牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置

1、 我國(guó)微機(jī)保護(hù)發(fā)展概況我國(guó)微機(jī)保護(hù)發(fā)展概況 1.1984年華北電力學(xué)院研制的一套微機(jī)距離保護(hù)MDP1型經(jīng)試運(yùn)行后通過(guò)了科研鑒定。于1987年投人批量生產(chǎn)。這是我國(guó)第一代微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品。 2.進(jìn)人90年代后，廣泛采用單片機(jī)做保護(hù)的核心，為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展提供了極為有利的條件。由此產(chǎn)生了第二代微機(jī)保護(hù)裝置，它就是由華北電力學(xué)院北京研究生部首先研制的。1990年5月投入了試運(yùn)行。 3.我國(guó)微機(jī)保護(hù)裝五的第三代產(chǎn)品是北京哈德威四方保護(hù)與控制設(shè)備公司和華北電力大學(xué)聯(lián)合研制生產(chǎn)的CS系列，如線路保護(hù)CSL101系列、變壓器保護(hù)CST-200系列。 4.電氣化鐵道供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)發(fā)展于90年代。 牽引變電所

2、微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn) 1維護(hù)調(diào)試方便 過(guò)去大量使用的整流型或晶體管型繼電保護(hù)的調(diào)試工作量很大，尤其是一些復(fù)雜的保護(hù)，調(diào)試一套保護(hù)往往話要一周時(shí)間。其原因是這類(lèi)保護(hù)裝置的各種保護(hù)元件均是由硬件組成的，每一種邏輯功能都由相應(yīng)的硬件構(gòu)成，邏輯上復(fù)雜，硬件就越多，試驗(yàn)也越麻煩。而微機(jī)保護(hù)除了輸入量的采集外，所有的計(jì)算、邏輯判斷都是由軟件完成，成熟的軟件一次性設(shè)計(jì)測(cè)試完好后，就不必在投產(chǎn)前再專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)。而且微機(jī)保護(hù)對(duì)硬件和軟件都有自檢功能，裝置上電后硬軟件有故障就會(huì)立即報(bào)警，所以說(shuō)微機(jī)保護(hù)裝置可以說(shuō)幾乎不用調(diào)試，需要調(diào)試的主要項(xiàng)目也在廠家完成，投運(yùn)前做一次靜態(tài)和

3、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)就能試運(yùn)行了。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 2可靠性高 微機(jī)保護(hù)的軟件設(shè)計(jì)，考慮到電力系統(tǒng)中各種復(fù)雜的故障，具有很強(qiáng)的綜合分析和判斷能力，幾乎就是一個(gè)專(zhuān)家智能系統(tǒng)。而常規(guī)保護(hù)裝置，由于是各種器件組成的，不可能做得很復(fù)雜，否則硬件越多，越復(fù)雜，本身出故障的概率就越大，可靠性當(dāng)然就降低了。另外微機(jī)保護(hù)裝置的自檢與巡檢功能也大大提高了其可靠性。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 3動(dòng)作正確率高 鑒于計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算的實(shí)時(shí)性特點(diǎn)，微機(jī)保護(hù)裝置能保證在任何時(shí)刻均不斷迅速地采樣計(jì)算，反復(fù)準(zhǔn)確地核算。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的暫態(tài)時(shí)期內(nèi)，就能正確判斷故障，如果故障發(fā)生了變化或進(jìn)

4、一步發(fā)展也能及時(shí)做出判斷和自糾。如在保護(hù)延時(shí)動(dòng)作或重合閘延時(shí)的過(guò)程中都能監(jiān)視系統(tǒng)故障的變化，因此微機(jī)保護(hù)的動(dòng)作正確率很高，運(yùn)行實(shí)踐已證明了這點(diǎn)。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 4易于獲得各種附加功能 由于計(jì)算機(jī)軟件的特點(diǎn)，使得微機(jī)保護(hù)可以做到硬件和軟件資源共享，在不增加任何硬件的情況下，只需增加一些軟件就可以獲得各種附加功能。例如在微機(jī)保護(hù)裝置中，可以很方便地附加了低周減載和自動(dòng)重合同、故障錄波、故障測(cè)距等自動(dòng)裝置的功能。 5保護(hù)性能容易得到改善 由于計(jì)算機(jī)軟件可方便改寫(xiě)的特點(diǎn)，保護(hù)的性能可以通過(guò)研究許多新的保護(hù)原理來(lái)得到改善。而且許多現(xiàn)代新原理的算法，在常規(guī)保護(hù)中是很難或根本

