PS系列数字式保护装置技术研讨会讲义(1).doc

PAGE PAGE 19 PS系列数字式保护装置 技术研讨会 讲 义 国电南京自动化股份有限公司 二OO四年十一月 第一部分 PST-1200数字式变压器保护装置 微机保护的历史 微机变压器保护经过二十多年的发展，以历经时代： 第一代以保护的微机化为代表，CPU为8位； 线路代表装置为WBX-11系列；变压器代表装置为WBZ-01。 第二代以提高保护性能和保护操作液晶界面为代表，CPU为16位； 线路代表装置为LFP-900系列；变压器代表装置为WBZ-21和LFP-972。 第三代以汉化界面和提高通信性能（与综自系统等的联系）的运用为代表，CPU为32位； 线路代表装置为PSL-600系列、RCS-900系列和CSC-100系列； 变压器代表装置为PST-1200 系列和RCS-978系列。 第四代以网络化、实时嵌入式系统和新型互感器的应用为标志。 SG T750系列变压器保护装置，OET-700系列电子式互感器。  PST-1200系列数字式变压器保护的硬件 本装置在总体设计及各模件设计上充分考虑可靠性要求，在采样数据传输、程序执行、信号指示、通信等方面尤其注重。经试验，在本装置任何端子上实施4kV瞬变干扰脉冲，在装置任何部位实施15kV空间静电放电干扰或8kV接触静电放电干扰，本装置未出现数据传输错误，未出现CPU复位，未出现异常信号或异常液晶信息显示，保护不拒动、不误动，远高于国家标准要求。 由于本装置在抗干扰能力上有充分考虑，故本装置组屏时，不需要安装另外的交、直流输入抗干扰模件。 机箱结构 本系列装置外形为19英寸4U标准机箱，采用整面板、背插式结构。整面板上包括大屏幕液晶显示器、全屏幕操作键盘、信号指示灯等。 WBX-01、11系列线路保护采用西门子结构，简单、扩展性强；抗干扰能力弱，不能满足现场对继电保护可靠性的要求。 背插式结构即插件从装置的背后插拔，各插座间的连线在整母板上，母板位于机箱的前部。而不使用端子绕线式，提高了装置本体的抗干扰性能，同时减少了人为的差错因素，保证了品质的一致性。该结构具有以下优点： 各插件自带可插拔端子，母板上只有保护内部使用的5V和24V电压等级回路连线，强弱电完全分开，可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰能力，提高其可靠性和安全性； 可使母板连线按总线方式布置，使装置在功能配置上具有很强的灵活性， 可取消交流变换模件的大电流端子，再不会出现电流端子顶不开导致的CT二次侧开路和分流问题，提高装置的可靠性。 便于插件按模块化设计。 可以根据用户的需要更换或增加部分模件，扩充或更改装置的功能； 模/数转换模块(A/D) 模/数转换模块(A/D)，由无源低通滤波、模/数转换(A/D)及微处理器构成。其中A/D采用14位高精度、高稳定性器件，精确工作电流可达0.04In，精确工作电压达0.2V，提高保护的测量精度。各模拟量经无源低通滤波，可有效滤除高次谐波，而对基波量的衰减不到1％，且各通道模拟量的衰减率及相移皆能达到很好的一致性。本回路取消所有可调节元件，减少认为因素对保护装置的影响；要求所选择的电阻和电容精度高，受温度的影响小，方能保证采样回路的精度要求。 AD与VFC的比较 精度 可靠性 抗干扰能力 可扩展性 保护功能模件(CPU) 保护功能模件(CPU)用于处理A/D模块传来的数据，执行设定的保护功能。保护功能模件(CPU)由A/D模块、状态量输入、状态量输出(用于跳合闸脉冲输出、告警信号输出、闭锁继电器的开放及其它信号输出)、微处理器MPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM、闪存FLASH MEMORY、电可擦除电可改写存储器EEPROM等构成。高性能的微处理器CPU(32位)，大容量的ROM(256K字节)、RAM(256K字节)及FLASH RAM(1M字节)，使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据，可记录1500条以上的事件和12~48份事故录波报告(视故障的复杂程度而有所变化，通常可保存30份左右录波报告，内含定值、采样值、过程标志集以及与之相关的电气量计算值，等等)。C语言编制的保护程序，可使程序具有很强的可靠性、可移植性和可维护性，保护功能的扩展具有很好的开放性。 各种与CPU有关的器件集中于一块插件上，各输入、输出状态量皆经光耦隔离。本CPU模件设有两片微处理器，主处理器用于运行保护程序，辅助处理器用于监视主处理器工作状况。当本模件有器件出现异常，主处理器驱动闭锁继电器，切断状态量输出光耦输出侧的工作电源。当主处理器工作异常，辅助处理器驱动上述闭锁继电器。闭锁继电器的需掉电方能复归。双处理器相互监视，确保了装置工作的可靠性。