第4章微机继电保护软件原理

第4章

微机继电保护的

软件原理

4.1 微机保护主程序框图原理

微机保护装置接通电源（上电）或整组复归时，CPU响应复位中断，进入主程序入口。

4.1.1 初始化

“初始化”是指保护装置在上电或整组复归时首先执行的程序，它主要是对微机系统及其可编程扩展芯片的工作方式初始化、各种标志设置、参数的设置、整定值加载等，以便在后面的程序中按预定方案工作。

初始化包括初始化（一）、初始化（二）及数据采集系统初始化三个部分。

、变压器“△”侧出现零序电流则判为该侧断线；2、“

、 、 ，与零序电流，如出现差流则判断该侧a I b I c I 0

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输电线路微机继电保护系统设计

- 继电保护课程设计输电线路微机继电保护系统设计 学院：物理与电子电气工程 专业：电气工程及其自动化 ： 学号： 摘要

输电线路继电保护是整个电力系统的重要组成部分，它的任务是快速准确地切除线路故障，保证电网安全运行。本文采用微机控制方法，对高压输电线路故障进行诊断和切除，取代传统电磁型继电保护装置。 线路保护装置采用STC12C5A60S2芯片作为控制核心，硬件电路主要包括芯片外围电路，模拟信号处理和采样电路，开关量输入输出电路，电源电路等。本文首先对整个控制系统进行软件仿真，然后再将设计应用到实际当中，阐述三段式电流保护的控制流程和软件实现方法。 关键词单片机；继电保护；整流；电流互感器

目录 1 绪论 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 微机继电保护的发展趋势及特点 (1) 1.3 本文主要工作 (2) 2 系统硬件设计 (3) 2.1 系统框架 (3) 2.2 系统仿真 (3) 2.2.1 仿真设计 (3) 2.2.2 部分电路分析 (4) 2.2.3 仿真结果 (7) 2.3 系统硬件 (7) 2.3.1 主要芯片和器件的选择 (7) 2.3.2 单片机最小系统设计 (10) 2.4 三段式电流保护理论 (12) 2.4.1 电流速断保护（第I段） (12) 2.4.2 限时电流速断保护（第II段） (12) 2.4.3 定时限过电流保护（第III段） (13) 2.4.4 三段式电流保护小结 (13) 3 系统软件设计 (13) 3.1 系统软件设计方案 (13) 总结 (14) 参考文献 (15)

1 绪论 1.1 设计背景 当今社会，电能已经成为人类最重要的能源之一，它几乎已经渗透到人类一切的活动当中。由于电能的生产是在相对集中的区域完成，所以电能的输送成为电力系统中重要组成部分。随着电网电压等级的不断升高和用电负荷的不断增加，输电安全也逐渐成为重要研究课题。 传统电力系统继电保护经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段。20世纪70年代以后，电力系统继电保护进入微机时代。微机继电保护降低了设备成本，提高了设备可靠性，同时具有控制灵活、准确，性能优良等特点，成为当今主流的继保控制核心。本文采用51单片机为核心，通过低压数字微机信号采集、数据分析、动作输出，实现对高压输电线路的诊断、分析、故障切除，保护电力系统安全运行。 1.2 微机继电保护的发展趋势及特点 继电保护技术发展趋势向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通 信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势[1]。 微机继电保护主要有以下特点： 1．改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护；可引进自动控制、新的数学理论和技术如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明。 2．可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3．工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置体积小，减少了盘位数量；功耗低。 4．可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5．使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 6．可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性等等。

微机继电保护实验报告

本科实验报告 课程名称：微机继电保护 实验项目：电力系统继电保护仿真实验 实验地点：电力系统仿真实验室 专业班级：电气1200 学号：0000000000 学生：000000 指导教师：000000 2015年12 月 2 日

