变电站微机保护.ppt

变电站微机保护变电站微机保护 变电站微机保护变电站微机保护 微机保护装置的特点及功能微机保护装置的特点及功能 微机保护的硬件构成及软件设微机保护的硬件构成及软件设置置 输电线路微机保护输电线路微机保护 电力变压器微机保护电力变压器微机保护 5.1 微机保护装置的特点及功能 微机保护装置的特点微机保护装置的特点 1.1.智能化智能化 微机保护装置除了硬件外，还必须具有相应的软件，微机保护装置除了硬件外，还必须具有相应的软件，因此微机保护可以实现智能化。因此微机保护可以实现智能化。2.2.高可靠性高可靠性 微机保护可对其硬件和软件连续自检，有极强的综微机保护可对其硬件和软件连续自检，有极强的综合分析和判断能力。合分析和判断能力。3.3.易于获得附加功能易于获得附加功能 微机保护装置除了提供常规保护功能外，还可以提微机保护装置除了提供常规保护功能外，还可以提供一些附加功能。例如，保护动作时间和各部分的动作供一些附加功能。例如，保护动作时间和各部分的动作顺序记录，故障前后电压和电流的波形记录等。这将有顺序记录，故障前后电压和电流的波形记录等。这将有助于运行部门对事故的分析和处理。助于运行部门对事故的分析和处理。4.4.调试维护方便调试维护方便 在微机保护应用之前，整流型或晶体管型继电保护装在微机保护应用之前，整流型或晶体管型继电保护装置的调试工作量很大，原因是这类保护装置都是布线逻辑置的调试工作量很大，原因是这类保护装置都是布线逻辑的，保护的功能完全依赖硬件来实现。微机保护则不同，的，保护的功能完全依赖硬件来实现。微机保护则不同，除了硬件外，各种复杂的功能均由相应的软件除了硬件外，各种复杂的功能均由相应的软件(程序程序)来实来实现。现。5.5.完善的网络通信功能完善的网络通信功能 6.6.可以采用一些新原理，改善保护的性能。可以采用一些新原理，改善保护的性能。如：采用模糊识别原理或波形对称原理识别励磁涌流。如：采用模糊识别原理或波形对称原理识别励磁涌流。采用自适应原理改善保护的性能等。采用自适应原理改善保护的性能等。7.缩短新产品的研制和开发周期。对于同一类型的保缩短新产品的研制和开发周期。对于同一类型的保护对象，微机保护装置可以采用相同的硬件结构，不护对象，微机保护装置可以采用相同的硬件结构，不同的保护功能体现在软件上，同的保护功能体现在软件上，缩短了新产品的研制和缩短了新产品的研制和开发周期。开发周期。8.8.简便化、网络化简便化、网络化 微机保护装置本身消耗功率低，降低了对电微机保护装置本身消耗功率低，降低了对电流、电压互感器的要求，而正在研究的数字式电流、流、电压互感器的要求，而正在研究的数字式电流、电压互感器更易于实现与微机保护的接口。电压互感器更易于实现与微机保护的接口。二。微机保护系统完成的主要功能 应包括全变电站主要设备和输电线路等的全套保护。三。完成的附加功能 1.通信功能 2.故障记录功能 3.与统一时钟对时功能，以便准确记录发生故障和保护动作时间。4.存储多种保护整定值 5.当地显示与多处观察和授权修改保护定值。6.故障自诊断。7.自动重合闸功能。第第 2节节 微机保护的硬件系统及软件配置微机保护的硬件系统及软件配置 硬件部分包括：1.数据采集系统，如：模拟量输入变换与低通滤波回路，采样保持与多路转换，模数转换系统，开关量输入通道等。2.微机主系统，如CPU，存储器、实时时钟，Watchdog.3.输入输出系统，如开关量的输出 4.人机接口，如：键盘、显示器、打印机。微机保护的硬件分为人机接口和保护两大部分，与之微机保护的硬件分为人机接口和保护两大部分，与之相对应的软件也分为接口软件和保护软件两大部分。相对应的软件也分为接口软件和保护软件两大部分。1.接口软件接口软件 是指人机接口部分的软件，其程序分为是指人机接口部分的软件，其程序分为主主监控程序和监控程序和运行程序。运行程序。主主监控程序主要是键盘命令处理程序，是为监控程序主要是键盘命令处理程序，是为监监控控插件及各插件及各CPU保护插件进行调节和整定而设置的程序。保护插件进行调节和整定而设置的程序。运行程序由主程序和定时中断服务程序构成。主程序的任运行程序由主程序和定时中断服务程序构成。主程序的任务是完成巡检、键盘扫描和处理及故障信息的排列和打印务是完成巡检、键盘扫描和处理及故障信息的排列和打印；定时中断服务程序包括软件时钟程序，以硬件时钟控制；定时中断服务程序包括软件时钟程序，以硬件时钟控制并同步各并同步各CPU插件的软时钟，和检测各插件的软时钟，和检测各CPU插件启动元件插件启动元件是否动作的检测启动程序。是否动作的检测启动程序。微机保护装置的软件构成 2.保护软件保护软件 保护软件为主程序和两个中断服务程序。保护软件为主程序和两个中断服务程序。