电力系统微机继电保护课件作者于群　曹娜第4章微机继电保护的软件原理.ppt

第4章 微机继电保护的软件原理 初始化（一）： 主要是对微处理器CPU及其扩展芯片的初始化，及保护输出的开关量出口初始化，赋以正常初值，以保证出口继电器均不动作。 初始化（二）： 包括采样定时器的初始化、对RAM区中所有运行时要使用的软件计数器及各种标志位清零等程序。 数据采集系统的初始化： 主要指采样值存放地址指针初始化，如果是VFC式采样方式，则还需对可编程计数器初始化。 4.1.2 全面自检的内容 在完成初始化（二）之后进入全面自检程序，全面自检包括对RAM、EPROM、开关量输入、输出等回路的自检。如果检查出存在错误，则驱动显示器显示故障信号（故障字符代码）和故障时间及故障类型说明。自检的方式将在第7章中详细说明。 4.1.3 开放中断与等待中断 初始化之后，进入运行之前应开始模数变换，并进行一系列采样计算。所以必须开放采样中断。进入运行之前应开放串行口中断，以保证接口CPU对保护CPU的正常通信。 在开放中断后必须延时2~3个工频周期（40~60ms），以确保采样数据的完整性和正确性。 4.1.4 自检循环 在开放了中断后，所有准备工作就绪了，主程序就进入相应的主循环程序。 主循环程序主要包括自检循环程序和故障处理程序。 自检循环程序：在保护装置正常运行且系统无故障时运行，主要包括查询检测报告，专用及通用自检等内容。 故障处理程序：如果检测到故障启动标志，则进入故障处理程序。故障处理程序中进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断与时序处理，告警与跳闸出口处理，及事件报告、故障报告的整理等。 4.2 采样中断服务程序与故障处理程序原理 采样中断服务程序框图如图4-2所示。采样中断服务程序主要包括采样计算，TV、TA断线自检和保护起动元件三个部分。同时还可以根据不同的保护特点，增加一些检测被保护系统状态的程序。 4.2.1采样计算概述 保护的采样计算就是采用某种适当的算法分别计算各相电压、电流的有效值、相位、频率及阻抗等。还可以根据需要进一步计算出各序电压、电流及各序功率方向，并分别存入RAM指定的区域内，供后续的程序（如逻辑判断等）使用。 4.2.2 TV断线的自检 在保护判断起动之前，先检查电压互感器TV二次是否断线。在小接地电流系统中，可简单地按以下两个判据检查TV二次是否断线。 1、正序电压小于30V，而任一相电流大于0.1A。 2、负序电压大于8V。 4.2.3 TA断线的自检 在TA二次回路断线或电流通道的中间环节接触不良时，有的保护（例如变压器差动保护）有可能误动作，因此对TA二次回路必须监视，在断线时闭锁保护并应报警。 对大接地电流系统可采用如下两个零序电流的判据： 1、变压器“△”侧出现零序电流则判为该侧断线； 2、“Y”接线侧，比较三相电流量 、 、 ，与零序电流， 如出现差流则判断该侧TA断线。具体判据如下： 4.2.4 起动元件原理 为了提高保护动作的可靠性，保护装置的出口均经起动元件闭锁，只有在保护起动元件起动后，保护装置出口闭锁才被解除。在微机保护装置里，起动元件是由软件来完成的。起动元件起动后，启动标志位“KST”置1。 不同型号的微机线路或元件保护的起动元件程序各有不同。 例如：在线路成套保护装置中常采用以相电流突变量起动方式为主，以零序电流为辅助起动方式的算法。 4.2.5 故障处理程序原理 故障处理程序包括保护软压板的投切检查、各种保护的动作判据计算及定值比较、逻辑判断、跳闸处理和后加速以及事件报告等部分。 4.3 基于实时操作系统的继电保护软件设计思想 在以上第一、二节中所讲的是传统微机保护的软件设计结构，这种结构采用的是主循环加中断的线性结构，可称之为前后台系统。 这种程序机制的特点：简单直观，易于控制，但缺乏灵活性。 因此借鉴PC操作系统的进程管理和调度思想，建立一个基于实时操作系统（Real-Time Operation System，RTOS）的微机保护软件系统，统一安排微机保护装置所有与硬件和软件资源有关的管理、调配与控制相关的程序模块，将会大大提高提高软件的灵活性和可扩充性。 4.3.1 任务的划分 按照任务执行的时间界限，可把任务划分三类 第二类任务没有严格的起始点，但有严格的终止点。 终止点可以是到达某个规定时刻或出现某种事件。包括开关量输出、故障录波、通信及各种随机事件的处理。这类仟务多用中断方式来触发任务的调度。 第三类任务是除上述两类任务以外其它所有任务。 这类任务称为通用任务，既没有严格的起始点，也没有严格的终止点。通常把实时性要求不高的任务归入这类，如人机对话，通用计算和数据处理