电力自动化中微机继电保护技术的应用 刘诚

电力自动化中微机继电保护技术的应用刘诚

发表时间：2018-06-12T10:04:10.933Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：刘诚

[导读] 摘要：当前，计算机网络作为信息和数据通信工程已成为信息时代的技术支撑，使人类生产和社会生活的面貌发生了变化--微机继电保护装置就是其中的一例，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。

（国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司江苏徐州 221000）

摘要：当前，计算机网络作为信息和数据通信工程已成为信息时代的技术支撑，使人类生产和社会生活的面貌发生了变化--微机继电保护装置就是其中的一例，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。在电力系统中为了取得更好的效果，微机继电保护不断应用新的控制原理和方法。这也有助于进一步促进微机继电保护的发展。基于此，本文主要对电力自动化中微机继电保护技术的应用进行分析探讨。

关键词：电力自动化；微机继电保护；技术应用

1前言

国民经济的迅猛发展，对供电的可靠性也提出了越来越高的要求。继电保护装置是电力系统中保障电网运行过程安全性、可靠性的重要装置。较传统继电保护装置而言，微机继电保护装置性能更优，工艺结构更为科学。因此，必须推动微机继电保护装置的广泛应用，逐步实现电力系统的自动化。

2电力系统中微机继电保护装置及特点分析

通常而言，微机继电保护装置是利用微处理器，借助于数字处理方法，采用各类模块化软件，用以实现多种功能。随着微机继电保护技术的进步，其应用范围越来越广，功能与性能进一步拓展，尤其是在电力系统保护功能方面，利用各种装置即可有效实现对变压器、线路等多种设备的保护，与此同时，借助于微处理器优良的数据处理功能，还实现了传统继电保护技术所无法实现的多项保护功能，解决了传统电磁感应原理保护方式所存在的灵敏度不佳、动作速度慢，以及晶体管继电保护方式抗干扰性能差、质量不稳定、判据不准等诸多缺陷。随着数字化进程的加快，大规模集成电路技术推动了微处理器、微机迅速步入实用化阶段，由此，微机继电保护日趋实用。

同传统继电保护装置相比，微机继电保护具有如下特点：（1）进一步改善了继电保护装置的性能及动作特征，提高了动作的正确率；（2）能够有效扩充相关辅助性功能；（3）具有优良的工艺结构；（4）极大地提高了装置的可靠性；（5）使用过程方便、灵活性强、界面友好；（6）可远程监控。

3电力系统中微机继电保护装置的应用

我国电力系统中继电保护装置的应用比较广泛，本文结合笔者工作实际，就以电力系统中微机继电保护装置为例谈下其在某地区线路中的设计应用。

3.1电力系统中微机继电保护装置介绍

实际上，我们所说的微机继电保护装置一般是以微处理器为基础，采用数字处理的方法用不同的模块化软件来实现各种功能。但是随着我国微电子技术的发展，各种功能强大的微处理器及其他相关大规模集成电路器件的广泛应用，使得微机继电保护装置得到了飞速的发展，它的应用范围越来越大，功能也越来越大。特别是在电力系统中的保护功能上，采用不同的装置可以有效地实现线路、变压器、等电力设备的保护功能。不仅如此，利用微处理器强大的数据处理能力，还能实现以往难以实现的很多保护功能以往旧有的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低等缺点，晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确，装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。但是随着数字计算机技术的发展，大规模集成电路技术的飞速发展，微处理器和微型计算机进入实用化的阶段，微机继电保护装置开始逐渐趋于实用。

3.2电力自动化中微机继电保护装置的有效应用

文章以某厂区10kV系统为例，就微机继电保护在其中的应用加以具体分析。该厂区具有一处110/10kV变电站，以电力负荷分布状况为依据，分别设置了三处10kV的变配电所，确保变电所都处于负荷中心，利用变电站进行电源的输送，设计了相应的综合自动化系统，以下具体就该厂区10kV系统中微机继电保护技术的应用加以探讨。

