陈树桓电力系统微机保护研讨会V82.ppt

微机保护必威体育精装版发展方向与趋势探讨 微机保护的基本发展过程 1.第一阶段（ 60年代中期至70年代初期 ） 理论探索： 保护算法、数字滤波的研究 早期样机及试验 方案 ：单机集中保护方案 主要问题： (1) 运算速度的限制 要求完成整个变电站的保护控制功能： 小型计算机难以胜任 中型和大型计算机：性能价格比差 (2) 可靠性问题 计算机软、硬件故障： 整个变电站失去保护和控制功能 软、硬件冗余：性能价格比差 2. 第二阶段（ 70年代中期至80年代中期 ） 实用化初期 外部条件： 计算机技术出现重大突破 微型处理器/计算机得到广泛应用 微型处理器/计算机价格大大下降 保护算法、数字滤波的研究相对成熟 保护方案 研究重点：线路保护 研究开发相对集中 保护算法相对复杂 研究成果用于元件保护相对容易 保护方案 单处理器/单片机方案 采用单片微处理器（以后大都改用单片机）完成一条线路的全部保护功能 保护方案 分时方式 故障起动后，循环执行相间距离保护（或相间电流保护）——接地距离保护（或零序电流保护）——重合闸保护功能程序 故障分类方式 故障启动后首先进行故障分类，再根据分类结果执行相应的保护功能算法。 3.第三阶段（80年代后期至90年代中期） 微机保护推广应用阶段 外部条件： 单片机价格大幅度下降 单片机性能大幅度提升 微机保护发展特点 采用多ＣＰＵ（单片机）结构 线路保护相对成熟 元件保护进入实用化阶段 硬件结构以及制造水平大大提高，装置的故障率显著下降 多ＣＰＵ结构主要优点 保护的可靠性大大提高 各ＣＰＵ插件之间相对独立 （某一ＣＰＵ插件故障时可保留其它ＣＰＵ插件的保护功能 ） 保护的动作速度大大提高 整套保护装置以多ＣＰＵ并行方式完成全部保护功能计算，从而提高了保护的动作速度。 4.90年代中期以来  微机保护进入成熟阶段 外部条件： 新型高性能单片机开始获得应用 新型高性能DSP开始获得应用 网络通讯技术的应用 微机保护发展特点 高压、超高压电网已经广泛使用 中低压电网中开始广泛应用 元件保护的发展迅速 新技术、保护新原理与新算法的引入 新型高性能单片机/ DSP的使用 高性能32位单片机 片内集成了各种通用硬件，大大简化硬件设计 总线不出芯片，大大提高了装置的抗干扰性 运算能力更强 专用数字处理器DSP 计算能力强、精度高、总线速度快 专用硬件实现定点和浮点加乘（矩阵）运算 为引入ANN，小波分析等信号处理算法提供方便 网络通讯技术的应用 现场总线网络接口的配置 与变电站综合自动化接口 现场总线的双网接口配置，互为备用 接口A：与变电站综合自动化通信 接口B ：分散录波功能（录波数据传送） 分布式保护的发展 分布式母线保护的研究和应用 分布式母线方向保护 分布式母线差动保护 广域后备纵联保护的研究 ATM高速网络通讯技术，实现快速的广域后备， 解决传统后备保护阶梯时限特性带来的问题 保护新算法研究 自适应控制 自适应电流保护的应用 模糊控制 变压器保护多判据的模糊逻辑控制 小波变换理论 基于小波分析的行波故障定位 保护新原理研究 神经网络保护 神经网络距离、变压器保护的研究 暂态保护 无通信暂态电流保护的研究 微机保护装置的硬件结构与计算原理 微机保护数字滤波 数字滤波器的概念 定义： 滤波 根椐希望的指标和要求，对原始信号的频谱进行修正和处理 滤波器 实现滤波过程的信号处理系统 实现方式： 频域实现 设计滤波器频谱函数 H(?) ，与输入信号的频谱X(?) 相乘，获得输出信号的频谱 Y(?) 时域实现 设计滤波器冲击响应函数 h(t) ，与输入信号x(t) 作卷积运算，获得输出信号y(t) 分类方法 处理信号的不同类型（连续/离散信号）分类： 模拟滤波器和数字滤波器 就使用元件的情况分类： 无源滤波器和有源滤波器 频率特性分类： 高速、低通、带通和带阻滤波器 用函数逼近法设计时，就频率特性向理想特性的逼近方式不同分类： 巴特沃斯、切比雪夫滤波器、椭园滤波器和贝塞尔滤波器等 数字滤波器的表示方法 数字滤波器具有数字系统的一般特点，因此可用以下方法表示： 差分方程 其中系数ak，bk为常数，x(n)，y(n)分别为系统的输入、输出序列。 传递函数 单位冲激响应 是数字滤波器最基本的表示方法。它是输入单位冲击时间序列时的滤波器输出序列： 已知数字滤波器的单位冲击响应以后，可以求 出在任意输入信号时的数字滤波器输出： 数字滤波器分类 按频率特性划分， 低通、高通、带通和带阻等 按冲激响应划分 （