系统的变电站、发电厂和线路上大量使用。(l）维修调试方便相比较于过去大量使用的整流型继电保护装置，微机保护装置几乎可以不用调试，微机保护对硬件和软件都有自检功能，装置上电时，有故障就会立即报警，可以大大地减轻运行维护的工作量。(2）可靠性高在各种保护方法中，考虑到了电力

3、系统中的各种情况，具有很强的综合分析和判断能力。微机系统运行时，可以不断进行自检，因此，可以立即检查出微机保护内部的大多数随机故障，而采取适当的纠正措施。(3）易于获得各种附加功能由于计算机的通用性，因而在继电保护硬件的基础上，可以很方便地通过增加软件的方法获得保护之外的功能。例如，保护的动作顺序记录，故障谐波分析，故障测距，低频减载等。10.1.2微机保护的特点(4）保护性能易于改善对于相同的硬件，可以通过算法的不同，实现不同的保护。这样，也就可以通过改善算法来不断完善保护性能，而不需要改动硬件。

4、通过软件算法的改善，可以较好地解决原有模拟继电保护装置无法解决的一些问题。(5）便于远方监控目前的微机保护装置均设有通信接口，这样可以方便地将各地保护装置纳入变电站综合自动化系统，可以实现远方修改定值与投切保护装置。（6）灵活性大目前，国内中低压变电站内不同一次设备的保护装置在硬件设计时，尽可能采用同样的设计方案。而超高压电力系统保护装置若采用多CPU实现多种保护功能时，每块CPU模块的硬件设计也倾向于尽量相同。由于保护的原理主要由软件决定，因此，只要改变软件就可以改变保护的特性和功能，从而可灵活地

5、适应电力系统发展对保护要求的变化，也减少了现场的维护工作量。（7）经济性好微处理器和集成电路芯片的性能不断提高而价格一直在下降，而电磁型继电器的价格在同一时期内却不断上升。而且，微机保护装置是一个可编程序的装置，它可基于通用硬件实现多种保护功能，使硬件种类大大减少。这样，在经济性方面也优于传统保护。10.2微机继电保护硬件系统的构成原理10.2.1传统保护装置硬件系统构成电力系统发生故障时，相关电气参数将发生变化。例如，电流增大、电压降低以及电流与电压之间的相位角变化等。利用故障前后这些基本电气参数

6、的差别，就可构成不同原理的继电保护装置，如：(l）反应电流数值变化的电流速断保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护；(2）反应电压数值变化的低电压或过电压保护；(3）既反应电流数值变化义反应短路功率方向的方向过电流保护；(4）反应被保护设备两端输入电流与输出电流矢量变化的电流差动保护；(5）反应电压与电流矢量比值变化的距离保护；(6）反应电压或电流序分量特征的序分量保护；(7）反应电压或电流某次谐波分量特征的保护如二次谐波制动原理的变压器差动保护等。根据不同原理构成的继电保护装置种类虽然很多，但一

7、般情况下，它们都是由二个基本部分组成，即测量部分、逻辑部分和执行部分，其原理框图如下所示。图10.1传统继电保护装置的原理结构图各基本部分的作用是：(l）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。(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、出现的顺序，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

8、正常运行时发出报警信号；正常运行时不动作等。10.2.2微机保护装置硬件系统构成微机保护装置硬件系统按功能可分为如下五个部分(l）数据采集单元。包括电压形成和模数转换等模块，完成将模拟输入量准确地转换为数字量的功能；(2）数据处理单元。包括微处理器、只读存储器、随机存取存储器、定时器以及并行口等。微处理器执行存放在程序存储器中的保护程序，对由数据采集系统输入至随机存取存储器中的数据进行分析处理，以完成各种继电保护的功能；(3）开关量输入／输出接口。由若干并行接口、光电