5、不可能用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 6使用靈活、方便 目前微機(jī)保護(hù)裝置的人機(jī)界面做得越來(lái)越好，也越來(lái)越簡(jiǎn)單方便。例如漢化界面、微機(jī)保護(hù)的查詢(xún)、整定更改及運(yùn)行方式變化等等都十分靈活方便，受到現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)工作人員的普遍歡迎。 7具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性 微機(jī)保護(hù)裝置都具有自行通信功能，與變電所微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機(jī)保護(hù)具有遠(yuǎn)方監(jiān)控的特點(diǎn)并將微機(jī)保護(hù)納人變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 微機(jī)保護(hù)的學(xué)習(xí)方法微機(jī)保護(hù)的學(xué)習(xí)方法 微機(jī)保護(hù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)是單片微機(jī)原理和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理，顯然要學(xué)好微機(jī)保護(hù)就得掌握一定的單片微機(jī)原理和電力系統(tǒng)繼電保

6、護(hù)原理。對(duì)于專(zhuān)業(yè)人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，目前主要的困難還在于單片微機(jī)的基本知識(shí)。為了提高培訓(xùn)學(xué)習(xí)的效率，對(duì)于單片微機(jī)原理應(yīng)該抓住單片微機(jī)的實(shí)質(zhì)，而不應(yīng)以單片微機(jī)電路的細(xì)節(jié)為主，要防止鉆進(jìn)去而跳不出來(lái)在具體細(xì)節(jié)上糾纏不清的現(xiàn)象。學(xué)習(xí)單片微機(jī)基本原理就要以方框因?yàn)橹?，?duì)于保護(hù)輸人和輸出的電路則要較具體地搞清楚它們的來(lái)龍去脈。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 微機(jī)保護(hù)的學(xué)習(xí)方法微機(jī)保護(hù)的學(xué)習(xí)方法 對(duì)于微機(jī)保護(hù)的軟件、主要是在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理基礎(chǔ)上掌握微機(jī)保護(hù)程序邏輯框圖的原理，特別是理解各個(gè)（元件）模塊的保護(hù)原理，這對(duì)于今后分析系統(tǒng)事故及設(shè)備故障、保護(hù)動(dòng)作的正確性均有好處，繼電保護(hù)的專(zhuān)業(yè)人

7、員在學(xué)習(xí)單片微機(jī)基本原理時(shí)，可以學(xué)些匯編語(yǔ)言基本知識(shí)，但沒(méi)有必要花大氣力去提單片微機(jī)的匯編語(yǔ)言的編寫(xiě)。可以學(xué)些高級(jí)語(yǔ)言作為輔助，例如 BASIC語(yǔ)言。這對(duì)學(xué)習(xí)保護(hù)程序邏輯框國(guó)會(huì)很有幫助。當(dāng)然對(duì)于微機(jī)保護(hù)軟件的設(shè)什人員，就必須熟練地掌握單片微機(jī)匯編語(yǔ)言。在微機(jī)保護(hù)的軟件中，數(shù)據(jù)采集及其算法原理占有較重要的地位，對(duì)繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)人員主要是以正確理解為主，而電力系統(tǒng)運(yùn)行人員則以基本了解為宜。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 微機(jī)保護(hù)的學(xué)習(xí)方法微機(jī)保護(hù)的學(xué)習(xí)方法 學(xué)習(xí)微機(jī)保護(hù)還必須注意結(jié)合具體保護(hù)裝置，這樣可以避免理論脫離實(shí)踐。通過(guò)學(xué)習(xí)微機(jī)保護(hù)裝置的實(shí)例來(lái)鞏固基礎(chǔ)知識(shí)的，如變電所饋線保護(hù)、