3.2.1微机继电保护装置结构分析

该厂区10kV系统采用的微机继电保护装置为DVP-600，其与CAN通信网络、保护装置机箱、网络控制器等设备共同构成了全分散式无人值守综合自动化系统结构。其中，综合自动化系统主要包括厂站层、间隔层，其中，间隔层具有为不同间隔设备所设置的直流系统监控设备及保护测控综合设备，例如，变压器、电容器、后备、10kV线路等保护装置；厂站层主要包括外设装置、工程师站、运动通信设备等。DVP-600系统微机继电保护装置采用多单片机CPU负责协调，并设置了双重化硬件，确保独立机箱能够通过各单元加以控制，专门负责配电系统电量测量以及继电保护控制，确保不同单元运行过程的独立性。采用CAN总线网络对不同机箱进行了连接，并利用DVP-602通讯管理装置，对不同机箱加以协调与控制，并将不同机箱信息传送至变电站，实现配变电所综合自动化系统，用以满足无人值守等相关运行的需求。

3.2.2微机继电保护功能的实现

（1）将事故隐患及时消除

在进行分散式系统开发设计过程中，需要保障各线路与机箱的对应，采用CAN总线通信电缆，对主机及开关柜面板加以连接。因大规模复杂电缆的连接极易导致变电磁运行过程出现安全隐患，因此，需要分散微机继电保护装置，利用通讯线同主机加以联络，由主机进行日常管理，以节约各类信号线接入主控室所需要的庞大的资金投入，有助于进一步提升系统运行过程的安全性、可靠性、可维护性，便于及时消除安全事故隐患。

（2）实现监控保护的独立性与统一性

通过监控、通信、保护等CPU，分别对相同机箱中的各项功能进行实施和处理，将监控、通信CPU设为相同的插件，将保护CPU设为单独的插件，不同插件间独立运行，利用串行通讯加以联络，保障监控、保护插件拥有独立的电源。

