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微机保护基础知识 第 3 章 微机保护基础知识 硬件组成 数据采集系统 原理 基本算法 软件结构 抗干扰的措施 掌握基本原理 用计算机方法实现电流保护，在实践中提高对微机保护的认识 要将保护的基本算法与具体继电保护原理结合 可靠性高； 灵活性强； 性能改善，功能易于扩充； 维护调试方便； 有利于实现变电站综合自动化。 模拟量输入系统（或称数据采集系统） CPU主系统 开关量输入/输出回路 人机接口回路 通讯回路 电源回路 微处理器CPU 存储器 并行口 串行口 定时/计数器等 基于逐次逼近型A/D转换的采集系统 基于电压/频率变换（VFC）原理进行A/D变换的采集系统 类型 电流变换器（UA） 电压变换器（UV） 电抗变换器（UR） 采样：将一个连续时间信号x(t)变成离散时间信号x*(t)。 保持：为保证各通道采样的同时性，在等待模数转换的过程中，必须保持采样值不变。 要求： ?1、截获时间尽量短，特别是对快速变化的输入信号采样更应保证这一点； ?2、保持时间要长； ?3、模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断时的泄露电流要小。 离散信号怎样才能真实反映被采样的连续信号，若要求不丢失信息，应满足什么条件？ 若要不丢掉信息地对输入信号进行采样，就必须满足fs≥2f0。 目前绝大多数微机保护的采样周期TS为 5/6ms或 5/3ms，即采样频率为1200HZ或600HZ。 ADC的基本原理 二分法举例 逐次逼近ADC原理 用于将上述ADC过程中数字量转化为模拟量与输入电压进行比较。 分辨率举例 分辨率举例 查询方式 开关量输入回路 开关量输出回路 数字滤波器 思考题 主程序 硬件抗干扰 硬件抗干扰措施 软件抗干扰措施－硬件抗干扰措施的延续 硬件与软件的自恢复－防止死机 硬件与软件的自恢复－防止死机 小结 首先形成微机保护的总体结构－硬件与保护算法两个方面 两种不同的数据采集系统原理的理解－模拟量转化为数字量 继电保护算法包括电气量计算及继电器算法 抗干扰主要是防止电磁干扰－硬件软件两方面 方法 微机保护基础知识 3.5.1主程序 模拟量采集与滤波 开关量的采集 装置硬件自检 TA、TV断线检验 起动判断 微机保护基础知识 3.5.2中断服务程序 正常运行程序 检查开关位置状态－异常时发信号 三相无流 跳闸位置 QF未投运 有电流 跳闸位置 QF异常 交流电压断线－延时报警并闭锁相应会误动保护 微机保护基础知识 正常运行程序 交流电流断线－延时10S报警并闭锁相应会误动保护 无流 合闸位置 TA异常 电压、电流回路零点漂移自动调整－装置将自动跟踪零点随温度及环境的漂移，并自动调整采样值。 微机保护基础知识 3.5.2中断服务程序 故障处理程序（各种保护的故障处理程序有所不同） 纵联保护 距离保护 零序保护 电压电流保护 重合闸等 微机保护基础知识 3.6提高微机保护可靠性的措施 软件抗干扰 －抗干扰措施 硬件与软件的自恢复 微机保护的工作环境具有高电压、大电流等强电装置。 电磁辐射、雷电冲击、高频噪声和谐波等电磁干扰将使保护的工作可靠性降低，出现误判、误动等故障状况，甚至致使系统“死机” 电磁兼容(Electromagnetic Compatibility——EMC) 微机保护基础知识 模拟量部分的输入通过变换器隔离。 开关量的输入输出通过光电耦合器进行隔离 （2）电源的抗干扰 （1）隔离和屏蔽 微机保护整机故障有1/3～1/2来自于电源 宽工作电压范围（AC85～265V）且有隔离作用的开关电源，提高系统抗电网电压波动能力。 电源输入隔离变压器初级和次级间加入接地的金属屏蔽层，减小因雷击和瞬时过电压引起的地电位升高给微机系统造成的电源干扰的可能。 瞬变电压抑制器（TPV）、电源滤波器或串接铁氧体磁环－高频干扰信号(增加高频阻抗或吸收) 微机保护基础知识 屏蔽电缆，减小外屏蔽直流电阻和增大屏蔽的电感－抗电磁耦合 屏蔽电缆外屏蔽一端或两端接地－抗静电干扰 （4）印制电路板的抗干扰 （3）信号传输线的抗干扰 合理的电路板布线技术（环绕布线、线径选择、分层处理）； 电源线、地线的布线尽量加粗和缩短－减小阻抗。 低频电路部分的接地采用单点并联接地； 高频电路采用多点就近接地； 在高频元件电路周围，尽量用敷铜栅格形式地箔包围； 信号线尽可能远离电源线。 电磁耦合－交变电流及高压导体的电晕、放电 静电耦合－分布电容耦合造成 微机保护基础知识 （5）实行联网 通过联网，微机保护装置的运行状态实行在线监控，提高了微机保护运行的可靠性。 微机保护基础知识 利用冗余的数据来验证数据的正确性。如 （2）运算结果的核对 （1）输入数据的纠错 多个CPU的计算结果进行比较，一致正常，反之有误。 则正确，反之数据出错并报警 （3）出口