8、變壓器保護(hù)為主，以電容器保護(hù)為輔。目前國(guó)內(nèi)牽引變電所也大量使用微機(jī)保護(hù)裝置，產(chǎn)品有饋線保護(hù)、變壓器保護(hù)等，比如有南自出品的WBZ-61A系列、上繼出品的WGT-01系列等，學(xué)習(xí)中應(yīng)結(jié)合上述各系列保護(hù)裝置為宜。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 微機(jī)保護(hù)基本結(jié)構(gòu)微機(jī)保護(hù)基本結(jié)構(gòu) 從功能上來(lái)劃分，微機(jī)保護(hù)裝置可以分為6個(gè)部分：1.模擬量輸人系統(tǒng)（或稱(chēng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）；2.繼電功能回路（CPU主系統(tǒng)）；3.開(kāi)關(guān)量輸入/輸出回路；4.人機(jī)接口回路；5.通信回路；6.電源回路。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸

9、人系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括電壓形成回路、ALF、SH、MPX及A/D轉(zhuǎn)換等五部分。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)一一. .電壓形成回路電壓形成回路 同傳統(tǒng)保護(hù)一樣，微機(jī)保護(hù)的輸人信號(hào)來(lái)自被保護(hù)線路或設(shè)備的電流互感器、電壓互感器的二次側(cè)。這些互感器的二次電流或電壓一般數(shù)值較大，變化范圍也較大，不適應(yīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作要求，故需對(duì)它進(jìn)行變換。一般采用各種中間變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)這種變換，例如電流變換器（TA）、電壓變換器（TV）和電抗變換器（TX）等。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次

10、逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)二二. .采樣保持（采樣保持（S/HS/H）電路電路 1 1采樣采樣 微機(jī)處理的都是數(shù)字信號(hào)，要用微機(jī)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的功能，必須將輸入的模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)。為達(dá)到這一目的，首先要對(duì)模擬量進(jìn)行采樣。采樣是將一個(gè)連續(xù)的時(shí)間信號(hào)x(t)變成離散的時(shí)間信號(hào)x*(t)。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)二二. .采樣保持（采樣保持（S/HS/H）電路電路 2 2保持保持 保護(hù)裝置往往要反映多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)而工作，例如距離保護(hù)必須同時(shí)輸入各相電流和電壓，由于AD芯

11、片的價(jià)格較貴，同時(shí)也為了簡(jiǎn)化硬件電路，一般都是多個(gè)模擬通道公用一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。每個(gè)通道采樣是同時(shí)的，而各通道的采樣信號(hào)是依次通過(guò)A/D回路進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，每轉(zhuǎn)換一路信號(hào)都需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。這樣就必須同時(shí)滿(mǎn)足各通道采樣的同時(shí)性和轉(zhuǎn)換的分時(shí)性要求。因此，就任一通道而言，必須在等待進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，保持住其采樣值不變。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)二二. .采樣保持（采樣保持（S/HS/H）電路電路 3 3采樣保持電路采樣保持電路 采樣保持電路由一個(gè)電子模擬開(kāi)關(guān)AS、保持電容CH及兩個(gè)阻抗變換器組成。

12、牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)二二. .采樣保持（采樣保持（S/HS/H）電路電路 4 4對(duì)采樣保持器的要求對(duì)采樣保持器的要求 從上面的分析不難看出，對(duì)于高質(zhì)量的采樣保持電路應(yīng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：（1）截獲時(shí)間盡量短，對(duì)快速變化的輸人信號(hào)采樣更應(yīng)保證這一點(diǎn)；（2）保持時(shí)間要長(zhǎng)。（3）模擬開(kāi)關(guān)的動(dòng)作延時(shí)、閉合電阻和開(kāi)斷時(shí)的泄露電流要小。 上述（1）和（2）兩個(gè)指標(biāo)一方面決定于所用阻抗變換器的質(zhì)量，另一方面也和電容器CH的容量有關(guān)。就截獲時(shí)間來(lái)說(shuō)，希望CH越小越好；但就保持時(shí)間而言，CH越大越好。因此，對(duì)

13、CH的大小應(yīng)權(quán)衡之后作出適當(dāng)?shù)倪x擇。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)二二. .采樣保持（采樣保持（S/HS/H）電路電路 5 5常用采樣保持器常用采樣保持器LF398LF398 原理圖 實(shí)用接線圖牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)三三. .模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（MPXMPX） 多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是電子型的，通道切換受微機(jī)控制。多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)包括選擇接通路數(shù)的二進(jìn)制譯碼電路和由它控制的各路電子開(kāi)關(guān)，它們被集