微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。众所周知，传统的继电器是由硬件实现的，直接将模拟信号引入保护装置，实现幅值、相位、比率的判断，从而实现保护功能。而微机保护则是由硬件和软件共同实现，将模拟信号转换为数字信号，经过某种运算求出电流、电压的幅值、相位、比值等，并与整定值进行比较，以决定是否发出跳闸命令。 继电保护的种类很多，按保护对象分有元件保护、线路保护等；按保护原理分有差动保护、距离保护和电压、电流保护等。然而，不管哪一类保护的算法，其核心问题归根结底不外乎是算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、电流等的有效值和相位以及视在阻抗等，或者算出它们的序分量、或基波分量、或某次谐波分量的大小和相位等。有了这些基本电气量的计算值，就可以很容易地构成各种不同原理的保护。基本上可以说，只要找出任何能够区分正常与短路的特征量，微机保护就可以予以实现。 由此，微机保护算法就成为了电力系统微机保护研究的重点,微机保护不同功能的实现,主要依靠其软件算法来完成。微机保护的其中一个基本问题便是寻找适当的算法,对采集的电气量进行运算，得到跳闸信号，实现微机保护的功能。微机保护算法众多，但各种算法间存在着差异，对微机保护算法的综合性能进行分析,确定特定场合下如何合理的进行选择,并在此基础上对其进行补偿与改进,对进一步提高微机保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性,满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义。 目前已提出的算法有很多种，本次实验将着重讨论基本电气量的算法，主要介绍突变量电流算法、半周期积分算法、傅里叶级数算法。 二、实验目的 1. 了解目前电力系统微机保护的研究现状、发展前景以及一些电力系统微机保护装置。 2. 具体分析几种典型的微机保护算法的基本原理。 3. 针对线路保护的保护原理和保护配置，选择典型的电力系统模型，在MATLAB软件搭建仿真模型，对微机保护算法进行程序编写。 4. 对仿真结果进行总结分析。 三、实验容 1、采用MATLAB软件搭建电力系统仿真模型 2、采用MATLAB软件编写突变量电流算法 3、采用MATLAB软件编写半周积分算法 4、采用MATLAB软件编写傅里叶级数算法算法

微机继电保护习题带答案

微机继电保护习题 1.微机保护装置从功能上可分为6个部分：（数据采集系统），数字数字处理系统，（输出通道），（人机接口），（通信系统），电源电路。 2.数据采集系统包括隔离与电压形成（或模拟量输入变换回路）、（低通滤波回路）、采样保持回路、（多路转换器）和模数转换（A/D）回路等部分组成。 3.数据采集系统中的电压形成回路除了完成电量变换作用外，还起着（隔离）和（屏蔽）的作用。 4.采样保持电路的作用是，在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的（瞬时值），并在模数转换期间内（保持输出不变）。 5.电压信号经VFC变换后是（数字脉冲波），因此采用光隔电路容易实现数据采集系统与微机系统的（隔离），有利于提高刚干扰能力。 6．在微机保护中广泛使用光隔离器，主要利用了（开关器件）的功能，应用于逻辑电平和（信号）控制，实现两侧信号的传递和（电气的绝缘）。 7.分析和评价各种不同算法优劣的标准是（精度）和（速度）。 8.采用半周期积分算法计算被测电流，如果被测电流是100A时半周期积分结果是2500，现如果半周期积分结果是2000则被测电流是（）。 9.半周期积分算法可以抑制（高频）分量。对于50Hz的工频正弦量，数据窗延时为（3/4T）。 10.微机保护中，用离散傅里叶算法可用于求出各次谐波的（幅值）和（相位）。 11.R-L模型算法是以线路的简化模型为基础的，该算法仅能计算（测量阻抗），用于（线路距离）保护。 12.阶段式保护主要解决的问题主要是配合问题，即（保护范围）的配合和（动作时间）的配合。<整定值（边界）的配合> 13.阶段式电流保护的1段保护其保护范围现在在（线路全长）以内，一般要求去1段保护的保护范围应大于线路全长的（85%）。 14.第2段保护必须保护线路（全长并延伸至下一级线路），但不能超过下级线路的（15%）。 15.反时限电流保护的启动电流整定值按（定时限过电流）整定。 16.低频减载装置基本级的作用是根据（系统频率下降程度）依次切除不重要的