（3）提升装置的稳定性与可靠性

微机保护装置中各元件采用的均为CMOS工业级芯片，具有强大的抗干扰力、极低的故障率、独特的布线设计及良好的电磁屏蔽性

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

电力自动化中微机继电保护技术的应用分析

电力自动化中微机继电保护技术的应用分析 发表时间：2018-12-18T09:54:29.767Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第26期作者：杨晓娟赵宝红王伟丽付景安 [导读] 科学技术的不断发展使得发电领域继电保护装置不断地进行更新换代。 河南森源电气股份有限公司河南省 461500 摘要：近些年来，微机型继电保护装置逐渐广泛应用于电力自动化系统中，加快了电力系统的发展，使其能够利用通讯网络有效监控各个系统的运行状态以及信息，例如，现阶段的钢铁行业中，其电力系统的主要组成部分就包括微机继电保护装置。微机继电保护装置具有功能较多、技术先进、较高正确率的逻辑回路动作等优势，取代了原有的事故音响以及预告信号、仪表监测，能够实现远程监控。 关键词：微机继电保护装置；电力自动化；应用分析 1继电保护发展的现状及重要性 科学技术的不断发展使得发电领域继电保护装置不断地进行更新换代，同时，使继电保护的性能和功能的可靠性都得到不断的提高。继电保护也在跟着计算机网络的发展步伐，已经朝着网络化、计算机化的方向发展，继电保护在保护、测量、控制、人工智能化对和数据通信一体化等方面面临艰巨的任务。 保证电力元件安全运行的基本装备就是继电保护装置，任何电力元件在无继电保护的状态下都不能运行。继电保护装置的作用是保护电力系统的正常运行，对将要发生故障或者已经发生故障的设备进行强制关闭，有效控制事故，确保电力系统稳定的运行。继电保护装置能够可靠、迅速且有选择的切断发生故障的电力系统设备的最近电路，整个的电路被独立出来，能够减少设备的损坏程度并确保整个的电路能够正常运行。故障设备的电路截断后，检查和修理要马上进行，管理者根据继电保护装置提供不同的信号来辨别故障信息，处理工作就能顺利进行。 2微机继电保护的特点 2.1使用灵活方便，更加优化了人机界面 在维护调试方面，微机继电保护表现更加灵活方便，维修时间得到有效缩短；而且，根据运行经验，通过软件的方法在现场就能改变其结构或特性。 2.2可以进行远程监控 串行通信功能也是微机继电保护装置所具备的，再与发电站微机监控系统的通信相结合，微机继电保护就具备了远程监控的特性。 2.3可靠性得到提高 数字元件具有不易受元件更换，也不易受使用年限、温度变化、电源波动的影响的性能，并且在自检、巡检的能力比较强，通过软件方法来测试与检查功能软件本身及主要元部件工作的状况。 2.4可以改善继电保护的动作特性，提高动作准确率 继电保护的记忆力较强，而且可以轻易获得那些传统继电保护不易获得的特征与功能，故障分量的保护得到更加有效的实现；并且对自动控制及新的数字理论技术不断的进行引入。 2.5其他的辅助功能得到方便扩充 可以方便其他辅助功能的引入，例如：波形分析、故障录波等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障距测、通过内部可编程逻辑块实现各种不同保护功能及备自投、开关位置信号的上传、电流电压实时功率的上传等功能。 3调试及运行 微机继电保护系统调试的工作主要包括编程微机继电保护的装置逻辑及联动试验的整定整组与校核。保护装置一般在出厂之前都要进行调试试验，只有通过试验合格才能出厂。但是，保护装置的继电器、集成电路元器件等在长途运输和长时间储存的过程中，损害是不可避免的，因此，现场进行认真的检查以及全面的调试是必须的。 进行现场调试时，电源的同流控制，装置的启动，正确的校核保护逻辑，计算定值要正确输入并设定好等一定要在完成检查并确认其元器件完好、外部接线准备正确后方可进行。校核定值是要通过利用继电保护试验仪加入电流及电压等模拟量的模拟试验来进行的。另外，保护动作逻辑的可靠性及正确性也要进行检测。非电气量的保护动作的可靠性与正确性则可以通过短接模拟开入接点的检测方法来确定。 微机继电保护装置的现场调试完成后，还必须带断路器进行整组联动的试验，使跳闸回路和保护动作的准确性与可靠性得到更加全面的确保。 最后，在机组的启动试验阶段，升流与升压的试验一定要进行，目的是再次认真的检查保护各回路电流、回路电压的准确性，保证微机继电的保护装置顺利进行工作。 4运行误区 4.1主变中性点改变，主变保护功能压板投退 目前，许多发电厂的运行规定都不够完善，对220kV、110kV主变都实行投退两个压板，这种要运行人员来回奔波投退压板的规定，浪费了人力资源。而使用微机主变情况就完全不一样了，不需要投退两个压板，主变的运行与中性点接地无关，这两个压板的全投对保护动作行为不会带来任何影响。 4.2主变旁代运行方式 目前很多发电站大都采用的主变保护双重化配置，即两套独立的主后备保护，主要是根据近年来主变保护的双重化改造。但是，旁代的运行仍然沿用以前的主变保护旁代的运行规程，其运行状况与保护完全不相匹配。假使A和B是其中的两套保护，A有旁代主变保护功能，B没有。参照旁代运行原则，非旁代主变保护退出运行才能进行旁代运行，只将A保护投入。本保护将存在差流是因为B没有引入旁代开关CT，差动保护的误动就可能会发生，因此在后备保护无需退出的情况下，本差动的保护会退出运行。因为后备的保护靠本侧开关CT的电流，旁代的侧开关CT的电流大小是由合上旁代开关时电流的分布来判断的，较大的波动和保护的误动的存在是在所难免的。目前运行方

计算机控制技术及应用论文

浅谈计算机控制技术及应用 摘要：随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。近年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展。然而，设计一个性能好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，一个完整的控制系统还需要考虑系统的抗干扰性能，系统的抗干扰性能力是关系到整个系统可靠运行的关键。 关键词：计算机控制技术、系统、应用 Chat computer control technology and its application Abstract：With the development of science and technology, more and more people use computers to achieve control. In recent years, computer technology, automation technology, detection and sensor technology, CRT display technology, communications and network technology and the rapid development of microelectronic technology, a computer control technology has brought great development. However, the design of a computer control system for good performance is very important. Computer control system is mainly composed of two major components of hardware and software, a complete control system also need to consider the anti-interference performance of the system, the system is related to the anti-jamming capabilities and reliable operation of the system key. Key words：computer control technology、system、apply 正文： 一、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的概念 （1）开环控制系统 若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环 控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量 进行比较。 （2）闭环控制系统 凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环 系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。

