71微机保护概述

7.1概述继电保护的发展电子技术、计算机技术与通讯技术的飞速发展为继电保护技术的发展不断注入新的活力。继电保护技术在四十余年的时间里经历了若干个历史阶段：电磁式保护晶体管保护集成电路保护微机保护基于保护、控制、测量、数据通信于一体的综合自动化系统一、微机保护的发展微机保护是指以微机型、微处理器为技术手段构成的继电保护。上世纪六十年代，提出用计算机构成保护装置；七十年代研究获得发展，并在国外出现了少数计算机继电保护样机在电力系统中试运行。我国1984年研制出第一套微机保护装置（杨奇逊）。20世纪90年代中期国内高压线路微机保护装置系列产品相继开发。2020/1/123我国微机保护的发展•从第一套微机保护至今，走过了20多年的历程，输电线路从用于500KV系统到10KV系统都有相应的产品;•近年，发电机、变压器以及大型发电机变压器组和母线的微机保护也相继研究成功，投入使用;•2001年我国220KV以上电网的继电保护的正确动作率达到了99.13%，元件保护的正确动作率也达到了90.3%.我国微机保护市场•我国自主研制较为有实力的四大集团公司为南瑞、许继、南自、四方，南自在主变保护等保护领域实力较强。许继在线路保护实力很强，南瑞在主站及自动化监控方面实力很强。四方也主要是在保护方面实力较强。•国外的企业如西门子、施耐德、ABB等一、微机保护的发展微机保护的发展经历三个阶段：硬件设计重点使总线系统更隐蔽，提高抗干扰水平。软件、算法也取得很多理论成果。第一阶段：单CPU结构，几块印刷电路板由总线相连组成一个完整的计算机系统，总线暴露在印刷电路板之外。WXB-01一、微机保护的发展第二阶段：多CPU结构，每块印刷电路版以CPU为中心组成一个计算机系统，实现“总线不出插件”。WXB-11第三阶段：一种特殊单片机，将总线系统与CPU一起封装在一个集成电路块中，具有极强的抗干扰能力，实现“总线不出芯片”。RCS，LFP，CSL系列。二、微机保护的构成与特点1.微机保护的构成微机保护主要由两部分构成：微机保护硬件系统和微机保护的软件算法及原理。微机保护硬件系统主要包括：数据采集系统、数据处理、开关量输入输出、通信及电源等。微机保护的软件算法及原理主要包括数字滤波器、算法、保护原理、逻辑判断等。二、微机保护的构成与特点2.微机保护的特点（１）维护调试方便整流型或集成电路型继电保护装置的调试工作量很大，尤其是一些复杂的保护，调试时间常常需要一周甚至更长。微机保护硬件是由单片机和相关外设构成，复杂的保护功能是由相应的软件来实现的。保护装置对硬件和软件都具有自诊断功能。通常只要给上电源后没有警报，就可确认装置是完好的。所以对微机保护装置而言除了输入和修改定值外几乎不用调试。二、微机保护的构成与特点2.微机保护的特点（2）可靠性高计算机在程序引导下，有极强的综合分析和判断能力，它可实现自动识别和排除干扰，能够自动检测出本身硬件的异常部分，因此可靠性很高。二、微机保护的构成与特点2.微机保护的特点（3）易于获得附加功能给微机保护配置一台打印机等其它显示设备或提供通信接口，可以在系统发生故障后提供多种信息：保护各部分的动作顺序、动作时间、故障类型、相别及故障前后电压和电流的波形记录等。二、微机保护的构成与特点2.微机保护的特点（4）灵活性大微机保护的功能由软件决定（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，从而灵活地适应电力系统运行方式的变化。二、微机保护的构成与特点2.微机保护的特点（5）保护性能得到很好改善微机的应用使传统的继电保护中存在的很多技术问题得到新的解决方法。如接地距离保护承受过渡电阻能力的改善，距离保护如何区分振荡和短路，变压器差动保护如何识别励磁涌流等。二、微机保护的构成与特点2.微机保护的特点（6）经济性好计算机硬件的性能不断提高而价格一直在下降。而且，微机保护是一个可编程序的装置，它能实现多种功能，使硬件种类大大减少。这样，在经济性方面显然优于传统保护。实践证明，微机保护无论从动作速度、还是动作性能及可靠性方面都将大大超越传统保护。1.1概述一般微机保护装置采用插件式结构（分为前插式和后插式），各插件之间通过底板走线实现电气联系。这样设计即考虑了现场使用的便利性又提高了装置的可靠性。7.2硬件系统1-1概述一．微机保护装置硬件系统构成•数据采集系统(信息预处理)•数字处理系统（CPU主系统）•开关量输入、输出•人机接口•通信接口•电源将模拟量转换成数字量由微处理器执行存放在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。完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部开关量的输入有人机对话等功能。包括显示器、键盘、各种面板开关、实时时针等。用于人机对话,如调试、定值调整等。包括维护口、监控系统接口、录波系统接口等，满足各种通信规约。可以采用开关稳压电源或DC/DC电源模块，提供+5V，+24V，±15V电源。一、硬件系统概述南瑞继保RCS-900系列线路成套快速保护装置国电南自WBZ-500H数字式变压器保护装置许继集团WFB-800A系列微机发-变组保护装置1.1、硬件系统概述一般插件类型可分为：交流量输入及滤波插件电源模块及开入/出量插件操作回路插件CPU插件它们之间的相互关系如图所示。微机保护硬件整体结构插件式结构：各插件之间通过底板走线实现电气联系。1.1、硬件系统概述微机保护硬件示意框图1.1、硬件系统概述1.数据采集单元:将模拟量转换为数字量。电压形成模拟滤波采样保持多路转换模数转换1.1、硬件系统概述2.数据处理单元:微处理器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。1.1、硬件系统概述2.数据处理单元:微处理器（CPU）只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）闪存单元（FLASH）定时器、模数转换器（AD）并行接口（PIO）通信接口等多种功能。1.1、硬件系统概述3.数字量输入输出接口:并行接口光电隔离器中间继电器等完成保护的出口跳闸、警报、外部接点输入及人机对话等功能。1.1、硬件系统概述4.通信接口:包括通信接口电路及接口以实现多机通信或联网。5.电源:供给微处理器、数字电路、A/D转换芯片及继电器所需的电源。