微机继电保护设计研究

https://www.wendangku.net/doc/147600253.html, 微机继电保护设计研究 运行过程中的电力系统，由于雷击、倒塌、内部过压或者错误的运行操作等都会造成故障及危害，一旦发现故障，我们就必须迅速采取并确保系统的可靠运行。当电气设备出现问题时，应根据系统运行的维护要求，确定出相应的保护动作。为了确保电力系统能够安全可靠的运行，继电保护装置就此运应而生。 随着计算机技术和电子技术的发展，使电力系统的继电保护突破了传统的电磁型、晶体管型及集成电路型继电保护形式，出现了微型机、微控制器为核心的继电保护形式，这种保护形势称为电力系统微机继电保护。 微机继电保护的原理和特点 传统的模拟式继电保护是根据电力系统中的模拟量（电压U、电流I）进行工作的，也就是将采集的模拟量与给定的机械量（弹簧力矩）、电气量（门槛电压）进行对比和逻辑运算，做出判断，从而完成相应的保护。 机电保护装置满足的四项基本要求依次是灵敏性、选择性、速动性、可靠性。 继电保护装置工作原理包括以下三部分：1.信号检测部分、2.逻辑判断部分、3.保护动作部分。其具体工作流程如下：信号检测部分从被保护侧采集相应的模拟量和开关量，传送到逻辑判断部分，通过算法进行处理，将所得结果与给定的整定值进行对比，判断系统是否出现故障并发出相应的动作命令，最终再由保护动作部分执行相应的动作。 现代微机保护则是将电力系统的模拟量（电压U、电流I）进行采样和编码之后，转换成数字量，通过微型计算机进行分析、运算和判断，从而实现电力系统的继电保护。 微机继电保护具有的特点：稳定性好、逻辑判断准确、设备维护方便、设备附加值高、适应性强。 微机继电保护的设计 微机继电保护的设计分为硬件设计和软件设计两部分。微机继电保护的硬件设计，从功能上讲，微机保护装置包括五个部分：数据采集单元，数据处理单元（CPU），开关量输入输出回路，人机接口部分和电源回路。 微机继电保护的软件设计中，系统软件是整个保护装置的灵魂，基于各个硬件设备的基础之上实现线路继电保护及监控的各种功能。这里以微机三段式电流保护为例主要介绍微机保护的主程序设计与自检模块。 随着电力自动化技术的日益发展，微机继电保护装置取代传统继电保护装置是个必然的趋势。通过引进微机控制技术，可使电力系统的运行更加安全、可靠、稳定、高效率。总之，随着微电子技术、计算机技术、网络技术和通信技术的发展，微机继电保护和变电站自动化系统在逐渐向智能化与网络化方向发展。

第二章 电力系统继电保护原理微机继电保护基本历程汇总

第二章微机继电保护基本历程 一、微机继电保护基础 §2.1 微机保护基本结构 微机保护的基本结构包括数据处理单元、模拟量输入系统、开关量输入输出系统、人机对话和外部通信系统四个部分, 图2-1是微机保护系统方框图。 ㈠数据处理单元一般由中央处理器（CPU ）、存储器、定时器/计数器及控制电路等部分组成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连成一个系统。继电保护程序在数字核心部件内运行，指挥各种外围接口部件运转、完成数字信号处理，实现保护原理。 CPU 是数字核心部件以及整个微机保护的指挥中枢，计算机程序的运行依赖于

CPU 来实现。存储器用来保存程序和数据，它的存储容量和访问时间也会影响整个微机保护系统的性能。定时器/计数器除了为延时动作的保护提供精确计时外，还可以用来提供定时采样触发信号、形成中断控制等作用。数字核心部件的控制电路包括地址译码器、地址锁存器、数据缓冲器、中断控制器等等，它的作用是保证微机数字电路协调工作。 ㈡模拟量输入系统 微机保护装置模拟量输入接口部件的作用是将电力传感器输入的模拟电量正确地变换成离散化的数字量，提供给数字核心部件进行处理。交流模拟量输入接口部件内部按信号传递顺序为：电压输入变换器和电流输入变换器及其电压形成回路、前置模拟低通滤波器、采样保持器、多路转换器、模数变换器。前置模拟低通滤波器是一种简单的低通滤波器，其作用是为了在对输入模拟信号进行采样的过程中满足采样定理的要求。采样保持器完成对输入模拟信号的采样。多路转换器是一种多信号输入、单信号输出的电子切换开关，可通过编码控制将多通道输入信号依次与其输出端连通，而其输出端与模数变换器的输入端相连。模数变换器实现模拟量到数字量的变换。 ㈢开关量输入输出系统 开关量是指反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、控制信号的“有”或“无”状态等。开关量输入接口部件的作用是为正确地反映开关量提供输入通道，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。开关量输出接口部件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。 ㈣人机对话和外部通信系统 微机保护人机对话接口部件通常包括以下几个部分：简易键盘、小型显示屏、指示灯、打印机接口、调试通信接口。

