第五章-微機(jī)繼電保護(hù)程序流程

1、1第五章微機(jī)保護(hù)軟件251 概述一、微機(jī)保護(hù)的流程圖一、微機(jī)保護(hù)的流程圖程序流程圖是人們對解決問題的方法、思路或算法的一種描程序流程圖是人們對解決問題的方法、思路或算法的一種描述。微機(jī)保護(hù)的流程圖能夠比較直觀、形象、清楚地反映保述。微機(jī)保護(hù)的流程圖能夠比較直觀、形象、清楚地反映保護(hù)的工作過程和邏輯關(guān)系。護(hù)的工作過程和邏輯關(guān)系。流程圖的優(yōu)點(diǎn)：流程圖的優(yōu)點(diǎn)：（a a）采用簡單規(guī)范的符號，畫）采用簡單規(guī)范的符號，畫法簡單；法簡單； （b b）結(jié)構(gòu)清晰，邏輯性強(qiáng)；）結(jié)構(gòu)清晰，邏輯性強(qiáng)； （c c）便于描述，容易理解。）便于描述，容易理解。352 程序流程的基本結(jié)構(gòu)一、中斷功能的作用一、中斷功能的作用為

2、了滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的快速性和實(shí)時(shí)性要求，微型機(jī)的中斷機(jī)為了滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的快速性和實(shí)時(shí)性要求，微型機(jī)的中斷機(jī)制是一種很有效的實(shí)現(xiàn)手段之一。制是一種很有效的實(shí)現(xiàn)手段之一。中斷的作用中斷的作用當(dāng)各種參數(shù)、信息、活動(dòng)等需要及時(shí)處理時(shí)，可以在任意時(shí)當(dāng)各種參數(shù)、信息、活動(dòng)等需要及時(shí)處理時(shí)，可以在任意時(shí)刻向微機(jī)發(fā)出中斷請求，要求微型機(jī)快速響應(yīng)，達(dá)到快速處刻向微機(jī)發(fā)出中斷請求，要求微型機(jī)快速響應(yīng)，達(dá)到快速處理的目的。實(shí)現(xiàn)微型機(jī)和其他設(shè)備同時(shí)工作，并實(shí)現(xiàn)對異常理的目的。實(shí)現(xiàn)微型機(jī)和其他設(shè)備同時(shí)工作，并實(shí)現(xiàn)對異常情況的自行處理情況的自行處理中斷源中斷源中斷優(yōu)先級別中斷優(yōu)先級別4二、程序流程的基本結(jié)構(gòu)二、程序流程的基本

3、結(jié)構(gòu)三種典型的流程結(jié)構(gòu)：三種典型的流程結(jié)構(gòu)：（1 1）順序結(jié)構(gòu)）順序結(jié)構(gòu)（2 2）切換結(jié)構(gòu)）切換結(jié)構(gòu)（3 3）混合結(jié)構(gòu)）混合結(jié)構(gòu)YNBASttttT )(YNBASttttT ,maxYNBASttttT ,max553 電流保護(hù)流程圖電流保護(hù)的流程電流保護(hù)的流程在微機(jī)電流保護(hù)中，大致包括系統(tǒng)程序流程和中斷服務(wù)程序在微機(jī)電流保護(hù)中，大致包括系統(tǒng)程序流程和中斷服務(wù)程序流程。流程。（1 1）系統(tǒng)程序；）系統(tǒng)程序；（2 2）定時(shí)中斷服務(wù)程序；）定時(shí)中斷服務(wù)程序；（3 3）其它中斷服務(wù)程序。）其它中斷服務(wù)程序。67一、系統(tǒng)程序的流程（主程序流程）一、系統(tǒng)程序的流程（主程序流程）1 1、初始化、初始化（

