电力系统微机保护装置原理课件.pptx

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1、电力系统微机继电保护CONTENT1微机保护硬件2微机保护软件继电保护知识复习31微机保护硬件1.微机保护的硬件系统组成2.两种A/D转换方式的数据采集系统3.数模转换器的作用及形式4.开关量输入及输出回路特点（光电耦合原理）微机保护的硬件系统组成微机保护硬件主要包括数据采集部分（电压，电流等模拟量输入变换等）；数据处理，逻辑判断及保护算法的数字核心部件（CPU，存储器等）；开关量输入/输出通道以及人机接口（键盘，液晶显示器等）。微机保护从功能上分为6个组成部分：数据采集系统（模拟量输入系统）数据处理系统

2、（CPU主系统）开关量输入/输出回路人机接口通信接口电源回路数据采集系统：模拟量离散的数字量两种A/D转换（数/模转换）方式：一是基于逐次逼近型A/D转换方式（ALF）二是利用电压/频率变换（VFC）模拟量：电量信号是在时间和数值上连续变化的信号。数字量：信号在时间上离散，在数值上量化的信号。基于逐次逼近型A/D转换方式（ALF）组成：电压形成回路，模拟滤波器ALF，采样保持回路S/H，多路开关MPX，A/D转换基于逐次逼近型A/D转换方式（ALF）的数据采集系统模拟滤波单元：采样定理(即采样频率必须大于

3、原始信号中最高频率的2倍fs≥2fmax)作用：滤去高于2fs信号分类：有源滤波：滤波性能良好，介数高无源滤波：频率特性是单调衰减采样保持回路：Ts：采样周期采样频率fs=1/Ts采样频率fs误差越小，CPU性能要求越高。采集点数=fs/50利用电压/频率变换（VFC）的数据采集系统原理：VFC把输入的交流模拟电压量usr(t)转变为脉冲信号u0(t)输出。脉冲信号u0(t)的频率f(t)与输入电压usr(t)成正比。VFC的输出位数取决于两个因素：VFC输出脉冲的最高频率fVFC和采样间隔Ts的大小和积

4、分间隔个数N优点：电压越高，频率个数越多，增大m可以提高分辨率和精度。VFC具有抗干扰能力，具有滤去高次谐波的特点；VFC输出的频率信号是数字脉冲量。数模转换器的（编译电路）分类及作用010203作用：把连续的模拟量信号转换为离散的数字信号。分类：直接型：直接把模拟量转换为数字量间接型：先把模拟量转换成某种变量，再转换为数字量。分辨率：A/D转换器的位数量化误差：±Q/2位数越多，Q越小，量化误差越小，分辨率越高。开关量输入及输出回路特点（光电耦合原理）开关量输出（DO）开关量输出（DO）主要包括保护的出

5、口跳闸，本地和中央信号以及通讯接口，打印机接口等。光电耦合器是把发光器件和光敏器件按照适当的方式组成，实现以光信号为媒介的电信号变换作用：用来传递模拟信号，实现电气隔离，提高抗干扰能力，也可以作为开关器件使用。工作方式：（1）二极管通过的电流较小时，产生的光电流较小，处于截止状态；（2）二极管通过的电流较大时，产生的光电流较大，处于导通状态；开关量输入及输出回路特点（光电耦合原理）开关量输入（DI）开关量输入（DI）是指识别运行开关，运行条件等。是反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量。可以作为数字量读入。

6、分类：一类是装在保护装置面板上的触电；为开关量提供输入通道，并在数字保护装置内外部之间实现隔离，减少外部干扰。另一类是从装置外部经过端子排引入装置的触电；实现两侧电气隔离，提高抗干扰能力。2微机保护软件1、微机保护软件程序结构2、中断的概念及功能3、熟悉保护装置人机对话菜单4、了解微机保护算法微机保护各程序的关系（1）主程序执行：上电，复位初始化自检打印报告功能：振荡闭锁模块（2）故障处理程序执行：启动元件启动后进入程序故障计算保护逻辑（重合闸逻辑）跳（合）闸逻辑功能：中断服务程序执行：响应定时器中断后执

7、行。每Ts时间执行一次，在Ts时间内必须执行完成。采样（读数）电流电压求和自检启动元件（DI1）发展性故障判别元件（DI2）功能当各种参数，信息，活动等需要及时处理时，可以在任意时刻向危机发出中断请求，要求微型机快速响应，达到快速处理的目的。实现微型机和其他设备同时工作，并实现对异常情况的自行处理。中断源——定时器中断，通信中断，异常中断中断优先级别微机保护算法类型（1）正弦函数模型法（半周期积分算法，导数算法，两采样值积算法，三采样值积算法）（2）傅里叶算法（全周波傅里叶算法，半周波傅里叶算法，基于傅里

8、叶算法的滤序算法）（3）解微分方程算法（4）序分量滤过器算法（直接移相法，差分移相法）（5）相位比较器算法（6）增量元件算法分析和评价各种不同的算法优劣的标准：精度和速度。速度又包括两个方面，一个是算法所要求的采样点数。另外一个是算法的运算工作量。算法的作用：（1）计算各种故障参数（电流，电压的有效值，幅值，阻抗的大小）（2）可以进行移项处理（波形）（3）可以计算序分量（4）故障时的相位（5）计算突变量（6）选相元件（选择相别