14、成在一片集成電路芯片中。 常用的16路多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)芯片AD7506。 AD7506芯片結(jié)構(gòu) CMOS開(kāi)關(guān)電路 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)四四. .模數(shù)轉(zhuǎn)換器（模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCADC） 計(jì)算機(jī)只能對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算，而電力系統(tǒng)中的電流、電壓信號(hào)均為模擬量。因此，必須用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采樣保持回路輸出的模擬信號(hào)變?yōu)殡x散的數(shù)字量。牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)四四. .模數(shù)轉(zhuǎn)換器（模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCADC） 逐

15、次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器 逐次逼近A/D輸出牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)四四. .模數(shù)轉(zhuǎn)換器（模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCADC） 常用A/D轉(zhuǎn)換器芯片AD574參考電壓十10V偏置電壓十10V模擬量輸人UIN 模擬地和數(shù)字地?cái)?shù)字量輸出 控制線和狀態(tài)線 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的模擬量輸人系統(tǒng)五五. .數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與微機(jī)接口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與微機(jī)接口牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 開(kāi)關(guān)量輸入及輸出

16、回路開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路一一.開(kāi)關(guān)量輸入回路開(kāi)關(guān)量輸入回路 開(kāi)關(guān)量輸人大多數(shù)是觸點(diǎn)狀態(tài)的輸入，可以分成兩類(lèi)：1.安裝在裝置面板上的觸點(diǎn)。例如各種工作方式開(kāi)關(guān)，調(diào)試裝置或運(yùn)行中定期檢查裝置用的鍵盤(pán)觸點(diǎn)，復(fù)位按鈕及其他按鈕等。 這類(lèi)觸點(diǎn)，與外界電路無(wú)聯(lián)系，可直接接至微機(jī)的并行接口，也可以直接與CPU口線相連。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路一一.開(kāi)關(guān)量輸入回路開(kāi)關(guān)量輸入回路 開(kāi)關(guān)量輸人大多數(shù)是觸點(diǎn)狀態(tài)的輸入，可以分成兩類(lèi)：2.從裝置外部經(jīng)過(guò)端子排引人裝置的觸點(diǎn)。例如需要由運(yùn)行人員不打開(kāi)裝置外蓋而在運(yùn)行中切換的各種壓板，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及其他保護(hù)裝置

17、和操作繼電器的觸點(diǎn)等。 這類(lèi)觸點(diǎn)由于與外電路有聯(lián)系，而需經(jīng)光耦器件進(jìn)行隔離，以防觸點(diǎn)輸人回路引人的干擾。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路一一.開(kāi)關(guān)量輸出回路開(kāi)關(guān)量輸出回路 開(kāi)關(guān)量輸出主要包括保護(hù)的跳閘出口、合問(wèn)出口以及本地和中央信號(hào)等。一般都采用并行接口的輸出口來(lái)控制有觸點(diǎn)繼電器（干簧或密封小中間繼電器）的方法。為提高抗于擾能力，也要經(jīng)過(guò)光電隔離。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 人機(jī)對(duì)話回路人機(jī)對(duì)話回路一.定值區(qū)的選擇回路 對(duì)于某些保護(hù)裝置，如果需要整定的項(xiàng)目不多，則可以在裝置面板上設(shè)置定值插銷(xiāo)或撥輪開(kāi)關(guān)，將整定值每一位數(shù)

18、碼所對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)輸入。對(duì)于比較復(fù)雜的保護(hù)裝置，如需要整定的項(xiàng)目很多，可以將定值由面板上的鍵盤(pán)輸入，并存放在專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)器中。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 人機(jī)對(duì)話回路人機(jī)對(duì)話回路二.鍵盤(pán)、顯示及打印回路 鍵盤(pán)作為人機(jī)接口的重要部件，它主要用來(lái)進(jìn)行定值整定、裝置調(diào)試及運(yùn)行中人對(duì)裝置狀態(tài)的于預(yù)等。目前大部分微機(jī)保護(hù)裝置都采用44或33矩陣式鍵盤(pán)電路，典型電路如圖。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置 人機(jī)對(duì)話回路人機(jī)對(duì)話回路二.鍵盤(pán)、顯示及打印回路 打印機(jī)是微機(jī)保護(hù)裝置的輸出設(shè)備之一，是唯一提供憑據(jù)式輸出的設(shè)備只有通過(guò)打印機(jī)才能提供諸如定值清單、采樣數(shù)據(jù)、動(dòng)作行為等情況的報(bào)