计算机应用技术在工业生产中的应用

计算机应用技术在工业生产中的应用 中国科技大学信息学院6-0636班陆佳指导老师戴伯秋 摘要：目前，一些大型化工业，生产过程采用计算机控制，实现了生产过程的自动化，但是往往忽视了企业的自动化管理。本文介绍了计算机网络管理（PCNM）系统，可以方便的与过程控制计算机相互交换信息，又可以同企业内部原有的计算机网络连接，形成计算机一体化的生产系统，实现了工厂的计算机控制与信息管理的一体化。又介绍了仿真技术在工业生产中的一些作用，从而使我国的自动化物流系统迈向国际先进水平的行列。 一、概述 纯碱是基本化学工业中产量最大的产品,是用途十分广泛的工业原料,在国民经济中占有非常重要的地位。随着我国国民经济的飞速发展,对纯碱的需求量不断增大,为了满足市场需求,除了扩大生产规模外,还必须进一步发掘生产潜力。 山东潍坊纯碱厂是一个新建厂,设备先进,但纯碱生产大部分还是人工操作,落后的操作法法已不能适应生产发展的需要。为了解决先进设备与落后操作的矛盾,稳定生产,提高原料利用率,降低能耗,增加产量,碱厂从美国霍尼韦尔公司引进具有先进水平的TDC-3000集散型控制系统,并用于制碱生产的心脏工序--重碱碳化工段,以实现工业生产的全局控制。 工业生产的全局控制包含着两层意义,一是指生产过程的自动化,二是指企业管理的自动化。生产过程的自动化指的是生产过程采用计算机控制,用计算机自动调节各生产要素,做到产品的高产、优质与低耗。企业自动化管理指的是调度、经营与决策的自动化,就是把当前生产的全部信息汇总起来,使管理决策者能够对全厂的生产、经营进行整体安排与调度,以期取得全厂各部门生产活动的协调进行,达到整体效益的最佳工业过程。全局控制系统可分为以下4级: 1.直接控制级过程控制计算机直接与现场各类装置(如变送器、执行器、 记录仪表等)相连,对所连接的装置实施监测、控制,同时它还向上与 第二级的计算机相连,接收上层的过程管理信息,并向上传送装置的 特性数据和采集的实时数据; 2.过程管理级过程管理计算机(主要有监控计算机、操作站、工程师站 等)综合监视过程各站的所有信息,集中显示操作,控制回路组态和参 数修改,优化过程处理等; 3.生产管理级管理计算机根据生产过程的特点与需要,协调各单元级的 参数设定,是生产过程的总体协调员和控制器; 4.经营管理级与办公室自动化连接起来,担负起全厂的总体协调管理, 包括各类经营活动、人事管理等。 上位机系统在整个控制系统中属于第三级(生产管理级),它既可以方便地与过程管理计算机相互交换信息,又可以同厂内现有的计算机网络连接,形成计算机一体化生产系统,实现工厂的信息管理一体化。 二、系统目标 由于纯碱生产是人工操作,生产数据全部由手工记录,数据错综复杂,误差较大,给管理人员协调各部门生产、优化控制过程造成很大困难。为了使碱厂在运行工况、设备状态、故障处理等方面都处在合理、优化的状态,合理的生产运行和经营管理已越来越显得重要,而现有的管理水平离一个现代化企业所要求的目标还相差很远。针对这种状况,确定了本系统的目标为:

微机继电保护设计研究

https://www.wendangku.net/doc/8f2706023.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。

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 学生姓名：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、实验内容 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

计算机控制技术及其应用丁建强任晓卢亚萍课后答案

第1章概述 1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论 [指导信息]:参见自动控制的基本概念。 自动控制(autocontrol)：不用人力来实现的控制，通常可用机械、电气等装置来实现。通常相对手动控制而言。 控制系统(control system)：通过控制来实现特定功能目标的系统。而系统(system)是由相互联系、相互作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。控制系统通常有一定的规模和复杂性，否则常称为控制装置或控制机构。 自动化(automation)：在无人工干预情况下，一个或多个控制系统或装置按规定要求和目标的实现过程。自动化强调的是自动控制过程，其核心概念是信息。 控制论(cybernetics)：研究各类系统的调节和控制规律的科学。各类系统包括动物(及人类)和机器系统。自从1948 年诺伯特·维纳发表了着名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。控制论着重于研究过程中的数学关系。 2.控制的本质是什么 [指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。 控制过程本质上是一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等，通常由电子或机械的信号来表示。 3.自动控制中有哪些基本问题 [指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。 自动控制中的基本问题包括：自动控制系统的结构、过程、目标和品质等。 结构包括组成及其关系两个部分；控制过程主要为一系列的信息过程，如信息获取、信息传

