微機(jī)保護(hù)裝置的硬件原理

1、微機(jī)保護(hù)與常規(guī)保護(hù)相比較具有如下特點(diǎn)。1、調(diào)試維護(hù)方便。 2、可以實(shí)現(xiàn)智能化。3、可靠性高。 微機(jī)保護(hù)裝置可利用程序?qū)ζ溆布M(jìn)行在線自檢，一但發(fā)現(xiàn)故障，立即閉鎖出口跳閘回路，同時(shí)發(fā)出故障告警信號(hào)。對(duì)于軟件的異常及干擾的影響，可自動(dòng)識(shí)別并排除。4、易于獲得各種附加功能。 例如微機(jī)保護(hù)可以進(jìn)行故障類型判別，故障測距，故障錄波，事件記錄等。 5、具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能。可適應(yīng)無人值守或少人值守的自動(dòng)化變電站。6、新產(chǎn)品的研制和開發(fā)周期縮短。 對(duì)于同一類型的保護(hù)對(duì)象，微機(jī)保護(hù)裝置可采用相同的硬件結(jié)構(gòu)，不同的保護(hù)功能體現(xiàn)在軟件上。 7、降低了對(duì)電流互感器和電壓互感器的要求。 微機(jī)保護(hù)本身消耗功率低。另外數(shù)字式

2、電壓、電流傳感器便于與微機(jī)保護(hù)實(shí)現(xiàn)接口。 一般典型的微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)和管理微機(jī)系統(tǒng)、開關(guān)量輸入輸出電路和穩(wěn)壓逆變電源四部分構(gòu)成 例例 線路線路RCS-943A微機(jī)線路保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)微機(jī)線路保護(hù)硬件結(jié)構(gòu) 1.ADC式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2.電壓頻率變換式（VFC）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 微機(jī)系統(tǒng) 主要任務(wù):完成數(shù)值測量、計(jì)算、邏輯運(yùn)算及控制和記錄等智能化任務(wù)。除此之外，現(xiàn)代的微機(jī)保護(hù)應(yīng)具有各種遠(yuǎn)方功能，它包括發(fā)送保護(hù)信息并上傳給變電所微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，接收集控站、調(diào)度所的控制和管理信息。 CPU進(jìn)行保護(hù)的邏輯運(yùn)算及出口跳閘，同時(shí)完成事件記錄、錄波、打印、保護(hù)部分的后臺(tái)通訊及與人機(jī)CPU

3、的通訊。DSP（digital singnal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）是Complex PLD的簡稱,一種較PLD為復(fù)雜的邏輯元件。 EPROM是紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)芯片。其片內(nèi)存放著微機(jī)保護(hù)的程序。 EEPROM是電擦除、電改寫的只讀存儲(chǔ)器芯片。用于存放微機(jī)保護(hù)的定值。RAM為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)芯片。用于存放微機(jī)保護(hù)中的采樣數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、各種標(biāo)志，各種報(bào)告等內(nèi)容。 開關(guān)量輸入信號(hào) 開關(guān)量輸出信號(hào) 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)對(duì)電源要求較高，通常這種電源是逆變電源，即將直流逆

4、變?yōu)榻涣?，再把交流整流為微機(jī)系統(tǒng)所需的直流電壓。它把變電所的強(qiáng)電系統(tǒng)的直流電源與微機(jī)的弱電系統(tǒng)電源完全隔離開。通過逆變后的直流電源具有極強(qiáng)的抗干擾水平，對(duì)來自變電所中因斷路器跳合閘等原因產(chǎn)生的強(qiáng)干擾可以完全消除掉。 1、RCS-943A運(yùn)行方式控制字RCS-943A運(yùn)行方式控制字sw (n) 整定“1”表示投入，“O”表示退出。1投縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)012TA斷線閉鎖差動(dòng)013主機(jī)方式014專用光纖015通道自環(huán)試驗(yàn)016遠(yuǎn)跳受本側(cè)控制018I段接地距離019投段接地距離0110投段接地距離0111投I段相間距離0112投段相間距離012、WXH-801D及WXH-801A單接點(diǎn)方式縱聯(lián)方向保護(hù)定值

5、清單 名稱 整定范圍 備注 控制字 （KGZ） TV變比 ll007500 TA變比 205000 零序電抗補(bǔ)償系數(shù) O10 零序電電阻補(bǔ)償系數(shù) O10 正序阻抗角 500900 線路全長抗 05250，In 電阻定值 05250In 電抗定值 05250In 正序突變量門檻 032Aln (為3倍止序突變量) 工頻變化量門檻 O12AIn 零序停信門檻 O12AIn (為3倍零序電流) 負(fù)序停信門檻 032AIn (為3倍負(fù)序電流) 靜穩(wěn)電流 052AIn 無流門檻 O05l A In 輔助啟動(dòng) 01l A In (為3倍零序電流) 自動(dòng)測試時(shí)問 O23 整點(diǎn) 控制字KGZ各位定義： 位 符