微机线路继电保护实验报告

微机线路继电保护实验报告开课学院及实验室： 学院年级、专 业、班 姓名学号 实验课程名称电力工程基础成绩 实验项目名称微机线路继电保护实验指导老师 一、实验目的 1）熟悉微机保护装置及其定值设置。 2）掌握采用微机保护装置实现三段式保护的原理、参数设置方法。 二、实验原理 三段式电流保护是分三段相互配合构成的一套保护装置。第一段是电流速断保护、第二段是限时电流速断保护、第三段是定时限过电流保护。第一段电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，第二段限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，第三段定时限过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。但由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。 电流速断部分由继电器1、2、3组成、限时电流速断部分由继电器4、5、6组成和过电流保护由继电器7、8、9组成。由于三段的启动电流和动作时间整定得均不相同，因此，必须分别使用三个电流继电器和两个时间继电器，而信号继电器3、6、9分别用以发出I、II、III段动作的信号。 三段式电流保护优点：接线简单、动作可靠，切除故障快，在一般情况下能够满足快速切除故障的要求。所以在电网中35kV、10kv及以下的电压配电系统中获得了广泛的应用。 三段式电流保护范围说明图 三段式电流保护原理接线图 三段式电流保护展开图 三、实验设备 电源屏，NFL641微机线路保护装置，MDLA断路器模拟装置，DL-802微机继电保护测试仪，PC机，实验导线若干。 4.1 定值管理 本装置的整定值均以数字形式存放在CPU 插件的E2PROM 中，可同时存放32套不同的整定值，以适应不同的运行方式。正常选择0区定值。 4.2 定值及软压板清单 4.2.1 定值说明 序号定值名称范围单位备注 1 控制字一0000～FFFF 无参见控制字说明，装置自动生成 2 控制字二0000～FFFF 无参见控制字说明，装置自动生成

微型机继电保护基础1 微机保护的硬件原理及设计选择原则

第一章微机保护的硬件原理及设计选择原则 1-1概述 微机保护出现20年来，得到了快速的发展，现有多个专业厂家生产微机保护装置，其硬件系统各有特点。 华北电力大学、杨奇逊院士： 第一代（84-90年）MPD-1、单CPU结构、硬件示意图如下： 可靠性差。 第二代：WXH-11（90年代以后）、多CPU结构

系统机 PRINTER 整个系统有五个CPU（8031）。四个CPU分别用来构成高频、距离、零序保护和综合重合闸，另一个CPU用来构成人机接口，A/D 转换采用VFC型。每一个CPU系统都是一个独立的微机系统，任何一个损坏，系统仍然工作。数据总线、控制总线和地址总线均不引出印刷电路板，可靠性较高。交流输入及跳闸出口部分可靠性较高。 第三代：CSL101A（1994年鉴定，96年推广）多CPU结构，与第二代不同之处在于： （1）C PU采用不扩展的单片机，即构成微机系统所需的微处理器、RAM、EPROM等全部集中在一个芯片内部，总线不出芯片，具有很高的抗干扰能力。 （2）V FC采用第三代VFC芯片VFC110最高震荡频率为4M，相当于A/D精度的14位。 （3）设有高频、距离、零序和录波CPU插件，重合闸不包括在保护

之中。 南京电力自动化研究院、南瑞公司 LFP-900系列（沈国荣院士） LFP-900系列包括从35KV~66KV 中低压线路保护220KV~500KV 线路高压超高压线路保护，用于不同电压等级时，保护的配置情况有所不同。 以LFP-901为例，说明配置情况。 采用多CPU 结构，含有三个CPU ，两个用于构成保护，一个用于人机接口CPU 均为Intel 80196KC 1CPU ：纵联保护（工频变化量方向、零序功率方向、复合式距离元 件）1Z 、零序后备保护 2CPU ：距离保护、综合重合闸 3CPU ：人机对话、起动、为出口提供？电压 1CPU 、2CPU 采用VFC 型A/D 转换，3CPU 采用逐次逼近式A/D 转换 最近又推出RCS-9000系列保护（单片机加DSP 结构）

微机保护和继电保护一样吗

微机保护和继电保护一样吗 1、原理上：微机保护与传统保护在原理上并无本质差异，只是微机本身强大的计算能力和存储能力使得某些算法在微机上可以很容易的实现， 2、使用上：微机保护集成化的软硬件模式，使得微机保护装置的可靠性大大提高，因此在使用上也更加简便，基本上就是一个黑匣子。 3、通讯上：传统保护基本上没有通讯功能，而微机保护可以扩展出以太网、485等多种通讯接口，通信很方便。 常规继电保护缺点:常规继电保护是采用继电器组合而成的,比如:过流继电器、时间继电器、中间继电器、等通过复杂的组合,来实现保护功能, 它的缺点: 1.占的空间大,安装不方便 2.采用的继电器触点多,大大降低了保护的灵敏度和可靠性 3.调试、检修复杂,一般要停电才能进行,影响正常生产 4.没有灵活性,当CT变比改动后,保护定值修改要在继电器上调节,有时候还要更换. 5.使用寿命太短,由于继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作. 6.继电器保护功能单一,要安装各种表计才能观察实时负荷 7.数据不能远方监控,无法实现远程控制