微机继电保护装置的调试技术

微机继电保护装臵的调试技术 1 引言 近年来，随着微机型继电保护装臵的普遍使用，种类、型号、产地之多，给许多设计和现场调试人员带来很大困难。根据现场实例，针对SEL-587型微机型继电保护装臵的调试，详细介绍微机型变压器差动保护装臵的原理和调试方法。 2 微机型变压器差动保护装臵的实现原理 差动保护采用分相式比率差动，即A、B、C任意一相保护动作就有跳闸出口。以下判据均以一相为例，当方程（1）、（2）同时成立时差动元件保护动作。 I DZ＞I DZ0（I ZD＜I ZD0）（1） I DZ＞I DZ0＋K（I ZD－I ZD0）（I ZD≥I ZD0）（2） I2DZ＞K2×I DZ 其中：I DZ为差动电流 I DZ0为差动保护门坎定值 I ZD为制动电流 I ZD0为拐点电流 I2DZ为差动电流的二次谐波分量 K为比率制动特性斜率 K2为二次谐波制动系数 国内生产的微机型变压器差动保护装臵中，差动元件的动作特性多采用具有二段折线式的动作特性曲线（如图1所示）。SEL-587型装臵采用三段折线式动作曲线，但可根据实际情况只采用二段式动作特性曲线。 图1 采用二段折线式差动动作特性曲线 3装臵在实际应用中需要解决的问题

3.1解决变压器差动保护中不平衡电流的措施 （1）解决变压器两侧绕组结线不同所产生电流相位不同 微机型差动保护装臵中各侧不平衡电流的补偿是由软件完成的。变压器各侧CT二次电流由于接线造成的相位差由装臵中软件校正，变压器各侧CT二次回路都可接成Y形（也可选择常规继电器保护方式接线），这样简化了CT二次接线。SEL-587型装臵中提供了14种类型的变压器两侧CT二次不同接线的设臵（国产装臵通常仅有两种方式选择），通过对TRCON和CTCON整定值的正确设臵和选择相对应的计算常数A和B，装臵就完全解决了变压器差动保护中的不平衡电流问题。如图2为某冷轧带钢工程35/10KV主变压器两侧电流互感器二次接线图（这种接线方式属于装臵中B13类型）。 图2 B13型Δ-Y变压器带有Y-Y的CT连接 （2）解决变压器两侧电流互感器变比不能选得完全合适 微机型差动保护装臵是采用设臵不平衡系数，通过软件计算来调节。通常以高压侧为基准，高压侧不平衡系数固化为“1”，低压侧不平衡系数则按该装臵要求的特定计算公式计算后将参数设臵在装臵中。SEL-587型装臵采用两侧分别计算不平衡系数的办法，装臵内部设臵了TAP1和TAP2两个参数来进行电流的调整，参数的计算是通过该装臵的特定计算公式来进行。 3.2解决变压器励磁涌流 在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的过程中，将会产生很大的励磁涌流。涌流中含有数值很大的非周期分量，其二次谐波分量占有一定数量，常规差动继电器则是采用速饱和变流器来消除它的影响，而微机型差动保护装臵是

