微機(jī)繼電保護(hù)培訓(xùn)課件

微機(jī)繼電保護(hù)培訓(xùn)課件第1頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1．概述1.1微機(jī)保護(hù)的發(fā)展1.2我國微機(jī)保護(hù)的發(fā)展概況1.3我國微機(jī)繼電保護(hù)存在的問題1.4微機(jī)繼電保護(hù)的基本構(gòu)成1.5微機(jī)繼電保護(hù)裝置的特點及其優(yōu)點1.6微機(jī)保護(hù)新技術(shù)及其發(fā)展趨勢

第2頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1、60年代至70年代初期 理論探索，樣機(jī)試驗 中小型計算機(jī)，單機(jī)集中保護(hù)方案 一機(jī)多用，速度限制，可靠性問題2、70年代中期至80年代中期 微處理器和微型計算機(jī)進(jìn)入實用階段 單處理器/單片機(jī)保護(hù)方案

1.1微機(jī)保護(hù)的發(fā)展

第3頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3、80年代后期至90年代 多CPU結(jié)構(gòu)保護(hù)方案 可靠性高，動作速度快，廣泛應(yīng)用4、90年代中期以來 高性能單片機(jī)應(yīng)用，專用DSP

網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)應(yīng)用 新的保護(hù)原理研究第4頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2我國微機(jī)保護(hù)的發(fā)展概況

１、第一代微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品

1984年華北電力學(xué)院研制的一套微機(jī)距離保護(hù)MDP—1型經(jīng)試運行后通過了科研鑒定。其型號即通常所說的“01”型，于1987年投入批量生產(chǎn)。特點：采用單CPU結(jié)構(gòu)及多路轉(zhuǎn)換的ADC模數(shù)變換模式。第5頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月２、第二代微機(jī)保護(hù)裝置

華北電力學(xué)院北京研究生部首先研制的。第一套“11”型微機(jī)保護(hù)裝置于1990年5月投入了試運行。其代表產(chǎn)品WXH—11和WXB—11。特點：結(jié)構(gòu)與第一代“01”型完全不同，采用多單片機(jī)并行工作，總線不引出插件，數(shù)模變換采用VFC方式，保護(hù)精度與速度及可靠性有了大幅度提高。第6頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月３、第三代微機(jī)保護(hù)裝置

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系列產(chǎn)品，如線路保護(hù)CSL—101系列、變壓器保護(hù)CST—200系列。

特點：采用不擴(kuò)展的單片機(jī)，總線不引出芯片及較先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)技術(shù)，使得我國保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)提高到國際先進(jìn)水平。第7頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4、第四代微機(jī)保護(hù)裝置

以32位單片機(jī)以及數(shù)字信號處理器DSP構(gòu)成的硬件結(jié)構(gòu)為主，其處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)、有效提高保護(hù)性能、硬件資源豐富、總線接口靈活、開發(fā)手段先進(jìn)、精度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢在微機(jī)保護(hù)裝置中顯示了巨大的生命力。以及微機(jī)保護(hù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等方向發(fā)展。第8頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3我國微機(jī)繼電保護(hù)存在的問題

微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中的地位問題微機(jī)保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量監(jiān)督微機(jī)保護(hù)裝置的硬件、軟件和規(guī)范化問題產(chǎn)品的先進(jìn)性和實用性、經(jīng)濟(jì)性問題第9頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4微機(jī)繼電保護(hù)的基本構(gòu)成

計算機(jī)式繼電保護(hù)是由“硬件”和“軟件”兩部分組成的，硬件是實現(xiàn)繼電保護(hù)功能的基礎(chǔ)。而繼電保護(hù)原理是直接由軟件，即由計算程序來實現(xiàn)的，程序的不同可以實現(xiàn)不同的原理。程序的好壞、正確與錯誤都直接影響著保護(hù)性能的優(yōu)劣、正確或錯誤。第10頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月逆變電源打印CRT

鍵盤模擬量輸入單片微機(jī)系統(tǒng)輸出通道輸出通道開關(guān)量輸入人機(jī)接口跳閘信號

U=

U、I

＋５V±15V

圖1-1典型的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)框圖

第11頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5微機(jī)繼電保護(hù)裝置的特點及其優(yōu)點