4、1 1）對硬件電路所設(shè)計(jì)的可編程并行接口進(jìn)行初始化）對硬件電路所設(shè)計(jì)的可編程并行接口進(jìn)行初始化 （2 2）是讀取所有開關(guān)量輸入的狀態(tài)，并將其保存在規(guī)定的）是讀取所有開關(guān)量輸入的狀態(tài)，并將其保存在規(guī)定的RAMRAM或或FLASHFLASH地址單元內(nèi)，以備以后在自檢循環(huán)時(shí)，不斷監(jiān)視地址單元內(nèi)，以備以后在自檢循環(huán)時(shí)，不斷監(jiān)視開關(guān)量輸入是否有變化開關(guān)量輸入是否有變化（3 3）對裝置的軟硬件進(jìn)行一次全面的自檢）對裝置的軟硬件進(jìn)行一次全面的自檢 （4 4）在經(jīng)過全面自檢后，應(yīng)將所有標(biāo)志字清零）在經(jīng)過全面自檢后，應(yīng)將所有標(biāo)志字清零 （5 5）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化 2 2、系統(tǒng)程

5、序的其它程序、系統(tǒng)程序的其它程序 （1 1）開放中斷）開放中斷（2 2）自檢循環(huán)，包括軟硬件自動(dòng)檢測、人機(jī)對話、定值顯示）自檢循環(huán)，包括軟硬件自動(dòng)檢測、人機(jī)對話、定值顯示和修改、報(bào)文發(fā)送。和修改、報(bào)文發(fā)送。8二、中斷服務(wù)程序的流程二、中斷服務(wù)程序的流程1 1、初始化、初始化（1 1）控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將各模擬輸入量的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字）控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將各模擬輸入量的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的采樣值，然后存入量的采樣值，然后存入RAMRAM區(qū)的循環(huán)寄存器中區(qū)的循環(huán)寄存器中 （2 2）時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能）時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能 （3 3）計(jì)算保護(hù)功能中用到的所有測量值）計(jì)算保護(hù)功能中用到的所有測量值 （4 4）將測量電流

6、與）將測量電流與段電流定值進(jìn)行比較段電流定值進(jìn)行比較 （5 5）在電流）在電流段的功能之后，執(zhí)行電流段的功能之后，執(zhí)行電流段的功能段的功能 （6 6）電流）電流段的功能、邏輯和比較過程均與電流段的功能、邏輯和比較過程均與電流段相似段相似 （7 7）當(dāng)）當(dāng)、段的電流測量元件都不動(dòng)作時(shí)，再控制出段的電流測量元件都不動(dòng)作時(shí)，再控制出口回路，使出口繼電器處于都不動(dòng)作狀態(tài)，達(dá)到收回跳閘命口回路，使出口繼電器處于都不動(dòng)作狀態(tài)，達(dá)到收回跳閘命令的目的令的目的 9三、系統(tǒng)程序和中斷服務(wù)程序的關(guān)系三、系統(tǒng)程序和中斷服務(wù)程序的關(guān)系在微型機(jī)開中斷后，每間隔一個(gè)在微型機(jī)開中斷后，每間隔一個(gè)TsTs，定時(shí)器就會(huì)發(fā)出一個(gè)

7、采，定時(shí)器就會(huì)發(fā)出一個(gè)采樣脈沖，隨即產(chǎn)生中斷請求。于是微型機(jī)先暫停一下系統(tǒng)程樣脈沖，隨即產(chǎn)生中斷請求。于是微型機(jī)先暫停一下系統(tǒng)程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，以保證對輸入模擬量的實(shí)序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，以保證對輸入模擬量的實(shí)時(shí)采集。時(shí)采集。10四、電流保護(hù)中的方向元件四、電流保護(hù)中的方向元件1. 1. 方程比較法方程比較法根據(jù)測量得到的電壓相量和電流相量判斷短路方向。根據(jù)測量得到的電壓相量和電流相量判斷短路方向。mmmmIUIU，最大靈敏角是0。mmmmIUIU11，最大靈敏 角是 。11電流保護(hù)中的方向元件電流保護(hù)中的方向元件2.2.虛擬阻抗法虛擬阻抗法利用相量利用相量 UmUm 和