微机继电保护在石化企业电力系统中的应用

微机继电保护在石化企业电力系统中的应用 发表时间：2019-09-11T15:31:11.297Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：李一 [导读] 摘要：电力系统在运行过程中，可能会发生各种故障或者是不正常运行，在石化企业中，其生产过程往往要不间断得持续数天，并且其中涉及到了复杂的化学反应与各种不可逆过程，一旦电力供给中断，各种昂贵化学材料将不翼而飞，整个生产过程提前宣告失败。 中国石油天然气第六建设有限公司广西桂林 541000 摘要：电力系统在运行过程中，可能会发生各种故障或者是不正常运行，在石化企业中，其生产过程往往要不间断得持续数天，并且其中涉及到了复杂的化学反应与各种不可逆过程，一旦电力供给中断，各种昂贵化学材料将不翼而飞，整个生产过程提前宣告失败。这种情况若经常发生与石化企业，会导致非常严重的后果，不仅仅会造成纯粹的财产的损失，甚至会引起大型安全事故如人员中毒，工厂爆炸等社会不良影响。可以看出，微机继电保护在石化企业中享有重要地位。 关键词：微机继电保护；石化企业；电力系统 随着科学技术的发展，计算机的处理能力与运算能力都大幅度地提高，计算机技术得以各个领域的广泛应用，特别是在继电保护技术中地应用更为普遍。石化企业在国民经济中占有重要地位，是国民收入地主要来源之一，石化企业往往需要用几套大型或特大型的炼化生产装置来进行生产活动，各装置之间联系紧密，生产连续性极强，当因电力问题非计划停车时，由于石化企业恢复正常的生产活动需要很长的一段时间，因而这会给石化企业造成巨大的经济损失，并且部分设备断电之后，有可能在生产过程中发生一系列不良的连锁化学反应，造成中毒、爆炸等安全事故。真是由于上述原因，微机继电保护在石化企业之中显得尤为重要。本文先简单介绍微机继电技术，再讨论其再石化企业中的一系列应用。 1.微机继电保护技术简述 1.1微机继电保护技术 鉴于每个电气元件在正常运行、非正常运行以及故障时两侧的电流的功率有所不同，以此便可构成各式的差动原理的保护，差动原理的保护具有绝对的选择性，不反应外部故障，只会在电气元件的内部故障时运作。以此原理，便可用一个或者许多个继电器连接在一起组成一个保护装置。 一套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分、执行部分组成：测量部分主要用于测量输入被保护对象中的相关电气物理量，并与系统预定值进行比较，经比较后给出相关逻辑信号，是继电保护是否该进行的“决策者”；逻辑部分再分析由测量部分发出的信号，按程序根据这些信号的大小、顺序保证保护装置执行时的逻辑关系；执行部分是真个保护转置中的最后一环，其根据逻辑部分发出的信号完成保护装置所需执行的任务。 1.2微机继电保护技术的发展 早在1965年，计算机保护的研究活动就已开始了，但由于当时计算机的运行和计算能力的原因，发展相对比较缓慢，在70年代后，大型集成电路技术的飞速发展，微信计算机与微型处理器的问世，使得微机继电保护的研制出现一股前所未有的热潮，经过数年的优化后已趋于实用。目前，继电保护技术正在朝着计算机化、网络化、通信一体化发展，保护装置实际已经成为一台高性能、多功能的计算机，是整个电气网络系统上的一个智能终端，每个微机保护装置不仅能够完成继电保护功能，还能实现保护、控制、测量、通信一体化。 1.3微机继电保护技术的特点 相较与传统的继电保护，微机继电保护具有独特的优点。微机继电保护有很强的记忆力，在传统继电保护的基础上，其动作的正确率得到了大幅度的改善与提高。目前，微机继电保护设备的制作工艺十分亲民，有一个统一的制造标准，且硬件通用、装置体积小，使用起来非常的灵活方便，石化企业无需再进行经常性地人工测试与检查，使用软件方法，我们就能达到维护调休地目的，缩短不必要地维修时间，利用其独特地远程监控功能，即使监控人员身处异处，也是及时掌握到系统信息。 2.微机继电保护在石化企业电力系统中的应用 2.1继电保护 微机继电保护单元电子构件安装尺寸十分紧凑，且密封良好，具有不错的反干扰能力，微机继电保护接线采用一对一分散式安装方法，在此方法下，一套保护单元就近安装在配电开关上，负责一条线路或者一台变压器的测量、保护与控制。再次基础上，各个保护单元彼此互相独立，当突发情况发生而导致石化企业断电时，不同的保护单元得以不受干扰得保证电力系统得各种作业需求，提升继电保护得效率与性能。 2.2装置检测 石化企业一般都会将所有保护监控单元均采用大液晶屏幕显示，并将各种现实语言设计为中文，由于保护监控单元在运行时会显示设备的各项运行参数，并且石化企业可根据自身实际情况因地制宜，通过系统自带的面板设置一个能保障自身企业运转的各项电气物理参数，保护监控单元会随时监测保护装置，一旦有实际参数与系统预设值不相同，显示屏中会有完整的中文显示，并报告故障信息，监控后台机受到反馈后，应通知装操人员及时处理。通过保护程序的装置检测应用，相关技术人员能够实现对电力系统的全方位检测，第一时间了解故障信息并采取补救措施，降低企业的紧急损失，并防止形成更加严重的后果。 2.3顺序控制 微机继电保护技术在石化企业中的顺序控制也运用得相当广泛，在很多行业如火电厂中对于飞灰与炉渣的清除、汽车行业中的生产集成化等都是将微机继电保护技术作为顺序控制的一种系统。微机继电保护技术在顺序控制过程中采用了分层式结构，分别对远程控制部分、现场传感部分、主站层部分进行控制，微机继电保护技术的这种分层式结构，对自动化控制系统进行剖析，实现了在石化企业在工业环境下对电气设备的灵活掌控，保证了各个层次能够井然有序得完成程序中的操作，提高了电气工程的运行效率和质量。另外，在顺序控制过程中，PLC技术会对电气工程的运行进行实时的监控，检查电气工程的运行质量与状态，一旦出现问题，会立即反馈给电气工程工作人员，及时解决出现的问题，进行全局控制，防患于未然。 3.结语 总而言之，随着计算机技术、通信技术、数字信号处理技术的发展，微机继电保护技术已逐步地进入了信息技术领域。相较于传统的电磁继电保护系统，微机继电保护技术已在无数次实践与测试中展现出了其独特的优越性，解绝了老一代继电保护系统所存在的各种疑难