8.继电器自身不具备监控功能,当继电器线圈短路后,不到现场是不能发现的. 9.继电器保护是直接和电器设备连接的,中间没有光电隔离,容易遭受雷击. 10.常规保护已经逐渐淘汰,很多继电器已经停止生产. 11.维护复杂,故障后很难找到问题. 12.运行维护工作量大,运行成本比微机保护增加60%左右. 13.操作复杂、可靠性低,在以往的运行经验中发现很多事故的发生主要原因有两条:A人为原因:因为自动化水平低,操作复杂而造成事故发生.B继电保护设备性能水平低,二次设备不能有效的发现故障. 14.经济分析:常规保护从单套价来说比微机保护约便宜,但使用的电缆数量多、屏柜多、特别是装置寿命短、运行费用(管理费用、维护费用等)比微机保护高出60%,综合费用还是比微机保护多的. 微机保护优点: 1.微机保护是采用单片机原来,系统具备采集、监视、控制、自检查功能、通过一台设备可以发现:输电线路的故障,输电线路的负荷、自身的运行情况(当设备自身某种故障,微机保护通过自检功能,把故障进行呈现),采用计算机原理进行远程控制和监视. 2.由于微机保护采用各种电力逻辑运算来实现保护功能,所

微机继电保护设计

基于89c51单片机的继电保护装置的硬件设计 张银龙２００９０１１００３２９电气０９－３（订单） 1.1继电保护的发展趋势 继电保护技术未来趋势是向计算机化、网络化、智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。 1）计算机化 计算机硬件迅猛发展，系统集成度越来越高。单一处理器的处理速度和处理能力不断提高，处理速度的不断提高为单一芯片作为微机继电保护技术奠定了基础。89C51作为32位芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU寄存器、数据总线、地址总线都是32位，具有存储器管理功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。 2）网络化 计算机网络作为信息和数据通信的工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活面貌发生了根本变化。它深刻影响着个个工业领域，也为各个领域提供了强有力的通信手段。继电保护作用不只是限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统与重合闸装置分析这些信息和数据基础上协调动作，保证系统安全稳定运行。显然，实现这种系统保护基本条件是将全系统各主要设备保护装置用计算机网络联系起来，亦即实现微机保护装置网络化。 3）保护、控制、测量、数据通信一体化 实现继电保护计算机化和网络化条件下，保护装置实际上市一台高性能，多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可以将它所获被保护元件任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。每个微机保护装置可完成继电保护功能，无故障正常运行下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化、 4）智能化 今年来，人工智能技术在电力系统等各个领域都得到了应用，继电保护领域应用研究也已开始。神经网络是一种非线性映射方法，很多难以列出方程或难解的复杂问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。 1.2继电保护的基本任务 继电保护的基本任务包括： 1）自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分恢复正常运行。 2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减轻负荷或跳闸。 2.1继电保护的基本原理和保护装置的组成 2.1.1继电保护的基本原理 利用正常运行与区内外短路故障电气参数变化的特征构成保护的判据，根据不同的判据就构成不同原理的继电保护。例如： （1）电流增加（过电流保护）：故障点与电源直接连接的电气设备的电流会增加电压降低（低电压保护）：各变电站母线上的电压将在不同程度上有很大的降低，短路点得电压降到零。 （2）电流与电压的相位角会发生变化（方向保护）：正常20°左右，短路时60°~85°

微机继电保护技术现状

https://www.wendangku.net/doc/147600253.html, 微机继电保护技术现状 汇卓电力是一家专业研发生产微机继电保护测试仪的厂家，本公司生产的微机继电保护测试仪设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“微机继电保护测试仪“高压设备供应商而努力。 继电保护技术目前正向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,以期取得更好的效果,从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展。 计算机化

https://www.wendangku.net/doc/147600253.html, 随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了个发展阶段从位单结构的微机保护问世,不到年时间就发展到多结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。 保护、控制、测量、数据通信一体化 在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。 目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。 现在光电流互感器和光电压互感器已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用和的情况下,保护装置应放在距盯和最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。和的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。年天津大学提出了保护、控制、测量、

输电线路微机继电保护系统设计

— 继电保护课程设计 输电线路微机继电保护系统设计 ? ~ 学院：物理与电子电气工程 专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 摘要

输电线路继电保护是整个电力系统的重要组成部分，它的任务是快速准确地切除线路故障，保证电网安全运行。本文采用微机控制方法，对高压输电线路故障进行诊断和切除，取代传统电磁型继电保护装置。 ? 线路保护装置采用STC12C5A60S2芯片作为控制核心，硬件电路主要包括芯片外围电路，模拟信号处理和采样电路，开关量输入输出电路，电源电路等。本文首先对整个控制系统进行软件仿真，然后再将设计应用到实际当中，阐述三段式电流保护的控制流程和软件实现方法。 关键词单片机；继电保护；整流；电流互感器 、 @ ：