特點:保護(hù)功能軟件實現(xiàn)采用數(shù)字信號處理技術(shù)數(shù)字存儲技術(shù)容易實現(xiàn)遠(yuǎn)方通信自檢硬件標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)共享

優(yōu)點:維護(hù)調(diào)試方便可靠性高動作正確率高易于獲得各種附加功能保護(hù)性能容易得到改善使用靈活、方便具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性第12頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6微機(jī)保護(hù)新技術(shù)及其發(fā)展趨勢

繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢向計算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計算機(jī)繼電保護(hù)中,以期取得更好的效果,從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了一些引人注目的新技術(shù)和趨勢。

第13頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月自適應(yīng)控制技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用變電所綜合自動化技術(shù)數(shù)字信號處理器DSP的應(yīng)用高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)應(yīng)適應(yīng)人工智能技術(shù)、小波分析理論

綜合利用模糊理論及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自的特點形成的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已成為研究提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性、快速性、靈敏性及選擇性的一個重要發(fā)展方向第14頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1傳統(tǒng)保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)構(gòu)成2.2微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)2.3微機(jī)保護(hù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2．微機(jī)繼電保護(hù)裝置的硬件系統(tǒng)

第15頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)不同原理構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置種類雖然很多，但一般情況下，它們都是由三個基本部分組成，即測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理框圖如圖2.1所示。2.1傳統(tǒng)保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)構(gòu)成測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸入故障參數(shù)跳閘或信號脈沖輸出整定值圖2.1：傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)圖第16頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.1：傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)圖

各基本部分的作用是：(1)測量部分是測量與被保護(hù)設(shè)備工作狀態(tài)(正常狀態(tài)、故障狀態(tài)或不正常工作狀態(tài))相關(guān)的電氣量，并與給定的整定值比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動。(2)邏輯部分是根據(jù)各測量元件輸出量的大小、性質(zhì)、組合方式、出現(xiàn)順序，來判斷被保護(hù)設(shè)備的工作狀態(tài)，以決定保護(hù)是否應(yīng)該動作。(3)執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號，執(zhí)行保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如內(nèi)部故障時動作于跳閘；不正常運行時發(fā)出報警信號；正常運行時不動作等。測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸入故障參數(shù)跳閘或信號脈沖輸出整定值第17頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月微機(jī)保護(hù)裝置的典型結(jié)構(gòu)１、信號輸入電路２、單片微機(jī)系統(tǒng)３、人機(jī)接口部分４、輸出通道回路５、電源部分

2.2微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)第18頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)信號輸入電路

微機(jī)保護(hù)裝置輸入信號主要有兩類，即開關(guān)量和模擬量信號。信號輸入電路部分就是妥善處理這二類信號，完成單片微機(jī)系統(tǒng)輸入信號接口功能。

通常輸入的開關(guān)量信號不能滿足單片微機(jī)的輸入電平要求，因此需要信號電平轉(zhuǎn)換。為了提高保護(hù)裝置的抗干擾性能，通常還需要經(jīng)整形、延時、光電隔離等處理。

輸入的電壓和電流信號，是模擬量信號。由于計算機(jī)是一種數(shù)字電路設(shè)備，只能接受數(shù)字脈沖信號，所以就需要將這一類模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)能接受的數(shù)字脈沖信號。完成模擬量至數(shù)字脈沖的變換稱為模數(shù)變換，輸入模擬量信號的模數(shù)變換電路也稱作輸入信號調(diào)理電路。第19頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)單片微機(jī)系統(tǒng)

微機(jī)保護(hù)裝置的核心是單片微機(jī)系統(tǒng)，它是由單片微機(jī)和擴(kuò)展芯片構(gòu)成的一臺小型工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)，除了這些硬件之外，還有存儲在存儲器里的軟件系統(tǒng)。這些硬件和軟件構(gòu)成的整個單片微機(jī)系統(tǒng)主要任務(wù)是完成數(shù)值測量、計算、邏輯運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。