19、告。 牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置牽引變電所微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件WGT-01型型軟件總框圖軟件總框圖（主（主CPU）微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件T0中斷服務(wù)中斷服務(wù)程序框圖程序框圖（主（主CPU每每隔隔5/3ms中中斷一次）斷一次）微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件故障處理故障處理程序框圖程序框圖微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件直供方式直供方式測(cè)距程序測(cè)距程序框圖框圖微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件BT供電供電方式測(cè)距方式測(cè)距程序框圖程序框圖微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件微機(jī)保護(hù)運(yùn)行軟件GGP子程子程序框圖序框圖WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置用用途途 WKH-891型電鐵饋線保護(hù)

20、裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)裝置）是以32位浮點(diǎn)DSP為基本軟硬件平臺(tái)的數(shù)字式新一代電鐵饋線保護(hù)，適用于電氣化鐵道AT供電方式、BT供電方式以及直供方式，作為牽引變電所、開(kāi)閉所、分區(qū)所的進(jìn)線、饋線的保護(hù)和測(cè)距裝置，同時(shí)具有負(fù)荷記錄、負(fù)荷錄波、故障錄波、網(wǎng)絡(luò)通信等自動(dòng)化功能。裝置也可與WBH-891型電鐵主變保護(hù)裝置、WBB-891型電鐵并補(bǔ)保護(hù)裝置及監(jiān)控系統(tǒng)組成牽引變電所自動(dòng)化系統(tǒng)。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置功功能能1 .四段自適應(yīng)距離保護(hù)； 2 .電流速斷保護(hù)； 3 .電流增量保護(hù)； 4 .過(guò)電流保護(hù)； 5 .一次自動(dòng)重合閘； 6 .故障測(cè)距； 7 .二次諧波閉鎖功能； 8 .低電壓?jiǎn)?dòng)功能；

21、9. 高次諧波抑制功能； 10. TV斷線閉鎖功能； 11.上下行聯(lián)鎖功能； 12.故障錄波功能； 13.負(fù)荷錄波功能； 14.負(fù)荷記錄功能； 15. 實(shí)時(shí)測(cè)量功能； 16. 當(dāng)?shù)鼗蚓W(wǎng)絡(luò)打印功能； 17. 頻率跟蹤功能。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置硬硬件件組組成成 裝置由一個(gè)交流變換插件(J1)、二個(gè)保護(hù)CPU插件(J2、J3)、一個(gè)信號(hào)插件（J4）、一個(gè)出口插件（J5）、一個(gè)電源插件（J6）和人機(jī)接口組成（人機(jī)接口由人機(jī)接口插件J7和面板組件構(gòu)成）。如圖所示。WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)

22、保護(hù)裝置插插件件作作用用1.交流變換插件 采用電壓、電流變換器,將PT、CT二次側(cè)的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成-1010V的弱電信號(hào)供A/D轉(zhuǎn)換器采樣。其中：電流變換器的飽和電流不小于20倍的額定電流。 2.保護(hù)插件 保護(hù)插件是實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的核心。主要完成模擬數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、定值及程序存儲(chǔ)、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出、通信等功能。本插件提供4個(gè)模擬信號(hào)輸入通道。每個(gè)通道經(jīng)二級(jí)阻容式低通濾波器分別輸出到1片高速多通道A/D轉(zhuǎn)換器件的14通道，其中第4通道接+5V電壓用于通道自檢，其原理框圖如圖5（b）WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置插插件件作作用用WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置插插件件作作用用3.

23、出口插件 該插件提供完整的斷路器操作回路控制功能，如跳閘功能、合閘功能、防跳功能、位置信號(hào)、閃光回路等，并提供相應(yīng)的觸點(diǎn)信號(hào)供當(dāng)?shù)?、中央信?hào)、遠(yuǎn)動(dòng)及檢測(cè)車(chē)等使用。 4.信號(hào)插件 該插件由若干信號(hào)繼電器組成，能輸出告警信號(hào)及各種保護(hù)元件動(dòng)作信號(hào)，供當(dāng)?shù)?、中央信?hào)、檢測(cè)車(chē)及遠(yuǎn)動(dòng)使用。5. 穩(wěn)壓電源 采用逆變開(kāi)關(guān)電源，輸入電壓可選DC 220V或110V，輸出為+5V 、5A，15V 、0.4A和24V(A) 2A,24V(B)、0.5A，具有輸出失電告警功能。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置插插件件作作用用6.人機(jī)接口插件及面板組件 人機(jī)接口插件既可通過(guò)串口與保護(hù)CPU板通信，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置