8、和ImIm ，求出阻抗，求出阻抗 。jXRIUmm動(dòng)作條件為：0R12五、提高電流保護(hù)靈敏度的方法五、提高電流保護(hù)靈敏度的方法三相短路和兩相短路的特征（1 1）三相短路時(shí)）三相短路時(shí)（2 2）兩相短路時(shí)）兩相短路時(shí)（3 3）星）星/ /三角變壓器后發(fā)生兩相短路，已有三角變壓器后發(fā)生兩相短路，已有 ，電流保護(hù)，電流保護(hù) 的靈敏度已經(jīng)得到提高，本方案不考慮這種情況的靈敏度已經(jīng)得到提高，本方案不考慮這種情況cacaIIII1minmaxII2minmaxII線路上發(fā)生兩相短路的條件為：minmaxIIKIIminmax13提高電流保護(hù)靈敏度的方法提高電流保護(hù)靈敏度的方法1454 高壓線路保護(hù)流程圖一

9、、高壓線路保護(hù)的程序流程一、高壓線路保護(hù)的程序流程高壓線路的運(yùn)行方式多變、復(fù)雜，高壓線路保護(hù)需要考慮許高壓線路的運(yùn)行方式多變、復(fù)雜，高壓線路保護(hù)需要考慮許多特殊的情況，因而高壓線路保護(hù)的程序流程圖比較復(fù)雜。多特殊的情況，因而高壓線路保護(hù)的程序流程圖比較復(fù)雜。其基本程序流程也包括：其基本程序流程也包括：（1 1）系統(tǒng)程序；）系統(tǒng)程序；（2 2）定時(shí)中斷服務(wù)程序；）定時(shí)中斷服務(wù)程序；（3 3）其它中斷服務(wù)程序。）其它中斷服務(wù)程序。1516高壓線路保護(hù)的程序流程高壓線路保護(hù)的程序流程（1 1）與電流保護(hù)流程相同部分不再重復(fù)介紹）與電流保護(hù)流程相同部分不再重復(fù)介紹（2 2）初始化結(jié)束后，控制程序進(jìn)入振

10、蕩閉鎖方式）初始化結(jié)束后，控制程序進(jìn)入振蕩閉鎖方式 在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)剛開始工作時(shí)，沒有歷史數(shù)據(jù)，所以，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)剛開始工作時(shí)，沒有歷史數(shù)據(jù)，所以，突變量啟動(dòng)元件就很容易在正常負(fù)荷電流情況下啟動(dòng)，而此突變量啟動(dòng)元件就很容易在正常負(fù)荷電流情況下啟動(dòng)，而此時(shí)，沒有任何記憶分量能夠參與保護(hù)功能的判別時(shí)，沒有任何記憶分量能夠參與保護(hù)功能的判別 剛合上直流電源時(shí)，如果電力系統(tǒng)正在振蕩，那么，突剛合上直流電源時(shí)，如果電力系統(tǒng)正在振蕩，那么，突變量啟動(dòng)元件也可能要誤動(dòng)作變量啟動(dòng)元件也可能要誤動(dòng)作 17高壓線路保護(hù)的程序流程高壓線路保護(hù)的程序流程（1 1）系統(tǒng)正常運(yùn)行）系統(tǒng)正常運(yùn)行 系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)元件

11、不動(dòng)作，中斷服務(wù)程序主系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)元件不動(dòng)作，中斷服務(wù)程序主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、計(jì)算各種測量參數(shù)、啟動(dòng)元件判別和數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、計(jì)算各種測量參數(shù)、啟動(dòng)元件判別和數(shù)據(jù)自檢功能，處于監(jiān)視電力系統(tǒng)是否發(fā)生短路的狀態(tài)，是否出自檢功能，處于監(jiān)視電力系統(tǒng)是否發(fā)生短路的狀態(tài)，是否出現(xiàn)靜穩(wěn)破壞。系統(tǒng)流程則執(zhí)行人機(jī)對話、定值管理、顯示、現(xiàn)靜穩(wěn)破壞。系統(tǒng)流程則執(zhí)行人機(jī)對話、定值管理、顯示、通訊和各種軟硬件自檢等功能。通訊和各種軟硬件自檢等功能。（2 2）本線路發(fā)生短路。）本線路發(fā)生短路。 本線路發(fā)生短路時(shí)，啟動(dòng)元件檢測出系統(tǒng)發(fā)生了短路，本線路發(fā)生短路時(shí)，啟動(dòng)元件檢測出系統(tǒng)發(fā)生了短路，于是，一方面驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)