第20頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)人機(jī)接口部分

在許多情況下，單片微機(jī)系統(tǒng)必須接受操作人員的干預(yù)，例如整定值的輸入，工作方式的變更，對單片微機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)的檢查等都需要人機(jī)對話。這部分工作在CPU控制之下完成，通常可以通過鍵盤、漢化液晶顯示、打印及信號燈、音響或語言告警等來實現(xiàn)人機(jī)對話。第21頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(四)輸出通道部分

輸出通道部分是對控制對象(例如斷路器)實現(xiàn)控制操作的出口通道。通常這種通道主要任務(wù)是將小信號轉(zhuǎn)換為大功率輸出，滿足驅(qū)動輸出的功率要求。在出口通道里還要防止控制對象對微機(jī)系統(tǒng)的反饋干擾，因此出口通道也需要光隔離。總的說來輸出通道仍然是一種被控對象與微機(jī)系統(tǒng)之間的接口電路。第22頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(五)電源部分

微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)對電源要求較高，通常這種電源是逆變電源，即將直流逆變?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，對來自變電所中因斷路器跳合閘等原因產(chǎn)生的強(qiáng)于擾可以完全消除掉。第23頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月其他電路

其他電路包括復(fù)位電路、工作方式開關(guān)及信號燈，這些元件均裝于面板上，開入、開出端口引自CPU芯片，當(dāng)工作方式開關(guān)撥至上方，開關(guān)接通，即工作方式為投入運行；撥至下方，即投入調(diào)試。

第24頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖2.2典型的保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖

模擬量輸入模擬量輸入變換前置低通濾波器多路轉(zhuǎn)換開關(guān)A/D開關(guān)量輸入開關(guān)量輸入處理光電隔離繼電器邏輯回路人機(jī)交互接口打印機(jī)接口高頻通道接口微波通道接口光纖通道接口通用數(shù)字通信接口保護(hù)用通信接口微處理器E2PROMRAM看門狗實時時鐘電源第25頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3微機(jī)保護(hù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2.3.1模擬量輸入電路概述2.3.2ADC變換模式的構(gòu)成部分2.3.3開關(guān)量輸入輸出回路原理

第26頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、模擬量輸入電路的主要作用隔離、規(guī)范輸入電壓及完成模數(shù)變換，以便與CPU接口，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。因此這部分電路又稱數(shù)據(jù)采集電路。

2、微機(jī)保護(hù)的模數(shù)變換方式主要有:（1）ADC變換方式：直接將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量的變換方式（2）VFC變換方式：VFC是將模擬量電壓先轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率脈沖量，通過脈沖計數(shù)變換為數(shù)字量的一種變換方式

2.3.1模擬量輸入電路概述第27頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2ADC變換模式的構(gòu)成部分（1）電壓形成回路（2）采樣保持電路(S／H)模擬低通濾波器(ALF)（3）模擬量多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MPX)（4）模數(shù)變換器第28頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)電壓形成回路

1、作用（1）變換作用：將交流強(qiáng)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娤到y(tǒng)（2）隔離作用：將交流強(qiáng)電系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)相隔離2、變換器的種類（1）電流變換器(TA)（2）電壓變換器(TV)（3）電抗變壓器(TL)（4）光電互感器(OCT、OVT)第29頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月電流變換器(TA)

交流電流的變換一般采用電流變換器，并在其二次側(cè)并聯(lián)電阻以取得所需電壓(改變電阻值就可以改變輸出范圍的大小)。優(yōu)點：只要鐵芯不飽和，其二次電流及并聯(lián)電阻上電壓的波形就可基本保持與一次電流波形相同且同相，即可以做到不失真變換。缺點：電流變換器在非周期分量的作用下容易飽和，線性度差，動態(tài)范圍也小。第30頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月光電互感器

為克服電磁式互感器的缺點，國內(nèi)外正在研究和推應(yīng)用光電互感器。光電互感器與傳統(tǒng)的電磁式互感相比有以下主要的優(yōu)越性：(1)優(yōu)良的絕緣性能，造價低、體積小、質(zhì)量輕。(2)不含鐵心，消除了磁飽和、鐵磁諧振等問題。(3)動態(tài)范圍大，測量精度高。(4)頻率范圍寬。(5)抗干擾能力強(qiáng)。第31頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

(二)采樣保持電路(S／H)和模擬低通濾波(ALF)