目录 1 绪论...................................................... 错误!未定义书签。 设计背景................................................. 错误!未定义书签。 微机继电保护的发展趋势及特点............................. 错误!未定义书签。 本文主要工作 (2) 2 系统硬件设计.............................................. 错误!未定义书签。 系统框架................................................. 错误!未定义书签。 系统仿真................................................. 错误!未定义书签。 仿真设计............................................... 错误!未定义书签。 部分电路分析........................................... 错误!未定义书签。 仿真结果............................................... 错误!未定义书签。 系统硬件 (7) 主要芯片和器件的选择................................... 错误!未定义书签。 单片机最小系统设计..................................... 错误!未定义书签。 三段式电流保护理论....................................... 错误!未定义书签。 电流速断保护（第I段）................................. 错误!未定义书签。 限时电流速断保护（第II段）............................ 错误!未定义书签。 定时限过电流保护（第III段）........................... 错误!未定义书签。 三段式电流保护小结..................................... 错误!未定义书签。 3 系统软件设计.............................................. 错误!未定义书签。 系统软件设计方案......................................... 错误!未定义书签。总结.. (14) 参考文献 (15)

继电保护基本原理

继电保护基本原理及电力知识问答 刘甲申主编 许继教育中心电气销售公司人力资源部编

编审委员会成员名单 主任委员：程利民许继集团副总裁高级经济师 副主任委员：谢世坤许继集团副总裁高级工程师 任志航许继集团电气销售公司总经理工程师 刘福成许继集团电气销售公司经理、书记工程师 晋国运许继集团教育中心主任高级讲师 陈晓征许继集团人力资源部部长副研究员 委员：过薇胡克明段卫东

前言 本书是为提高许继集团员工综合素质，由教育中心、许继电气销售公司和人力资源部共同编写和出版，是针对电气工程类职工的培训教材。 本书共分为三篇：第一篇为继电保护基本原理，作者以天津大学贺家李、宋从矩老师编写的《电力系统继电保护原理》为蓝本，根据自己多年从事继电保护产品的设计、研发、试验以及教学培训的经验和体会，结合许继集团的产品实际进行改编，力求做到删繁就简、去粗取精、简明扼要、突出重点，把最精华的部分呈献给读者。第二篇为新产品的介绍，该篇针对许继集团最近几年研制开发并已成功推向市场的8000系列综自和800系列保护的产品，简单介绍了这些产品的主要功能、特点、分类、应用范围，并与国内的几个主要生产厂家的产品作了对比。第三篇为电力基础知识，该篇除了电力系统、继电保护、自动化的基础知识以外，还包括了许继集团各子公司的主要产品。作者查阅了大量的相关资料，筛选出了二百多道题目，采用问答的形式编写，便于读者学习和掌握。 本书可以作为许继集团有限公司电气工程类设计研发人员、制造人员、工程调试人员、售后服务人员、市场营销人员、销售人员及新员工培训的教材，也可以作为电力部门继电保护人员调试、运行、维护的培训和参考资料。 全书由刘甲申主编，任志航、刘福成校核，谢世坤审核，教育中心、电气销售公司和人力资源部共同编辑出版。 本书在编写过程中得到了各相应子公司的大力支持和帮助，在此一并致谢。 由于编写时间紧张，作者能力有限，书中难免有错误和不当之处，敬请读者批评指正。 编委 2006年1月

微机线路继电保护装置功能介绍及作用

微机线路继电保护装置功能介绍及作用 微机线路继电保护装置功能介绍及作用 线路保护装置主要功能有： u u u u u u u u u u u u u u 三段式过流保护（方向闭锁、低电压闭锁）过负荷保护反时限过流保护（3种标准特性方程）三段式零序方向过流保护低电压保护零序过压保护非电量保护小电流接地低压解载保护断线报警三相二次重合闸（检无压、同期、不检）；独立整定的合闸加速保护（前/后加速）；独立的操作回路及故障录波。 测控功能有： u u u u 16路遥信开入采集正常断路器遥控分合闸；模拟量的遥测；开关事故分合次数统计 保护信息功能有：

