电力系统微机型实时自适应继电保护装置设计思路.doc

电力系统微机型继电保护装置设计思路 引言 自从1984年第一套微机保护投入试运行并通过鉴定以来，微机型继电保护装置的种种优越性为大家所认识，国内开始了广泛应用，并取得了相当的成功，现在新投入的继电保护装置几乎无一例外地选用了微机保护随着微机保护装置的大量使用，开发人员也体会到传统的继电保护软件设计在灵活性方面有所欠缺，不易维护实时操作系统（Real－time Operation Sysytem，RTOS）已经在航天装备和通信设备等嵌入式应用中崭露头角，在电力自动化设备中近年来也有一些应用，例如励磁控制设备和调度自动化前置机等将RTOS的概念引入继电保护的软件设计中，探讨了RTOS在继电保护中应用的前景及需要考虑的问题随着计算机技术的高速发展 ，随着电力系统的不断扩大、智能化，微机型继电保护装置在电力系统应用成为了必然微机自适应保护装置是在充分发挥微型计算机智能作用的基础上，根据自适应继电保护原理实现的一种自适应保护装置，它具有速断、过电流保护(反时限或定时限特性)、自动重合闸、过负荷检测(作用于信号或跳闸)等功能，适用于10～35 kV系统中的终端。目前国内外生产的微机保护装置，都是按传统的整定计算原则，以离线的计算方式确定保护动作定值，并用人工输入保护定值的方法实现的。在这些微机保护装置中定值是固定不变的，它不能适应电力系统运行方式的变化和不同的故障状态，也不能使保护的性能处于最佳状态。为了适应系统运行方式的变化，有些微机保护装置中附加有遥调定值的功能，显然这种附加的遥调定值的功能无论如何也不能适应千变万化的系统运行方式，并且还降低了保护的可靠性。与传统的微机式馈线保护装置不同，自适应馈线保护装置能根据当前电力系统运行情况和故障类型在线实时地计算速断和过电流保护的定值，使保护的动作值始终处于最佳状态，从而显著地提高了保护的可靠性和灵敏度。它的另一个引人注目的特点是装置本身能自动完成保护动作值的计算整定，也就是说，只要输入被保护线路的阻抗参数，自适应微机保护将自动完成计算整定的全部任务，勿需人工参，因此使用维护也极其方便。本装置有以下主要特点：(1)保护装置能根据当前系统的实际运行方式和故障状态实时计算保护的定值，速断和过电流保护的定值都不是常数，它们随系统运行情况和故障类型不同而变化，但始终使定值保持在最佳状态；(2)保护装置的速断和过电流定值的计算整定全部由装置本身在线、实时、自动完成，勿需人工参予，使用维护极其方便；(3)保护装置能提供不同功能的自适应速断和过电流保护功能，用户可自由选用；(4)人机界面友好，装置面板上设有一个4行(每行16个字符)的液晶显示器及一个6键键盘，菜单问答式人机对话方式；(5)装置面板上提供一个R232接口，用于连接PC机，从而可以在PC机汉化文字的引导下，收取保护装置内部的故障记录存于PC机硬盘；(6)装置提供一个远传接口，用于和变电站自动化系统联网；(7)装置提供一个打印接口，可以在当地连接打印机，以输出保护内部的报告数据，也可以由此通过远传接口送至后台管理系统统一打印输出；(8)完整的操作箱功能；(9)装置除具有基本保护功能外，还充分利用微机的软硬件资源，完成以下附加功能：①最近10次事件记录，并具有掉电保护功能；②正常运行情况下液晶显示实时时间、线路负荷电流、电压以及重合闸充电指示等(10)强大的存储和运算能力、软件功能的可扩充性；(11)设备抗干扰、自和自适应能力；(12)适应标准规约的通信能力。 继电保护 1　实时操作系统（RTOS）1．1　RTOS概述　　操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合．这些程序模块用于管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强、使用方便的工作环境，从而在计算机和用户之间起到接口的作用操作系统是对硬件层的第一次扩充，可以为程序员提供有效的服务　 “实时”就是能够对随机发生的外部事件作出及时的响应，并对其进行及时的处理这里所谓的外部是指与计算机系统相连接的设备所采集到的数据外部事件所触发的处理活动是由一串处理任务来完成的，其中每个处理任务必须在严格规定的时间内完成RTOS是一段嵌入在目标代码中的软件，用户的其他应用程序都建立在RTOS之上RTOS使各个任务“准同时”地运行，这意味着看上去各个任务似乎是在同时运行不但如此，RTOS还包含一个可靠性和可信性很高的实时内核，将中断、I／O和定时器等资源都包装起来，留给用户一个标准的应用编程接口（Application Programming Interface，API），并根据各个任务的优先级，在不同任务之间合理地分配CPU时间　　RTOS是随着计算机用于实时控制和实时信息处理领域而发展起来的总的来说，R