供配电技术基础第7章供电系统的保护剖析.ppt

③ 自动重合闸功能的选择和参数的设定；　　④ 故障时的故障性质和参数的显示；　　⑤ 自检通过或自检报警。　　⑸ 自检 为保证微机保护装置的可靠运行，装置必须具有自检功能，对相关的硬件和软件进行开机自检和运行中的动态自检。　　⑹ 事件记录 微机保护装置可记录并存储电网中事件发生的时间、保护动作前后的电流、电压波形，保护动作类型等，并可随时调用和更新。　　⑺ 报警 微机保护装置的报警功能包括自检报警和故障报警。　　⑻ 断路器控制 各种保护动作和自动重合闸动作后，控制断路器的自动跳闸和自动合闸。　　⑼ 通信功能 微机保护装置能与中央控制室的后台主控机进行通信、相互传送数据和接受命令等。　　⑽ 实时时钟 实时时钟功能可以自动生成年、月、日和时、分、秒，最小分辨率为毫秒，并有校对时间功能。 7.3.3 硬件构成　　为便于维护、调试，硬件按功能模块化设计成六部分，示意图见图7-30：　　⑴ 数据采集系统 将模拟信号、数字信号以及传输来的其他数据信号，变换成微机识别的数据编码信号。　　⑵ 计算机系统 作为微机继保系统的核心，目前此部分由微型计算机或单片机构成，现阶段使用单片机的微机保护产品仍为主流。数字信号处理器DSP、基于ARM芯核的32位高性能低功耗微处理器、工业控制计算机IPC均将逐步成为系统的拓展方向。　　⑶ 输入/输出（I/O）接口电路 I/O作用是系统与外部设备的联系：将各种开关量通过光电耦合、并行接口输入到系统，而系统处理结果也以开关量输出，以驱动中间继电器，完成出口跳闸，信号报警等。 ⑷ 通信接口电路 实现变电站综合自动化的必要条件，特别是面向被保护设备的分散式变配电监控系统。每个保护装置都带有如RS-232/422/485、CAN或LONWORK等标准现场通信接口，对具有远程功能的变配电保护系统还应设计远程通信接口。　　⑸ 人机接口电路 主要包括显示、键盘、各种面板开关、打印与报警等，用于调试、整定、变化定值或人为干预等功能。　　⑹ 供电电源 电源工作的高可靠性直接影响此系统的整体可靠性。微机保护系统不仅要求电源电压等级多，而且要求电源特性好，且具较强的抗干扰能力。目前常用直流逆变为交流，再把交流整流供电的逆变电源，其目的在于将电力系统的强电与此系统的弱电完全隔离，进一步提高抗干扰能力。 图7-30 微机保护的硬件组成基本框图 #7.3.4软件构成 图7-31 微机继电保护装置软件程序原理图 ⑴ 运行监控程序 “运行监控”是整个软件运行的核心，它对系统进行初始化、静态自检、打开中断、不断重复动态自检。若自检出错，转向有关程序处理。自检包括存储器自检、数据采集、系统自检、显示器系统进行静态自检和动态自检。 　　⑵ 调试监控程序 它对微机保护系统进行检查、校核和设定，而其中的设置程序主要用于功能选择和保护定值设定。 　　⑶ 微机中断保护程序 它是整个软件功能的核心，微机以中断方式在每次采样后，执行微机保护程序一次。中断打开后，每当采样周期到，向控制器申请中断，响应中断后，转入微机保护程序。微机保护程序主要由采样和数字滤波、保护算法、故障判断和故障处理等子程序组成。而采样和滤波是对输入信号进行采样、模块转换、并存入内存，进行数字滤波。 ⑷ 保护算法 保护算法是保护程序的核心，也是正在开发的领域，可以采用常规保护的动作原理，但更重要的是要充分发挥微机的优越性，寻求新的保护原理和算法，要求运算工作量小，计算精度高，以提高微机保护的灵敏性和可靠性。故不仅各种微机保护有不同的算法，而且同一种保护也可用不同的算法实现。 7.3.5 系统的运行 ⑴ 当微机保护系统复位或加电源后 首先根据面板上的“调试程序”开关位置，判断目前系统处于运行还是调试状态。 ⑵ 系统处于调试状态时 程序转向调试监控程序。此时运行人员可通过键盘、显示器、打印机对有关内存、外设备进行检查、校核和设定。 　　 ⑶ 系统处于运行状态时 程序执行运行监控程序，进行系统初始化、静态自检，然后打开中断，不断重复进行动态自检，若两种自检检查出故障，则转向有关处理程序。 　　 ⑷ 定时器 中断打开或每当采样周期到，定时器发出采样脉冲，向CPU申请中断，CPU响应后执行继电保护程序。 教 学 指 导 一般认为电力系统有三种运行状态，即“正常运行状态”、“异常运行状态”和“故障运行状态”。“供电系统的保护”指的就是当系统处于异常或故障运行状态时，能够自动地对系统出现的异常特征，进行检测、判断和执行的一系列（如报警、切除故障等）保护动作的一种“反事故措施、装置”。它能够有效地避免和降低故障带來的损失，极大地提高供配电系统的安全性，因此在供配