电力系统继电保护

一、简答题 1.微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 解答：（一）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器 上获取信息。但这些信息的二次数值、输入范围为典型的微机继电保护电路却不适用， 一般用中间变换器实现。 （二）采样保持电路 采样过程是将模拟信号通过采样保持器每隔T采样一次输入信号的瞬时幅值，并把它 存在保持电路中，共AD转换器使用。 （三）模拟量多路转换器 可以对各个模拟量同时采样 （四）A/D转换器 把采集的电力系统中的模拟量转变成数字量，送给微机计算。 2.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选 取？ 解答：滤波器是一种能使有用频率信号通过，同时拟制无用频率信号的电路。低通滤波器是只让低于截至频率通过的滤波器。 前置低通滤波器又称为抗混叠滤波器，广泛应用于各种消费、控制电路中的采样 电路前，滤除高于2倍采样频率的信号，因此截至频率被设置为1/2fs 3.简述VFC型模数转换器的基本工作原理。 频率转换（VFC）：经电压形成回路后，经过VFC，将模拟电压变换为脉冲信号，由计数器进行计数。这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例。实现了模数转换 4.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。 解答：开关量输入回路 原理：上第一个图，当开关闭合时输入为低电平0；开关断开时输入为高电平1。

第二个图，利用光电元件，当K2断开时，光电元件截止，输入为高电平1，K2闭合，光电元件导通，输入为低电平0。 开关量输出回路 二、相减（差分）滤波单元的差分方程为: y(n)=x(n)-x(n-k) 画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m与步长K之间的关系。

计算机控制技术及应用

10电气（2）班姓名：陆继赟学号：01 计算机控制技术及应用 一、计算机控制技术应用和发展 在近10多年里，计算机技术得到了极大的发展和完善；无论是在系统硬件成本，还是在计算速度和存贮容量方面都取得了很大的进步。特别是面向用户的编程语言也大大简化了。同时，由于采用了更多的可靠元件、尖端的设计工艺，增加了容错技术、冗余诊断程序，系统的可靠性也得到较大的提高；传统的过程控制功能与诸如生产计划、调度、优化及操作控制等实时信息处理和决策应用的不断渗透、融合，使通过高级计算机控制实现各种过程高性能目标的手段变得越来越可靠和更为强劲有力；功能价格比也日趋合理。因而，使计算机控制在工业中的应用得到了迅猛的发展，而且正越来越广泛地应用于石油、化工、钢铁、造纸、电力等工业部门，并在提高设备处理能力和生产效率、产品质量；有效利用能源(水、人力、材料等资源)，满足环保、人身安全等严格要求及在日益激烈的国内外市场竞争中，发挥着举足轻重的作用。 二、（一）、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的概念 （1）开环控制系统 若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环 控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量 进行比较。 （2）闭环控制系统 凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环 系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。 2、计算机控制系统 采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统，也称它为数字控制系统。若不考

虑量化问题，计算机控制系统即为采样系统。进一步，若将连续的控制对象和保持器一 起离散化，那么采样控制系统即为离散控制系统。所以采样和离散系统理论是研究计算 机控制系统的理论基础。 3、计算机控制系统的控制过程 （1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。 （2）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决 定进一步的的控制过程。 （3）实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 4、计算机控制系统的特点 （1）结构上。计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执 行控制功能的核心部件是数字计算机，所以计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。 （2）计算机控制系统中除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。 （3）由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。 （4）计算机控制系统中，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。 （5）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器（控制计算机）经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。 （6）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。 5、计算机控制系统的组成 计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，而一个完整的计算机系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。 （1）硬件：a)由中央处理器，时钟电路，内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部分。 b)通用外围设备按功能可分为输入设备、输出设备和外存储器三类。 c)过程Ｉ／Ｏ通道，又称过程通道。 d)通用接口电路，一般有并行接口、串行接口和管理接口（包括中断管理、 直接存取DMA管理、计数/定时等）。 e)传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量。变送器的作 用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机借口使用的标准的电 信号（如０～１０ＭＡＤＣ）。 f)计算机控制系统一般要有一套专供运行操作人员使用的控制台称为运行 操作台，操作台一般包括各种控制开关、数字键、功能键、指示灯、声 信器、数字显示器或ＣＲＴ显示器等。 （2）软件：软件是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、控制、计算和自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协 调工作。从功能区分，软件可分为系统软件和应用软件。 （二）集成系统控制 计算机技术的不断发展，使计算机系统的数据采集、处理、存贮、高速执行复杂计算任