6、號(hào) 名稱 1115 / 備用 10 TDZC 通道自測投入(“”有效) 9 YFQX 遠(yuǎn)方啟信投入(“”有效) 8 XJYT 相間永跳(“”有效) 7 TBLTZ 突變量距離投入(“”有效) 6 JS 加速投入(“”有效) 5 RKHS 弱饋回授投入(“”有效) 4 RKTZ 弱饋跳閘投入(“”有效) 3 BSS 閉鎖式(“”有效) 2 FYTD 復(fù)用通道方式(“”有效) l ZJ 求和自檢(“”有效) O IN5 額定電流(“”為5A，“”為l A) 微機(jī)保護(hù)的硬件平臺(tái)一般由以下多個(gè)功能模塊組成：（1）CPU與存儲(chǔ)器接口；（2）定時(shí)計(jì)數(shù)器；（3）中斷邏輯；（4）串并行通信接口；（5）實(shí)時(shí)時(shí)鐘

7、；（6）看門狗電路；（7）顯示控制電路；（9）固態(tài)盤或存儲(chǔ)器A（程序）；（10）固態(tài)盤或存儲(chǔ)器B（報(bào)告）；（11）固態(tài)盤或存儲(chǔ)器C（整定值）；（12）開關(guān)量光隔輸入；（13）開關(guān)量光隔功放輸出；（14）工業(yè)局域網(wǎng)接口。 由于微機(jī)保護(hù)的硬件分為人機(jī)接口和保護(hù)兩大部分，因此相應(yīng)的軟件也就分為接口軟件和保護(hù)軟件兩大部分。 接口軟件是指人機(jī)接口部分的軟件，其程序可分為監(jiān)控程序和運(yùn)行程序。 監(jiān)控程序主要是鍵盤命令處理程序，是為接口插件（或電路）及各CPU保護(hù)插件（或采樣電路）進(jìn)行調(diào)試和整定而設(shè)置的程序。 運(yùn)行程序由主程序和定時(shí)中斷服務(wù)程序構(gòu)成。主程序主要完成巡檢（各CPU保護(hù)插件）、鍵盤掃描和處理及故障

8、信息的排列和打印。定時(shí)中斷服務(wù)程序包括了以下幾個(gè)部分：軟件時(shí)鐘程序；以硬件時(shí)鐘控制并同步各CPU插件的軟時(shí)鐘程序；檢測各CPU插件啟動(dòng)元件是否動(dòng)作的檢測啟動(dòng)程序。所謂軟件時(shí)鐘就是每經(jīng)1.66ms產(chǎn)生一次定時(shí)中斷，在中斷服務(wù)程序中軟計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)軟計(jì)數(shù)器加到600時(shí)，秒計(jì)數(shù)器加1。 （一）接口軟件（二）保護(hù)軟件的配置 各保護(hù)CPU插件的保護(hù)軟件配置為主程序和2個(gè)中斷服務(wù)程序。主程序通常都有三個(gè)基本模塊；初始化和自檢循環(huán)模塊、保護(hù)邏輯判斷模塊和跳閘（及后加速）處理模塊。通常把保護(hù)邏輯判斷和跳閘（及后加速）處理總稱為故障處理模塊。一般來說前后2個(gè)模塊，在不同的保護(hù)裝置中基本上是相同的，而保護(hù)邏輯判斷模塊就隨不同的保護(hù)裝置而相差甚遠(yuǎn)。（三）保護(hù)軟件的工作狀態(tài) 保護(hù)軟件有三種工作狀態(tài)：運(yùn)行、調(diào)試和不對(duì)應(yīng)狀態(tài)。有的保護(hù)只有運(yùn)行和調(diào)試兩種工作狀態(tài)。 （四）中斷服務(wù)程序 保護(hù)要定時(shí)采樣系統(tǒng)狀態(tài)，一般采用定時(shí)器中斷方式，設(shè)1.66ms中斷原程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行采樣計(jì)算的服務(wù)程序，采樣結(jié)束后通過存儲(chǔ)器中的特定存儲(chǔ)單元將采樣計(jì)算結(jié)果傳送給原程序，然后再回去執(zhí)行原被中斷了的程序。這種采用定時(shí)中