u u u u 保护定值远方/就地查看、修改；保护功能远方/就地查看、修改；装置状态的远方 /就地查看；装置保护动作信号的远方/就地复归。 以上各种保护均有软件开关，可分别投入和退出。 录波功能： 装置具有故障录波功能，记忆最新8套故障波形，记录故障前3个周波，故障后5个 周波，进行故障分析，上传当地监控或调度。微机线路保护装置解决策略 我国微机保护装置经过近二十年的发展、更新、升级，其理论、原理、性能、功能、 硬件已经相当完善，能够最大程度适应电力系统运行需要，过多对微机保护装置的干预， 对电网的安全运行反而是不利的。目前，我们运行管理的理念和观念却还处在一个趋向保 守的状态，在微机保护装置运行、管理上存在不少的误区，已经严重影响到变电站自动化 进程。本文主要分析了微机线路保护装置重合闸的充电条件及发生“异常自动重合”的主 要原因，并提出了相应的现场解决方案。 1. 故障事例 电力系统的故障中，大多数是送电线路的故障（特别是架空线路），电力系统的运行 经验表明架空线路的故障大都是瞬时的，因此， 线路保护动作跳开开关后再进行一次合闸，就可提高供电的可靠性。进入20世纪90 年代后，微机保护装置开始推广应用，继电保护微机化率已达100％。但多年的现场实际 应用中，发现中低压线路微机保护（如：10KV 线路微机保护）的控制回路与重合闸回路 之间的配合有问题，导致微机线路保护出现多次“异常自动重合”的现象。事例1：2019 年10月28日，某110kV 变电站1台10kV 出线开关（该开关为SIEMENS-8BK20手车开关，保护配置为LFP-966微机线路保护）在线路故障时重合未成，调度发令将该开关置于“试验”位置（即将线路转为检修状态），值班员在将手车开关由“工作”位置移至“试验” 位置后开关即自行合上，保护装置的保护动作报告为重合闸动作。 2019年11月1日，事例2：某220kV 变电站1台110kV 出线开 关（该开关为GIS 组合电气开关，保护配置110KV 微机线路保护）在线路故障时重 合未成，调度发令该出线改线路检修状态，值班员在将该单元的线路刀闸拉开后，将GIS 汇控柜内的“远方/就地”开关切至“远方”时开关自行合上，保护装置的保护动作报告 亦为重合闸动作。

电力系统微机继电保护自考试题及答案

电力系统微机继电保护 1.微机保护的硬件系统由哪几部分组成?并就各部分的功能、组成进行描述？（10分） 答案：微机保护是由一台计算机和相应的软件（程序）来实现各种复杂功能的继电保护装置。微机保护的特性主要是由软件决定的，具有较大的灵活性，不同原理的保护可以采用通用的硬件。 微机保护包括硬件和软件两大部分。硬件一般包括以下三大部分： (1)模拟量输入系统(或称数据采集系统)，包括电压形成、模拟滤波、采样保持、多路转换以及模数转换等功能，完成将模拟输入显准确地转换为所需的数字量。 (2)CPU主系统，包括微处理器(MPU)、只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)以及定时器等。MPU执行存放在EPROM中的程序，对由数据采集系统输入至RAM 区的原始数据进行分析处理，以完成各种继电保护的功能。 (3)开关量(或数字量)输入/输出系统，由若干并行接口适配器、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，以完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部触点输入及人机对话等功能。 微机保护软件是根据继电保护的需要而编制的计算机程序2.解释逐次逼近型A/D转换器的工作原理，参考逐次逼近中

二分搜索法原理，设计一个16位无符号数开平方的算法？（10分） 答案：逐次逼近ADC包括n位逐次比较型A/D转换器如下图所示。它由控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A 转换器及电压比较器组成。 其转换过程中的逐次逼近就是按照对分比较或者对分搜索的原理进行的。其信号转换的工作原理如下：在启动信号控制下，首先置数控制逻辑给逐次逼近寄存器最高位Dn-1置1，其它位都清0。寄存器的这个内容，经过DAC转换成模拟量Vc，约为满量程电压的一半，与输入的模拟量Vx进行比较，由电压比较器输出结果。如果Vx≥Vc，则电压比较器输出0，同时说明寄存器中的数字量偏小，应该保留Dn- 1=1；相反，如果Vx

输电线路微机继电保护系统设计论文

电气工程及其自动化专业综合设计(论文) 输电线路微机继电保护系统设计DESIGN OF MICROCOMPUTER RELAY PROTECTION SYSTEM FOR TANSMISSION LINE