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°

电力系统微机继电保护论文作业

电力系统变压器微机继电保护说明书 林健 （专业：电气工程及其自动化班级：电自104班学号：1008040227） 摘要 :电力变压器是电力系统中相当普遍又及其重要的设备，因此，变压器微机保护自从出现以来，不断经过人们的改进和发展，现以其独特的优势在电力系统中被广泛应用。而当微机保护理论与实际应用相结合时，依然存在着各式各样的问题。本文针对变压器微机保护现存的一些问题，主要对以下几个方面进行了研究分析。首先，在深入了解变压器差动保护原理的基础上，对不平衡电流产生的原因和解决方法，以及电流互感器(CT)饱和对差动保护的影响进行理论和仿真分析，尤其是对剩磁对CT饱和的影响做了进一步的研究，得出剩磁的大小与CT 的饱和时间成反比，而饱和时间的增大对变压器保护是有利的，应采取措施减少剩磁的影响，并进行了仿真验证。其次，综合分析比较了目前励磁涌流与内部故障电流鉴别原理的优点和不足，在参考相关文献的基础上，提出一种新的基于瞬时无功功率理论的励磁涌流鉴别方法，该方法与以往基于仅D0坐标系的瞬时无功功率鉴别方法不同，采用基于dq0坐标系下的广义瞬时无功功率理论来进行判断，更具有实用性。并通过MATLAB建立了仿真系统模型，对变压器发生励磁涌流时与发生内部故障时，以及空投于内部故障时做了大量的仿真分析，仿真结果证明，该方法可有效区分励磁涌流与内部故障，但对轻微匝间短路的区分不是很明显，成为下一步研究的重点。另外，针对目前傅氏改进算法中实虚部混乱问题，在给出了输入信号不同时正确的傅氏表达式的基础上，对几种典型的改进算法进行修正，并通过仿真算例验证对这几种改进算法做综合性能比较，指出了它们的优缺点和使用范围，为在不同场合的应用提供了理论依据。最后，顺应目前微机保护发展对软、硬件系统要求的主流趋势，给出一种基于双DSP结构的微机保护软、硬件系统结构方案，并对其中主要的硬件电路和软件程序流程图进行了设计和详细的分析介绍。 关键词：变压器；微机保护；电流互感器饱和；励磁涌流；傅氏算法 一、引言 电力变压器作为联系不同电压等级网络的设备，是电力系统中极其重要的组成部分，它在电力系统的发电、输电、配电等各个环节中被广泛使用。随着近些年来，电力系统规模的不断扩大，电压等级的提高，增加了很多大容量的变压器，因而它的安全运行与否，是整个电力系统能否连续稳定工作的关键，也是电力系统可靠工作的必要条件。而且电力变压器本身造价昂贵，一旦发生故障而遭到破坏，将给维修带来很大困难，造成大的经济损失。因此，必须根据变压器的容量和重要程度，并考虑到可能发生的各种故障类型和不正常运行状态，来装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。 分析电力变压器的故障，可分为短路故障和不正常运行状态两种Ⅲ，而变压器的短路故障，又可按发生在变压器的内外部情况分为内部故障和外部故障。变压器的内部故障主要是指各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地短路故障等。变压器的外部故障主要是指外部绝缘套管和引出线上发生相间短路和直接接地短路故障。 变压器的不正常运行状态主要有：由于外部相间短路引起的过电流和外部接

计算机控制技术及其应用(丁建强任晓卢亚萍)课后规范标准答案

第1章概述.................................................................................................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础.......................................................................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现.............................................................................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术.............................................................................. 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道...................................................................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术.................................................................................. 6-1第7章控制系统的组态软件....................................................................................................... 7-1第8章DCS集散控制系统.......................................................................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案.......................................................................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用............................................................ 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ....................................................... 11-1