1．采樣保持電路(S／H)

采樣保持原理:

在高電平時AS閉合，此時電路處于采樣狀態(tài)。Ch迅速充電到在采樣時刻的電壓值Ui。在低電平時，AS打開，電容Ch上保持住AS打開瞬間的電壓，電路處于保持狀態(tài)。AS的閉合時間應(yīng)滿足Ch有足夠的充電時間，即采樣時間。uiu0ASCh變換器1變換器2第32頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、采樣頻率與采樣定理

設(shè)被采樣信號x(t)的頻率為f0

，采樣間隔Ts的倒數(shù)稱為采樣頻率fs，若fs>2f0，則采樣后所得到的信號才有可能較為真實地代表輸入信號x(t).第33頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3．低通濾波器(ALF)

1、作用

（1）將fs／2以上的頻率分量濾去，保證對所需最高頻率信號的采樣不發(fā)生失真。

（2）降低了對硬件的速度要求

2、模擬低通濾波器的種類（1）無源模擬低通濾波器:

接線簡單，但電阻與電容回路對信號有衰減作用，并會帶來延遲，對快速保護(hù)不利，僅適用于要求不高的微機(jī)保護(hù)。

無源低通濾波

第34頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3．低通濾波器(ALF)

（2）有源模擬低通濾波器:有源低通濾過器通常由上述無源濾過器加上運算放大器構(gòu)成，此時電容可取較小的數(shù)值，從而加快了保護(hù)動作速度（T在0．8～1．8ms之間）有源低通濾波第35頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

(三)模擬量多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MPX)

由于數(shù)模變換器接口復(fù)雜及價格昂貴，通常不宜對各路電壓、電流模擬量同時采用模數(shù)轉(zhuǎn)換，而是采用多路S／H共用一個模數(shù)變換器，中間經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)切換，按順序由公用的模數(shù)變換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，實現(xiàn)同時采樣、依次模數(shù)變換的要求。第36頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

(四)模數(shù)變換(A／D)

1．模數(shù)變換器(ADC)原理（１）逐次逼近法的原理（２）重要指標(biāo)a轉(zhuǎn)換精度

即A／D轉(zhuǎn)換分辨率，它主要取決于設(shè)定數(shù)碼的最小量化單位，A／D轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量位數(shù)越多，最小量化單位越小，分辨率越高，轉(zhuǎn)換出的數(shù)字量舍入誤差越小，A／D轉(zhuǎn)換的精度就越高。

b轉(zhuǎn)換速度

它與A／D轉(zhuǎn)換分辨率是有關(guān)的，通常分辨率越高，其轉(zhuǎn)換速度就相對降低。第37頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.3.3開關(guān)量輸入輸出回路原理

一、開關(guān)量輸入回路開關(guān)量輸入回路包括斷路器和隔離開關(guān)的輔助觸點或跳合閘位置繼電器接點輸入，外部裝置閉鎖重合閘觸點輸入，輕、重瓦斯繼電器接點輸入，還包括裝置上連接片位置輸入等回路。第38頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、開關(guān)量輸出回路開關(guān)量輸出主要包括跳閘出口、重合閘出口及就地和中央信號出口等。開關(guān)量輸出回路一般都采用并行輸出端口來控制有接點的繼電器。為了提高抗干擾能力，都要經(jīng)過一級光電隔離。在實際保護(hù)裝置中應(yīng)考慮出口的閉鎖，以防止保護(hù)誤動作，因此光敏三極管的集電極必須經(jīng)啟動繼電器接點接正電源，形成保護(hù)出口的閉鎖回路。第39頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3．微機(jī)繼電保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)

眾所周知，傳統(tǒng)的繼電器是由硬件實現(xiàn)的，直接將模擬信號引入保護(hù)裝置，實現(xiàn)幅值、相位、比率的判斷，從而實現(xiàn)保護(hù)功能。而微機(jī)保護(hù)則是由硬件和軟件共同實現(xiàn)，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過某種運算求出電流、電壓的幅值、相位、比值等，并與整定值進(jìn)行比較，以決定是否發(fā)出跳閘命令。第40頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