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

微机继电保护的发展

https://www.wendangku.net/doc/147600253.html,/300 微机继电保护的发展 继电保护的未来发展 计算机硬件的更新和网络化发展在计算机领域, 发展速度最快的当属计算机硬件, 按照著名的摩尔定律, 芯片上的集成度每隔18～24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加, 价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强, 片内硬件资源得到很大扩充,单片机与DSP芯片二者技术上的融合, 运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便, 高性价比使冗余设计成为可能, 为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。 硬件技术的不断更新, 使微机保护对技术升级的开放性有了迫切要求。网络特别是现场总线的发展及其在实时控制系统中的成功应用充分说明, 网络是模块化分布式系统中相互联系和通信的理想方式。如基于网络技术的集中式微机保护, 大量的传统导线将被光纤取代,传统的繁琐调试维护工作将转变为检查网络通信是否正常, 这是继电保护发展的必然趋势。微机保护设计网络化, 将为继电保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新, 它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性, 使装置真正具有了局部或整体升级的可能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求, 如何进一步提高继电保护的可靠性, 如何取得更大的经济效益和社会效益, 尚须进行具体深入的研究。计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱, 使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域, 也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止, 除了差动保护和纵联保护外, 所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件, 缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。

+微机继电保护原理

4 微机继电保护原理 随着计算机技术及网络技术的迅速发展，微机继电保护由于其具有比传统继电保护装置更显著的优势，在电力系统中得到了广泛的应用。目前，在新建电气化铁道供电系统中的牵引网馈线、牵引变压器、并联电容器补偿装置均采用了微机保护装置。本章讲述微机保护原理基础知识，主要包括硬件结构、数据采集、数字滤波、特征量和保护动作判据的算法、软件流程、抗干扰措施及微机保护的发展趋势等的内容。 4.1 概述 4.1.1 计算机在继电保护领域中的应用和发展概况 近几十年来电子计算机技术发展很快，其应用已广泛而深入地影响着科学技术、生产和生活等各个领域，使各行业的面貌发生了巨大的变化，继电保护技术也不例外。在继电保护技术领域，微机除了用作故障分析和保护动作性能分析外，20世纪60年代末期已经提出用计算机构成保护装置的倡议。到了20世纪70年代末期，出现了一批功能足够强的微型计算机，价格也大幅度降低，因而无论在技术性上还是经济性上，已具备用一台微型计算机来完成对一个电气设备建立保护功能的条件，从此掀起了新一代的继电保护——微机保护的研究热潮。 我国在微机保护方面的研究工作起步较晚，但进展速度却很快。1984年上半年，由华北电力学院研制的第一套以6809(CPU)为基础的微机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。经过20多年的研究、应用、推广与实践，现在微机保护产品已经成为新投入使用的继电保护设备的主体。 自从微型计算机引入继电保护以来，微机保护在利用故障分量方面取得了长足的进步，另一方面，结合了自适应理论的自适应式微机保护也得到较大发展，同时，计算机通信和网络技术的发展及其在系统中的广泛应用，使得变电站和发电厂的集成控制、综合自动化更易实现。未来几年内，微机保护将朝着高可靠性、简便性、通用性、灵活性和网络化、智能化、模块化等方向发展，并可以与电子式互感器、光学互感器实现连接；同时，充分利用计算机的计算速度、数据处理能力、通信能力和硬件集成度不断提高等各方面的优势，结合模糊理论、自适应原理、行波原理、小波技术等，设计出性能更优良和维护工作量更少的微机保护设备。 4.1.2 微机继电保护与传统装置的对比分析 继电保护的任务是判断电力系统有关电气设备是否发生故障而决定是否发出跳闸命令，使发生故障的电气设备尽量迅速地与电力系统隔离。为此，首先要取得与被保护电气设备有关的信息，根据这些信息，按不同的原理，进行综合和逻辑判断，最后做出抉择，并付诸执行。所以，继电保护的基本结构大致上可以分为三部分：信息获取与初步加工；信息的综合、分析与逻辑加工、抉断；抉断结果的执行。 信息要通过电压、电流传送，有时还通过一些开关量传递。早期，在机电型继电器中，电流电压直接加到继电器的测量机构，变换成机械力，然后在机械力的层次上进行比较判别，中间并不需设置其他的变换、隔离等环节。随着电子技术的引入，为了适应电子器件的弱信号的要求，在电流互感器、电压互感器与电子电路之间要求设置一些传变环节。通常使用所谓的电流变换器、电压变换器以及电抗变换器等等。在晶体管型继电保护、整流型继电保护以及集成电路型继电保护中都采用类似的变换环节，其间并没有本质的差别，这些环节，可以称为“信息预处理”环节。 由于计算机是数字电路，其工作电平比集成电路的工作电平还低，因此，计算机继电保护同样也需要设置信息预处理环节，需要隔离屏蔽、变换电平等等处理。在这个问题上计算机保护与原来的模拟式保护是一致的。换言之，在这个问题上，模拟式保护的一些经验也是