微机继电保护装置的硬件原理ppt课件.ppt

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1、第1章绪论一、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况60年代末期，提出用计算机构成保护装置的倡议。70年代，掀起了研究热潮。公开发表的有关论文200余篇，提出各种不同的算法原理和分析方法。1979年，曾组织过一次世界性的计算机保护研究。出现微型机，价格大幅度降低，继电器制造商推出了各种定型的商业性微机保护装置产品。1984年国内第一套微机距离保护样机运行，并科研鉴定1986年全国第一台微机高压线路保护装置研制成功。一、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况*高中压等级继电保护设备几乎为微机保护产品*微机保护加网络通信等技术*变电站综合自动化系统、配网自动化系

2、统（保护、测量、控制、录波、监视、通讯、调节、报表和防误操作等多种功能融为一体）*安全、稳定和可靠、经济运行*变电站实现无人或少人值班*朝着高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵活性和网络化、智能化、模块化、动作过程透明化方向发展。二、微机继电保护装置的特点1．维护调试方便*硬件是计算机（简单的操作就可以检验微机的硬件是否完好）*各种功能是由相应的软件（程序）来实现*大大减轻运行维护的工作量2．可靠性高*自动纠错（即自动地识别和排除干扰，防止由于干扰而造成误动作）*自诊断能力（能够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动）二、微机继电保护装置

3、的特点3．易于获得附加功能配置打印机，或者其它显示设备，或通过网络连接到后台计算机监控系统，可以在电力系统发生故障后提供多种信息。保护动作时间和各部分的动作顺序记录，故障类型和相别及故障前后电压和电流的波形记录等。对于线路保护，还可以提供故障点的位置（测距）。有助于运行部门对事故的分析和处理。二、微机继电保护装置的特点4.灵活性大特性主要由软件决定（不同原理的保护可以采用通用的硬件），因此只要改变软件就可以改变保护的特性和功能。从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。5．保护性能得到很好改善很多原有型式的继电保护中存在的技术问题，找到新的解决办法。（例如允许

4、过渡电阻的能力，区别振荡和短路，识别励磁涌流和内部故障等问题都已提出了许多新的原理和解决方法。）第1章微机保护的硬件原理1－1概述微型机保护系统的硬件一般包括以下三大部分:（1）数据采集系统（或称模拟量输入系统）电压形成、模拟滤波、采样保持（S/H）、多路转换（MPX）以及模数转换（A/D）将模拟输入量转换为数字量（2）微型机主系统微处理器（MPU）、只读存储器（ROM）或闪存内存（FLASH）、随机存取存储器（RAM）、定时器、并行接口以及串行接口等。1－1概述微型机执行编制好的程序，对由数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行分析、处理。完成各种继电保护

5、的测量、逻辑和控制功能。（3）开关量（或数字量）输入／输出系统由微型机的并行接口（PIA或PIO）、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成。完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部触点输入、人机对话及通讯等功能。1－1概述1－1概述发展：许多单一芯片将微处理器（MPU）、只读存储器（EPROM）、随机存储器（RAM）、定时器、模数转换器（A/D）、并行接口适配器（PIO）、闪存单元（FLASH）、数字信号处理单元（DSP，DigitalSignalProcessor）、通讯接口等多种功能集成于一个芯片内。功能齐全的单片微型机系统，为微机保护的硬件设计提供了更多

6、的选择。芯片对外连线没有数据、地址和控制总线的微型机，即“总线不出芯片”，提高微机保护设备的可靠性和抗干扰性能。1－2模拟量输入系统（数据采集系统）一、电压形成回路模拟量的设置基本准则：满足保护功能，输入的模拟量能够反应被保护对象的所有故障特征。高压线路保护：具备了全线速动保护（如高频保护或光纤电流纵联差动保护）、距离保护、零序保护和重合闸的功能。模拟量一般设置为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux共8个模拟量，其中，Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc用于构成保护的功能，Ux为断路器的另一侧电压，用于实现重合闸功能；三卷变压器差动保护：至

7、少应该接入三侧的三相电流，共9个模拟量。1－2模拟量输入系统（数据采集系统）一、电压形成回路中间变换器：将电流互感器、电压互感器或其它变换器上取得信号变换为±5V或±10V的电压信号。电压变换器：变换交流电压信号电抗变换器或电流变换器：将交流电流信号变换为成比例的电压信号。1．电抗变换器具有阻止直流、放大高频分量作用，当一次流过非正弦电流时，二次电压波形将发生严重的畸变，这是所不希望的。电抗变换器的优点是线性范围较大，铁芯不易饱和，有移相作用，另外，其抑制非周期分量的作用在某些应用中也可能成为优点。1－2模拟量输入系统（数据采集系统）2．电流变换器：传变信息

8、不失真（只要铁芯不饱和）移相、提取某一分量或抑制某些