12、繼電器，開放出口回路的負(fù)電源端于是，一方面驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)繼電器，開放出口回路的負(fù)電源端（參見圖（參見圖1 13737），同時(shí)，啟動(dòng)收發(fā)訊機(jī)（以高頻閉鎖方式為），同時(shí)，啟動(dòng)收發(fā)訊機(jī)（以高頻閉鎖方式為例）；另一方面，設(shè)置啟動(dòng)標(biāo)志，表明啟動(dòng)元件已經(jīng)動(dòng)作了。例）；另一方面，設(shè)置啟動(dòng)標(biāo)志，表明啟動(dòng)元件已經(jīng)動(dòng)作了。（3 3）非本線路短路；）非本線路短路；（4 4）靜穩(wěn)破壞。）靜穩(wěn)破壞。18三、典型模塊的流程三、典型模塊的流程（一）突變量啟動(dòng)（一）突變量啟動(dòng)電流突變量作為主要的啟動(dòng)元件，監(jiān)視絕大部分的故障電流突變量作為主要的啟動(dòng)元件，監(jiān)視絕大部分的故障再用相電流和零序電流作再用相電流和零序電流作為輔助啟動(dòng)元件，監(jiān)

13、視大為輔助啟動(dòng)元件，監(jiān)視大過渡電阻接地等極少數(shù)電過渡電阻接地等極少數(shù)電流變化較緩慢的故障。流變化較緩慢的故障。19典型模塊的典型模塊的流程流程（ 二 ） 阻 抗（ 二 ） 阻 抗邏輯模塊邏輯模塊1 1、阻抗邏輯、阻抗邏輯流程流程20典型模塊的流程典型模塊的流程2、阻抗特性（1）圓特性（2）多邊形特性21典型模塊的流程典型模塊的流程3 3、振蕩期間再短路、振蕩期間再短路（1 1）電力系統(tǒng)振蕩與短路的區(qū)別）電力系統(tǒng)振蕩與短路的區(qū)別 系統(tǒng)振蕩時(shí)，保護(hù)安裝處的測量電阻隨時(shí)間不斷地持續(xù)系統(tǒng)振蕩時(shí)，保護(hù)安裝處的測量電阻隨時(shí)間不斷地持續(xù)變化，且有時(shí)變化緩慢、有時(shí)變化劇烈。變化，且有時(shí)變化緩慢、有時(shí)變化劇烈。22典型模塊的流程典型模塊的流程3 3、振蕩期間再短路、振蕩期間再短路（1 1）電力系統(tǒng)振蕩與短路的區(qū)別）電力系統(tǒng)振蕩與短路的區(qū)別 被保護(hù)線路突然發(fā)生短路時(shí)，測量電阻先有一個(gè)突變，隨被保護(hù)線路突然發(fā)生短路時(shí)，測量電阻先有一個(gè)突變，隨后，測量電阻基本上為短路電阻后，測量電阻基本上為短路電阻RKRK，其數(shù)值變化很小或幾乎，其數(shù)值變化很小或幾乎維持不變。維持不變。23典型模塊的流程典型模塊的流程3 3、振蕩期間再短路、振蕩期間再短路（2 2）振蕩閉鎖模塊的流程）振蕩閉鎖模塊的流程在系統(tǒng)振蕩期間，電阻變在系統(tǒng)振蕩期間，電阻變化率一般小于化率一般小于1616倍的倍的RZRZ定定值，所以，