微機(jī)保護(hù)裝置這種根據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運算、判斷，實現(xiàn)各種繼電保護(hù)功能的方法稱為算法。根據(jù)繼電保護(hù)算法，可以列出繼電器動作判據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，編寫程序，實現(xiàn)繼電保護(hù)功能。

評價一個算法的好壞指標(biāo)包括：運算精度、數(shù)據(jù)窗長度、運算工作量等。然而各個指標(biāo)的實現(xiàn)是相互矛盾的，如要求計算精度高，往往需要更長的數(shù)據(jù)窗。研究算法的實質(zhì)是如何在速度與精度之間進(jìn)行權(quán)衡，找到一種同時滿足精度和速度要求的算法。實際上電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)存在很多算法，下面以幾種最常用算法為例進(jìn)行介紹。

3.1算法

第41頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

傅氏算法的基本思想源于傅立葉級數(shù)。周期函數(shù)u（t）用傅氏級數(shù)的形式來表達(dá)：式中:為基波角頻率,為n次諧波正弦項幅值(系數(shù)):為n次諧波余弦項幅值(系數(shù)).3.1.1全周波傅氏算法第42頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

這種算法在計算機(jī)上實現(xiàn)時，也就是對離散的采樣值進(jìn)行運算，其實部和虛部如下：3.1.1全周波傅氏算法第43頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.2時差移相算法

當(dāng)輸入信號為，而保護(hù)原理需要應(yīng)用延后一個α角的時，在計算機(jī)保護(hù)中可以用時差移相方法實現(xiàn)。假如在時刻k要得到一個滯后α角的電壓，只需要在滯后時刻k一個時間間隔取值，即為所要求的在時刻k的瞬時值。同理要取超前α角的值，可取時刻時的瞬時值。第44頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

復(fù)數(shù)求模，通常需要進(jìn)行平方計算，即，其中是的實部，是A的虛部。開方運算的計算量很大，當(dāng)精度要求不太高時，可用下列近似算法:

取和兩數(shù)中的大者為L，小者為S，r為S與L之比，設(shè)為A的估計值，當(dāng)時，可用線性方程逼近。這里舉出兩種常用逼近方法：（4）（5）3.1.3復(fù)數(shù)求模的近似算法第45頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一種:(6)

第二種:(7)

由負(fù)序分量的基本公式和前述的時差移相算法并離散化可推導(dǎo)出負(fù)序分量的計算方法。最常用的兩種算法為：3.1.4負(fù)序分量計算方法第46頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2軟件設(shè)計基本步驟

介紹一個實際的微機(jī)距離保護(hù)的程序流程（如圖1）。軟件分為兩大部分:

一為監(jiān)控程序，包括調(diào)試和檢查微機(jī)保護(hù)裝置的硬件電路模塊，輸入、修改、固化保護(hù)裝置的定值等模塊；二為運行程序，即微機(jī)保護(hù)程序的主要部分，完成不同原理的保護(hù)功能，包括：（1）循環(huán)自檢及打印報告程序；（2）采樣中斷服務(wù)程序，（3）故障處理程序等。第47頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（圖1）微機(jī)保護(hù)裝置軟件基本結(jié)構(gòu)圖第48頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1初始化及自檢循環(huán)

如圖2所示，微機(jī)保護(hù)上電后必須進(jìn)行初始化設(shè)置和檢測，例如堆棧指針設(shè)置、串行口、定時器工作方式的初始化等。通常微機(jī)保護(hù)面板上有一個工作方式開關(guān)，初始化后，由開關(guān)位置決定執(zhí)行調(diào)試程序還是運行程序。如在調(diào)試方式，則轉(zhuǎn)至監(jiān)控程序，等待人機(jī)對話插件的調(diào)試命令。在運行方式下則進(jìn)行全面自檢，當(dāng)全面自檢通過后才進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化，包括計數(shù)器的初始化、采樣值存放地址指針的初始化等。(圖2)第49頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

