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微机继电保护原理

绪论

一、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况

（1）世界微机保护的发展历史

※20世纪60年代末期，开始倡议用计算机构成继电保护。

※20世纪70年代，掀起了研究热潮。

※20世纪70年代末期，开始进入实用化阶段。

※1979年后，推出各种定型的商业性微机保护产品，并迅

速推广。

微机保护：用微型计算机构成的继电保护。

电磁型继电保护：用电磁型继电器构成的继电保护。

（2）我国微机保护的发展历史

※70年代后半期开始，对国外计算机继电保护的发展作了广

泛的介绍和综述分析。

※70年代末至80年代初广泛地开展各种算法以至样机的研制。

※1984年，华北电力学院杨奇逊教授主持研制的第一套微机

距离保护样机在河北马头电厂投入试运行。

※1986年，全国第一台微机高压线路保护装置投入试运行。

※1987年9月26日，微机距离保护经受人工短路考验。

※目前，高中压等级继电保护设备几乎均为微机保护产品。

※在微机保护和网络通信等技术结合后，变电站自动化、配

电网自动化系统也已在全国系统中广泛应用。

※未来几年内，微机保护发展趋势：

a）从应用上，向高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵

活性和动作过程透明化方向发展。

b）从原理上，向智能化、模块化、网络化和综合化方向发

展。

二、微机继电保护装置的特点

（1）维护调试方便

保护功能是由程序完成，只要程序和设计时一样，就

必然会达到设计时的要求，不用逐台检验每一种功能是否正

确。微机保护具有很强的自检功能，一旦发现硬件损坏就会

发出警报。

（2）可靠性高

可靠性是继电保护的基本要求，通过不断的完善，微

机保护的可靠性已经完全能够满足电力系统的要求。

（3）易于获得附加功能

可以通过配置的打印机、显示屏、网络提供电力系统

故障后的多种信息，有助于运行部门对事故的分析和处理。

（4）灵活性大。只需通过改变软件来改变保护性能和功能。

（5）保护性能得到很好改善。充分利用计算机的智能特点。

微机继电保护举例

微机保护

的结构

CPU板

第一章

微机保护的硬件原理

1－1概述

一、微机保护的硬件构成由三部分组成

1、模拟量输入系统（数据采集系统）：电压形成、模拟

滤波、采样保持(S/H)、多路转换(MPX)以及模数转换(A/D)，

完成将模拟输入量准确地转换为所需的数字量

2、CPU主系统：微处理器(MPU)、只读存储器(ROM)或闪存

内存单元(FLASH)、随机存取存储器(RAM)、定时器、并行以

及串行接口等。MPU执行编制好的程序，以完成各种继电保

护测量、逻辑和控制功能

3、开关量（数字量）输入/输出系统：并行接口(PIA或

PIO)、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，完成保

护的出口跳闸、信号、外部接点输入及人机对话等功能

微机保护的硬件构成

1－2数据采集系统（模拟量输入系统）

一、电压形成回路

微机保护要从被保护电力线路的电流互感器、电压互感器取

得电流、电压信息，必须把这些电流互感器、电压互感器的

二次电流、电压（5A或1A、100V）进一步变换降低为±5V或

±10V范围内的电压信号，供微机保护的模数转换芯片使用。

电压形成回路

（1）输入电压的电压形成回路

把一次电压互感器输出的二次额定100V电压变换成最大

±5V模拟电压信号，供模数转换芯片使用。

可以采用电压变换器实现。

（2）输入电流的电压形成回路

把一次电流互感器输出的二次额定5A/1A电流变换成最大

±5V模拟电压信号，供模数转换芯片使用。

可以采用电流变换器或电抗变换器实现。

（一）输入电压的电压形成回路

通过电压变换器实现，即一种变压器（但是，原边与

付边之间应当设置一个屏蔽层，提高抗共模干扰的能力）。

电压变换器（TV）



U1:U2n:1

（二）输入电流的电压形成回路，有以下2种方法实现

（1）电抗变换器

电抗变换器是一种铁心中有气隙的变压器。优点是铁心

不易饱和，线性变换范围大。缺点是阻止直流、放大高频分

量，使二次侧电压波形发生严重畸变。

（2）电流变换器