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1、电力系统微机继电保护,CONTENT,1,微机保护硬件,2,微机保护软件,继电保护知识复习,3,1,微机保护硬件,1.微机保护的硬件系统组成,2.两种A/D转换方式的数据采集系统,3.数模转换器的作用及形式,4.开关量输入及输出回路特点（光电耦合原理）,微机保护的硬件系统组成,微机保护硬件主要包括数据采集部分（电压，电流等模拟量输入变换等）；数据处理，逻辑判断及保护算法的数字核心部件（CPU，存储器等）；开关量输入/输出通道以及人机接口（键盘，液晶显示器等）。,微机保护从功能上分为6个组成部分：数据采集系统（模拟量输入系统）数据处理系统（CPU主系统）开关量输入/输出回路人机接口通信接口电源回
2、路,数据采集系统：模拟量 离散的数字量,两种A/D转换（数/模转换）方式：一是基于逐次逼近型A/D转换方式（ALF）二是利用电压/频率变换（VFC）,模拟量：电量信号是在时间和数值上连续变化的信号。数字量：信号在时间上离散，在数值上量化的信号。,基于逐次逼近型A/D转换方式（ALF）组成：电压形成回路，模拟滤波器ALF，采样保持回路S/H，多路开关MPX，A/D转换,基于逐次逼近型A/D转换方式（ALF）的数据采集系统,模拟滤波单元：采样定理(即采样频率必须大于原始信号中最高频率的2倍 fs2fmax),作用：滤去高于2fs信号分类：有源滤波：滤波性能良好，介数高 无源滤波：频率特性是单调衰减
3、,采样保持回路：Ts：采样周期 采样频率 fs=1/Ts采样频率fs误差越小，CPU性能要求越高。采集点数=fs/50,利用电压/频率变换（VFC）的数据采集系统,原理：VFC把输入的交流模拟电压量usr(t)转变为脉冲信号u0(t)输出。脉冲信号u0(t)的频率f(t)与输入电压usr(t)成正比。VFC的输出位数取决于两个因素：VFC输出脉冲的最高频率fVFC 和 采样间隔Ts的大小和积分间隔个数N优点：电压越高，频率个数越多，增大m可以提高分辨率和精度。VFC具有抗干扰能力，具有滤去高次谐波的特点；VFC输出的频率信号是数字脉冲量。,数模转换器的（编译电路）分类及作用,01,02,03,
4、作用：把连续的模拟量信号转换为离散的数字信号。,分类：直接型：直接把模拟量转换为数字量 间接型：先把模拟量转换成某种变量，再转换为数字量。,分辨率：A/D转换器的位数量化误差：Q/2位数越多，Q越小，量化误差越小，分辨率越高。,开关量输入及输出回路特点（光电耦合原理）,开关量输出（DO）开关量输出（DO）主要包括保护的出口跳闸，本地和中央信号以及通讯接口，打印机接口等。,光电耦合器 是把发光器件和光敏器件按照适当的方式组成，实现以光信号为 媒介的电信号变换作用：用来传递模拟信号，实现电气隔离，提高抗干扰能力，也可以作为开关器件使用。工作方式：（1）二极管通过的电流较小时，产生的光电流较小，处于
5、截止状态；（2）二极管通过的电流较大时，产生的光电流较大，处于导通状态；,开关量输入及输出回路特点（光电耦合原理）,开关量输入（DI）开关量输入（DI）是指识别运行开关，运行条件等。是反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量。可以作为数字量读入。分类：一类是装在保护装置面板上的触电；为开关量提供输入通道，并在数字保 护装置内外部之间实现隔离，减少外部干扰。另一类是从装置外部经过端子排引入装置的触电；实现两侧电气隔离，提 高抗干扰能力。,2,微机保护软件,1、微机保护软件程序结构,2、中断的概念及功能,3、熟悉保护装置人机对话菜单,4、了解微机保护算法,微机保护各程序的关系,（1）主程序,执行：上电
6、，复位,初始化,自检,打印报告,功能：,振荡闭锁模块,（2）故障处理程序,执行：启动元件启动后进入程序,故障计算,保护逻辑（重合闸逻辑）,跳（合）闸逻辑,功能：,中断服务程序,执行：响应定时器中断后执行。每Ts时间执行一次，在Ts时间内必须执行完成。,采样（读数）,电流电压求和自检,启动元件（DI1）,发展性故障判别元件（DI2）,功能,当各种参数，信息，活动等需要及时处理时，可以在任意时刻向危机发出中断请求，要求微型机快速响应，达到快速处理的目的。实现微型机和其他设备同时工作，并实现对异常情况的自行处理。,中断源定时器中断，通信中断，异常中断中断优先级别,微机保护算法类型,（1）正弦函数模型
7、法（半周期积分算法，导数算法，两采样值积算法，三采样 值积算法）,（2）傅里叶算法（全周波傅里叶算法，半周波傅里叶算法，基于傅里叶算法的滤序算法）,（3）解微分方程算法,（4）序分量滤过器算法（直接移相法，差分移相法）,（5）相位比较器算法,（6）增量元件算法,分析和评价各种不同的算法优劣的标准：精度和速度。速度又包括两个方面，一个是算法所要求的采样点数。另外一个是算法的运算工作量。,算法的作用：（1）计算各种故障参数（电流，电压的有效值，幅值，阻抗的大小）（2）可以进行移项处理（波形）（3）可以计算序分量（4）故障时的相位（5）计算突变量（6）选相元件（选择相别）（7）数字滤波,算法的数据窗
8、：指一个算法采用故障后的多少采样点才能计算出正确的结果。,3.继电保护知识复习,1、复合电压启动的过电流保护的动作条件，原理图与逻辑图的比较,2、功率方向元件的作用、动作特性及90接线、按相启动,3、定时限与反时限电流保护特点,低电压负序电压过电流,1、复合电压启动的过电流保护的动作条件,原理图,逻辑图,比较,低电压U和负序电压U2是或门关系或门与过电流I是与门关系逻辑图比原理图直观清晰,（1）功率方向元件的作用：判别故障方向,（1）功率方向元件的作用（2）动作特性及90接线（3）按相启动,（2）动作特性及90接线,（1）动作特性：正方向故障，功率方向元件动作；反方向故障，功率方向元件不动作。
9、,（2）90接线：系统三相对称，且功率因数cos=1的情况下，加入的电流Ir 超前电压Ur 90的接线方式。,90接线图,（3）按相启动,指同名相电流元件和同名相功率方向元件的常开触点串联后，分别组成独立的跳闸回路。,3.1定时限过电流保护特性,为了实现过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐级增大，且每套保护的动作时间是恒定不变的，与短路电流的大小无关。,3.定时限与反时限电流保护特点,3.2反时限过电流保护特性,流过熔断器的电流越大，熔断时间越短。反时限过电流保护是指动作时间随短路电流的增大而自动减小的保护。使用在输电线路上的反时限过电流保护，能更快的切除被保护线路首端的故障。,3.定时限与反时限电流保护特点,Thank You,