然后開放中斷，通常等待60ms（三個周波）后才投入突變量起動元件的計算。如果開放中斷后立即投入起動元件，由于RAM區(qū)的數(shù)據(jù)是隨機(jī)的，會造成起動元件誤動。自檢循環(huán)中的通用自檢內(nèi)容包括RAM區(qū)讀寫檢查、E2PROM求和檢查、定值檢查、開關(guān)量輸出回路檢查、開關(guān)量監(jiān)視、對定值拔輪開關(guān)位置的監(jiān)視、電壓互感器二次斷線檢查、電流求和自檢等。3.2.1初始化及自檢循環(huán)第50頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.2采樣中斷服務(wù)程序

如圖3所示，中斷開始后，首先進(jìn)行采樣指針更新，接著對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行差分濾波，濾除采樣數(shù)據(jù)中的直流成分，并檢測零序電壓變化量，判斷零序電壓突變起動是否發(fā)生。如果發(fā)生，起動標(biāo)志增加一次，否則起動標(biāo)志清零。(圖3)第51頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.2采樣中斷服務(wù)程序

只要連續(xù)三點零序電壓變化量大于整定值，就確定第一突變點為故障發(fā)生點，并設(shè)定故障起動標(biāo)志為1，計數(shù)器開始計時，否則清零故障起動標(biāo)志并返回主程序。如果故障起動標(biāo)志為1且計數(shù)器延時，開始計算中斷程序中的保護(hù)程序輸出，否則返回主程序。檢測保護(hù)輸出有出口否，有則修改中斷返回地址為故障處理程序首地址，并返回；如保護(hù)無出口，返回主程序并順序執(zhí)行下面的程序。第52頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3故障處理程序

首先判斷系統(tǒng)是否有振蕩發(fā)生，如有則進(jìn)入振蕩閉鎖模塊，待振蕩停息后返回整組復(fù)歸入口，清零各種標(biāo)志并恢復(fù)起動元件，準(zhǔn)備好下次再動作。如判斷確實有故障發(fā)生，則進(jìn)入故障處理模塊，包括選相子模塊、繼電器計算子模塊和跳閘邏輯子模塊等。第53頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）選相程序。故障處理程序的第一步是選出故障相別，以決定阻抗計算中應(yīng)取什么相別的電壓和電流，因為只有故障相的阻抗才能正確反映故障點位置。該型保護(hù)裝置的選相程序首先計算三個相電流差突變量的有效值。即，并把它們分為大、中、小三類。如果（大－中）>>（中－小）則必定是單相接地，且小者對應(yīng)的兩相為非故障相。如不滿足上述條件則為相間故障，且大者對應(yīng)的兩相為故障相。（2）保護(hù)繼電器計算程序，由具體繼電器算法編制。3.2.3故障處理程序第54頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3故障處理程序

（3）跳閘后程序。判為區(qū)內(nèi)故障時，110kV以上電壓等級的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)通常驅(qū)動三個分相跳閘出口繼電器，發(fā)出跳閘命令后40ms內(nèi)不考慮撤銷跳閘命令，以保證可靠跳閘。從40ms后判斷故障相有無電流，如無電流則認(rèn)為跳閘成功收回跳閘命；如發(fā)出跳今后0.25秒仍有電流，則發(fā)三跳（后備三跳）命令，以期在本裝置三跳出口回路拒動時起到后備作用。發(fā)出三跳命令后12s內(nèi)三相均無電流，程序轉(zhuǎn)至整組復(fù)歸，取12s的原因是考慮三相重合閘最長時間不大于10s，發(fā)出三跳令后0.4s判斷任一相是否又有電流，如有電流，則進(jìn)入后加速程序段。第55頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4．微機(jī)繼電保護(hù)在煤礦上的實際應(yīng)用

煤礦電力系統(tǒng)的發(fā)展，對連續(xù)、安全、可靠供電的要求越來越高。微機(jī)保護(hù)以其可靠性高、動作迅速、維護(hù)調(diào)試方便、保護(hù)性能好等優(yōu)點在礦區(qū)35KV變電所得到了迅速推廣。與傳統(tǒng)的機(jī)械式繼電器相比，微機(jī)保護(hù)具有保護(hù)動作靈敏、可靠，能夠記錄故障信息，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理，微機(jī)保護(hù)自檢功能強(qiáng)大等特點。礦上正在使用的微機(jī)保護(hù)一般有南京南瑞、許繼、四方、西門子等幾種類型。

第56頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2