24、的當(dāng)?shù)厝藱C(jī)界面功能，又可通過(guò)LonWorks網(wǎng)絡(luò)接口與監(jiān)控機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方功能。人機(jī)接口插件與保護(hù)CPU通信采用查詢(xún)方式。 人機(jī)接口插件既可通過(guò)串口與保護(hù)CPU板通信，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的當(dāng)?shù)厝藱C(jī)界面功能，又可通過(guò)LonWorks網(wǎng)絡(luò)接口與監(jiān)控機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方功能。人機(jī)接口插件與保護(hù)CPU通信采用查詢(xún)方式。 人機(jī)接口插件及面板組件由32位CPU、存儲(chǔ)器、液晶控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等芯片組成。面板上有320240點(diǎn)陣的大屏幕液晶顯示器和6個(gè)按鍵，為當(dāng)?shù)夭僮魈峁┤藱C(jī)接口。面板上另有一個(gè)串行接口用于外接PC機(jī)，可通過(guò)調(diào)試軟件對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)試。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置插插件件作作

25、用用WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置保保護(hù)護(hù)裝裝置置邏邏輯輯框框圖圖WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置保保護(hù)護(hù)裝裝置置技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)1.額定交流參數(shù)： 額定電壓：100V；電流：5A或1A；頻率: 50Hz。 2.額定直流電壓：220V或110V。 3.功率消耗： 交流電壓、電流回路功耗均不大于1VA； 直流回路在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)功耗不大于20W，保護(hù)動(dòng)作時(shí)不大于40W。 4.交流回路過(guò)載能力： 交流電壓：1.2Un（長(zhǎng)期運(yùn)行）； 交流電流：2In（長(zhǎng)期運(yùn)行）；20In（1s）。 5.輸出觸點(diǎn)： a. 出口跳合閘觸點(diǎn)：在電壓不大于250V，電流不大于0.5A，時(shí)間常數(shù)L/R為50.7

26、5ms的直流有感負(fù)荷電路中，觸點(diǎn)的斷開(kāi)容量為50W，長(zhǎng)期允許通過(guò)電流不大于5A。 b. 其余輸出觸點(diǎn) ：在電壓不大于250V，電流不大于0.5A，時(shí)間常數(shù)L/R為50.75ms的直流有感負(fù)荷電路中，觸點(diǎn)的斷開(kāi)容量為30W，長(zhǎng)期允許通過(guò)電流不大于3A。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置保保護(hù)護(hù)裝裝置置技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)6.電流、電壓精確工作范圍： 精確工作電流范圍：0.120In(有效值) ；電壓范圍:0.5120V(有效值)。7.保護(hù)動(dòng)作特性指標(biāo)： 各保護(hù)元件的固有動(dòng)作時(shí)間不大于35ms(過(guò)量保護(hù)在1.2倍的整定值下測(cè)試，欠量保護(hù)在0.7倍的整定值下測(cè)試)。 8.距離保護(hù)(Z、Z、Z、Z四

27、段) 線路阻抗整定范圍：0.550（In=5A）；0.599.9（In=1A）； 負(fù)荷阻抗整定范圍：0.550（In=5A）；0.599.9（In=1A）； 在額定電流、線路阻抗角及電壓范圍0.5120V的條件下，測(cè)量阻抗整定值平均誤差不超過(guò)5%； 在線路阻抗角及電壓范圍1100V的條件下，精確工作電流范圍: 0.110In； 動(dòng)作延時(shí)整定范圍: 0.055s； 在額定電流、線路阻抗角及0.7倍整定值下阻抗動(dòng)作時(shí)間整定誤差不超過(guò)3%。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置保保護(hù)護(hù)裝裝置置技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)9.9.電流速斷保護(hù)： 電流速斷整定范圍:0.210In； 電流速斷整定值誤差不超過(guò)3%；