主程序包括初始化和自检循环模块、保护逻主程序包括初始化和自检循环模块、保护逻辑判断模块及跳闸处理模块。中断服务程序辑判断模块及跳闸处理模块。中断服务程序有定时采样中断服务程序和串行口通信中断有定时采样中断服务程序和串行口通信中断服务程序。服务程序。3.中断服务程序中断服务程序 绝大多数的工程计算机的应用软件都采绝大多数的工程计算机的应用软件都采用了中断技术，特别是实时性要求较强的系用了中断技术，特别是实时性要求较强的系统，更离不开中断的工作方式。继电保护系统，更离不开中断的工作方式。继电保护系统是一种对时间要求很高的实时系统，一方统是一种对时间要求很高的实时系统，一方面要求实时地采集各种输入信号，随时跟踪面要求实时地采集各种输入信号，随时跟踪系统运行工况；另一方面，在电力系统短路系统运行工况；另一方面，在电力系统短路时，应快速判别短路的位置或区域，尽快切时，应快速判别短路的位置或区域，尽快切除短路故障。除短路故障。对保护装置而言，电力系统状态是保对保护装置而言，电力系统状态是保护最关心的外部事件，必须每时每刻掌握保护护最关心的外部事件，必须每时每刻掌握保护对象的系统状态，这就要求保护定时采样系统对象的系统状态，这就要求保护定时采样系统状态，常采用定时器中断方式状态，常采用定时器中断方式(较高级别的中较高级别的中断断)，每经过，每经过1.66ms1.66ms中断原程序的运行，转去中断原程序的运行，转去执行采样计算的服务程序。采样结束后，通过执行采样计算的服务程序。采样结束后，通过存储器中的特定存储单元将采样计算结果送给存储器中的特定存储单元将采样计算结果送给原程序，然后再去执行被中断了的程序，这就原程序，然后再去执行被中断了的程序，这就是定时采样中断服务程序。是定时采样中断服务程序。第三节 输电线路微机保护 一、电网相间短路电流保护 1、三段式电流保护 三段式电流保护构成逻辑框图 3 3、方向电流保护方向电流保护 1）具有明确的方向性。1.对功率方向判别元件的基本要求对功率方向判别元件的基本要求 2）正方向故障有足够的灵敏性。1kIk1 k2 2kI1 1E2EU2 rI.U k1 k2 Ik2.180+k2 k1点短路向量图点短路向量图 0k1 90 180 k2+180 270 判别电压、电流之间的相角或短路功率的方判别电压、电流之间的相角或短路功率的方向，即可判别故障的方向。向，即可判别故障的方向。.U 1kIk1 k2 2kI1 1E2EU2 rIIk1=Ir.-Ik2=Ir.k2点短路向量图点短路向量图 ArArIIUU,2.功率方向元件的动作特性功率方向元件的动作特性 1）输入为相电压、相电流输入为相电压、相电流 对对A相继电器：相继电器：反方向短路：反方向短路：11argkAkArAIU正方向短路：正方向短路：22180argkAkArAIU60,k6024060AUBUCUAkI1AkI21kIk1 k2 2kI1 1E2EU2 rI 最大灵敏角最大灵敏角 :sen 输入电压、电流幅值不变，输出最大输入电压、电流幅值不变，输出最大时所对应的电压、电流相位角。时所对应的电压、电流相位角。功率方向功率方向元件元件的的最大灵敏角一般都接成在最常见短路最大灵敏角一般都接成在最常见短路情况下动作最灵敏，情况下动作最灵敏，。60ksen 功率方向功率方向元件元件在正方向故障时，动作的角度应该在正方向故障时，动作的角度应该 是一个范围。是一个范围。过渡电阻、线路阻抗角会变化，过渡电阻、线路阻抗角会变化，900k考虑实现的方便性，这个角度通常取为：考虑实现的方便性，这个角度通常取为：90sen1kIk1 k2 2kI1 1E2EU2 rI60AUBUCUAkI1AkI290arg90rjrIeUsen90arg90senrrsenIUsen+1+j 三相短路三相短路 ABAB或或CACA两相接地短路两相接地短路 A A相接地短路相接地短路 对正方向出口对正方向出口 A相功率方向元件拒动相功率方向元件拒动,有有 “电压死区电压死区”0rAU1kIk1 k2 2kI1 1E2EU2 rIksen903090ksen最大灵敏角：最大灵敏角：动作方程：动作方程：消除死区消除死区：引入非故障相电压。引入非故障相电压。ABCCABBCAUIUIUI;90arg90)90(rjrIeUk120arg6030)90(arg9090arg9090arg90rrrrjrrrjrIUIUeIUIeU方向元件内角：方向元件内角：2）输入为线电压、相电流（输入为线电压、相电流（90接线）接线）取取 rI 五。输电线路微机距离保护 定义：距离保护是反映故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。距离愈近，动作时间于短，以保证有选择地切除故障线路。