电力系统继电保护(第八章 )

第八章微机保护---第一节微机保护系统简介一、微机保护的应用和发展概况1965年，最早提出1977年，日本人投入了一套以微处理机为基础的控制与继电保护装置。1984年，华北电力学院研制了第一套以6809（CPU）为基础的距离保护样机投入试运行。第八章微机保护---第一节微机保护系统简介一、微机保护的基本构成硬件：数据采集系统、CPU主系统、开关量输入、输出系统及外围设备等软件：初始化摸块、数据采集管理模块、故障计算模块、自检模块第八章微机保护---第一节微机保护系统简介一、微机保护的特点1、易于获得附加功能2、微机保护具有灵活性3、微机保护具有高可靠性第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介微机保护的硬件系统常采用插件式结构，其印制板插件常包括：电源插件、出口继电器板、开关量输入输出插件、CPU主板、采样及A/D转换插件、模拟量输入变换插件第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介一、电压形成回路微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其它变换器上取得信息，但这些互感器的二次数值、输入范围对典型的微机电路却不适用，故需要降低和变换。电压变换常采用小型中间变压器电流变换可采用两种方式：小型中间变流器电抗变压器第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介二、采样保持电路与模拟低通滤波器1.采样保持器（S/H）采样就是将连续变化的模拟量通过采样器加以离散化。模拟量连续加于采样器的输入端，由采样控制脉冲控制采样器，使之周期性的短时开放输出离散脉冲。第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介采样保持器第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介采样期间：模式控制开关S闭合，A1是高增益放大器，它的输出通过开关S给保持电容Ch快速充电，使采样保持器的输出随输出变化。保持期间：模式控制开关使S断开，由于运放A2的输入阻抗高，理想情况下，电容器保持充电时的最高值。第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介2.模拟低通滤波器（ALF）采样定理：如果被采样信号频率（或信号中要保留的最高次谐波频率）为f0，则采样频率fs（每秒钟采样次数）必须大于2f0,否则采样值就不可能还原成原来的曲线。解决办法：在采样前用一个低通滤波器（ALF）将高频分量滤掉，这样就可以降低fs，以防混叠。CPU必须要来得及在两个相邻采样间隔时间Ts内处理完对每一组采样值所必须作的各种操作和运算第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介三、多路转换开关（MUX）在实际的数据采集系统中，被模数转换的模拟量可能是几路或十几路，利用多路开关MUX轮流切换各被测量与A/D转换电路的通路，达到分时转换的目的第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介四、模数转换器（A/D）选择A/D转换芯片时主要考虑两个指标：转换时间：要求所有的通道轮流转换所需的时间总和小于采样间隔Ts数字输出位数五、高度集成的数据采集系统DAS将多路开关、采样保持器和A/D转换器集成在一个芯片上。第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介六、CPU主系统七、开关量输入、输出系统第八章微机保护---第二节微机保护的硬件框图简介第八章微机保护---第三节微机保护的算法一、数字滤波器微机保护中常用的数字滤波器：用加减运算构成的线性滤波单元。它们的基本形式有：差分滤波、加法滤波、积分滤波等。二、正弦函数模型算法1、半周积分算法2、导数算法第八章微机保护---第三节微机保护的算法3、两采样值积算法4、三采样值积算法三、傅立叶算法（傅氏算法）1、全周波傅立叶算法2、半周波傅立叶算法3、基于傅立叶算法的滤序算法第八章微机保护---第三节微机保护的算法四、解微分方程算法1、差分法2、积分法第八章微机保护---第五节提高微机保护可靠性的措施一、抗电磁干扰的措施1、接地的处理2、屏蔽与隔离二、模拟量的自纠错1、利用采样数据的相关性互相校核2、运算过程的校核纠错第八章微机保护---第五节提高微机保护可靠性的措施三、故障自诊断1、RAM的自检2、EPROM的自检3、模拟量输入通道的自检4、开关量输出通道的自检第八章微机保护---第六节变电站微机综合自动化系统简介一、变电站微机综合自动化系统的基本概念1、常规变电站的二次部分2、变电站综合自动化3、变电站综合自动化系统4、变电站微机综合自动化系统的基本功能第八章微机保护---第六节变电站微机综合自动化系统简介二、变电站综合自动化系统的结构形式1、集中式结构为主,即以小型机为核心(上个世纪90年代初及以前)2、分层分布式的多CPU的结构体系(上个世纪90年代中后期)第八章微机保护---第六节变电站微机综合自动化系统简介三、国外典型的变电站综合自动化系统的简介1、西门子公司的变电站综合自动化系统LSA6782、ABB公司的变电站综合自动化系统SCS200