第10章 微机保护基础.ppt

第10章 微机保护基础 10.4 开关量输入回路 对微机保护装置的开关量输入，即接点状态（接通或断开）的输入可以分成以下两大类： (l）安装在装置面板上的接点 这类接点包括在装置调试时用的或运行中定期检查装置用的键盘接点，以及切换装置工作方式用的转换开关等。 (2）从装置外部经过端子排引入装置的接点 需要由运行人员不打开装置外盖而在运行中切换的各种压板、转换开关以及其他保护装置和操作继电器的接点等。 对于装在装置面板上的接点，可直接接至微机的并行接口，如图10.15所示。只要在初始化时规定图中可编程的并行口的PAO为输入口，则 CPU就可以通过软件查询，随时知道图10.15中外部接点K1的状态。 图10.15 装置面板上的接点与微机接口连接图 对于从装置外部引入的接点，如果也按图10.15接线，将给微机引入干扰，故应经光电隔离，如图10.16所示。图中虚线框内是一个光电藕合器件，集成在一个芯片内。当外部接点 Kl接通时，有电流通过光电器件的发光二极管回路，使光敏三极管导通。K1打开时，则光敏二极管截止。因此，三极管的导通和截止完全反映了外部接点的状态，如同将K1接到三极管的位置一样。不同点是图10.16中可能带有电磁干扰的外部接线回路和微机的电路部分之间无电的联系，而光电藕合芯片的两个互相隔离部分间的分布电容仅仅是几皮法，因此可大大削弱干扰。 对于某些必须立即得到处理的外部接点的动作，如果CPU用软件查询方式会带来延时，也可以将光敏三极管的集电极直接接CPU的中断请求端子。 * * 第一节 绪论 微机保护的发展概况 微机保护的特点 第二节 微机继电保护硬件系统的构成原理 传统保护装置硬件系统构成 微机保护装置硬件系统构成 第三节 模拟量输入部分 ADC式数据采集系统 电压形成电路 采样保持（S/H）电路和模拟低通滤波器（ALF) 逐位比较式A/D转换 VFC 数模变换器 第四节 开关量输入回路 第五节 开关量输出回路 10.1 绪论 10.1.1 微机保护的发展概况 20世纪60年代末期，国外提出用计算机构成继电保护的倡议。当时还不具备商业性生产这类保护装置的条件，早期的研究工作是以小型机为基础的,要采用一台小型计算机来实现多个电气设备或整个变电站的保护功能。 70年代中期，随着大规模集成电路技术的发展，微型计算机进入了实用阶段，性价比和可靠性大为提高，为微机保护的实用化打下了硬件基础。 经过30多年的发展和变化，目前微机保护已经在各个电力系统的变电站、发电厂和线路上大量使用。 (l）维修调试方便 相比较于过去大量使用的整流型继电保护装置，微机保护装置几乎可以不用调试，微机保护对硬件和软件都有自检功能，装置上电时，有故障就会立即报警，可以大大地减轻运行维护的工作量。 (2）可靠性高 在各种保护方法中，考虑到了电力系统中的各种情况，具有很强的综合分析和判断能力。微机系统运行时，可以不断进行自检，因此，可以立即检查出微机保护内部的大多数随机故障，而采取适当的纠正措施。 (3）易于获得各种附加功能 由于计算机的通用性，因而在继电保护硬件的基础上，可以很方便地通过增加软件的方法获得保护之外的功能。例如，保护的动作顺序记录，故障谐波分析，故障测距，低频减载等。 10.1.2 微机保护的特点 (4）保护性能易于改善 对于相同的硬件，可以通过算法的不同，实现不同的保护。这样，也就可以通过改善算法来不断完善保护性能，而不需要改动硬件。通过软件算法的改善，可以较好地解决原有模拟继电保护装置无法解决的一些问题。 (5）便于远方监控 目前的微机保护装置均设有通信接口，这样可以方便地将各地保护装置纳入变电站综合自动化系统，可以实现远方修改定值与投切保护装置。 （6）灵活性大 目前，国内中低压变电站内不同一次设备的保护装置在硬件设计时，尽可能采用同样的设计方案。而超高压电力系统保护装置若采用多CPU实现多种保护功能时，每块CPU模块的硬件设计也倾向于尽量相同。由于保护的原理主要由软件决定，因此，只要改变软件就可以改变保护的特性和功能，从而可灵活地适应电力系统发展对保护要求的变化，也减少了现场的维护工作量。 （7）经济性好 微处理器和集成电路芯片的性能不断提高而价格一直在下降，而电磁型继电器的价格在同一时期内却不断上升。而且，微机保护装置是一个可编程序的装置，它可基于通用硬件实现多种保护功能，使硬件种类大大减少。这样，在经济性方面也优于传统保护。 9.2 微机继电保护硬件系统的构成原理 10.2.