28、 電流速斷動(dòng)作延時(shí)時(shí)間整定范圍:0.030.5s； 在1.2倍整定值下電流速斷動(dòng)作時(shí)間整定誤差不超過(guò)3%。 10.電流增量保護(hù)：a. 電流增量整定范圍:0.23In； b. 電流增量整定值誤差不超過(guò)7.5%； c. 電流增量動(dòng)作延時(shí)時(shí)間整定范圍:0.550s； d. 在1.2倍整定值下電流增量動(dòng)作時(shí)間整定誤差不超過(guò)3%。 11.過(guò)電流保護(hù)(、段)： a. 過(guò)電流保護(hù)整定范圍:0.210In； b. 過(guò)電流保護(hù)整定值誤差不超過(guò)3%； c. 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間整定范圍:0.550s； d. 在1.2倍整定值下過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定誤差不超過(guò)3%。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置保保護(hù)護(hù)

29、裝裝置置技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)12.自動(dòng)重合閘： a. 重合閘動(dòng)作延時(shí)時(shí)間整定范圍:0.55s； b. 重合閘動(dòng)作時(shí)間整定值誤差不超過(guò)3%； c. 重合閘充電時(shí)間:1525s； d. 閉鎖手合時(shí)間:1802s； e. 裝置具有大電流閉鎖重合閘功能。 13.閉鎖： a. 低電壓?jiǎn)?dòng)整定范圍:0.850.95Un； b. 低電壓?jiǎn)?dòng)整定值誤差不超過(guò)3%； c. 二次諧波閉鎖整定范圍:10%20%(二次諧波與基波含量的百分比)； d. 二次諧波閉鎖整定值誤差不超過(guò)0.02。 14. 高次諧波抑制 ：a. 高次諧波抑制整定范圍:10%50%(高次諧波含量與基波含量的百分比)； b. 高次諧波抑制整定值誤差不

30、超過(guò)0.02； c. 高次諧波含量（I2+I3+I5含量總和占基波的百分比）大于高次諧波抑制整定值時(shí)抑制保護(hù)動(dòng)作, 諧波加權(quán)倍數(shù)Kh越大，抑制效果越顯著。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置保保護(hù)護(hù)裝裝置置技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)15.故障測(cè)距 ：對(duì)金屬性短路故障,測(cè)距整定值誤差不超過(guò)3%。 16. 環(huán)境條件： a. 環(huán)境溫度： 工作溫度：-10+40，24h內(nèi)平均溫度不超過(guò)35。 貯存溫度：-25+70，在極限值下不施加激勵(lì)量，裝置不出現(xiàn)不可逆變化溫度恢復(fù)后，裝置應(yīng)能正常工作。 b. 相對(duì)濕度：最濕月的月平均最大相對(duì)濕度為90%，同時(shí)該月的月平均最低溫度為25且表面無(wú)凝露。最高溫度為+40時(shí)，平

31、均最大相對(duì)濕度不超過(guò)50%。 c. 大氣壓力：80 110kPa (相當(dāng)海拔高度2km及以下)。 17. 機(jī)械性能 ：a. 工作條件：能承受?chē)?yán)酷等級(jí)為級(jí)的振動(dòng)響應(yīng)，沖擊響應(yīng)檢驗(yàn)； b. 運(yùn)輸條件：能承受?chē)?yán)酷等級(jí)為級(jí)的振動(dòng)耐久，沖擊耐久及碰撞檢驗(yàn)。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置整整定定應(yīng)應(yīng)用用事事例例單線方式保護(hù)配置：應(yīng)配置電流速斷和阻抗段，可選配電流增量和過(guò)電流。 電流速斷定值計(jì)算：動(dòng)作電流 典型時(shí)限0.1s。 靈敏度 阻抗段定值計(jì)算： 線路邊整定阻抗負(fù)荷邊整定阻抗WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置整整定定應(yīng)應(yīng)用用事事例例電流增量保護(hù)定值計(jì)算： 電流增量定值可按一臺(tái)機(jī)車(chē)起動(dòng)電流整定： 過(guò)電流保護(hù)定值計(jì)算： 過(guò)電流保護(hù)定值按接觸網(wǎng)承受過(guò)負(fù)荷的能力整定。過(guò)電流的判據(jù)包含了高次諧波。 典型時(shí)限：整定為3段反時(shí)限過(guò)流。 WKH-891微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置人人機(jī)機(jī)對(duì)對(duì)話話界界面面1.1.面板：a.運(yùn)行燈:在裝置正常運(yùn)行并且液晶顯示頁(yè)面為主