微機保護裝置的硬件原理

1、微機保護與常規(guī)保護相比較具有如下特點。1、調試維護方便。 2、可以實現(xiàn)智能化。3、可靠性高。 微機保護裝置可利用程序對其硬件進行在線自檢，一但發(fā)現(xiàn)故障，立即閉鎖出口跳閘回路，同時發(fā)出故障告警信號。對于軟件的異常及干擾的影響，可自動識別并排除。4、易于獲得各種附加功能。 例如微機保護可以進行故障類型判別，故障測距，故障錄波，事件記錄等。 5、具有網絡通訊功能?？蛇m應無人值守或少人值守的自動化變電站。6、新產品的研制和開發(fā)周期縮短。 對于同一類型的保護對象，微機保護裝置可采用相同的硬件結構，不同的保護功能體現(xiàn)在軟件上。 7、降低了對電流互感器和電壓互感器的要求。 微機保護本身消耗功率低。另外數字式

2、電壓、電流傳感器便于與微機保護實現(xiàn)接口。 一般典型的微機保護裝置的硬件結構由數據采集系統(tǒng)、保護微機系統(tǒng)和管理微機系統(tǒng)、開關量輸入輸出電路和穩(wěn)壓逆變電源四部分構成 例例 線路線路RCS-943A微機線路保護硬件結構微機線路保護硬件結構 1.ADC式數據采集系統(tǒng)2.電壓頻率變換式（VFC）數據采集系統(tǒng) 微機系統(tǒng) 主要任務:完成數值測量、計算、邏輯運算及控制和記錄等智能化任務。除此之外，現(xiàn)代的微機保護應具有各種遠方功能，它包括發(fā)送保護信息并上傳給變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)，接收集控站、調度所的控制和管理信息。 CPU進行保護的邏輯運算及出口跳閘，同時完成事件記錄、錄波、打印、保護部分的后臺通訊及與人機CPU

3、的通訊。DSP（digital singnal processor）是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）是Complex PLD的簡稱,一種較PLD為復雜的邏輯元件。 EPROM是紫外線擦除的可編程只讀存儲芯片。其片內存放著微機保護的程序。 EEPROM是電擦除、電改寫的只讀存儲器芯片。用于存放微機保護的定值。RAM為靜態(tài)隨機存儲芯片。用于存放微機保護中的采樣數據、中間結果、各種標志，各種報告等內容。 開關量輸入信號 開關量輸出信號 微機保護系統(tǒng)對電源要求較高，通常這種電源是逆變電源，即將直流逆

4、變?yōu)榻涣鳎侔呀涣髡鳛槲C系統(tǒng)所需的直流電壓。它把變電所的強電系統(tǒng)的直流電源與微機的弱電系統(tǒng)電源完全隔離開。通過逆變后的直流電源具有極強的抗干擾水平，對來自變電所中因斷路器跳合閘等原因產生的強干擾可以完全消除掉。 1、RCS-943A運行方式控制字RCS-943A運行方式控制字sw (n) 整定“1”表示投入，“O”表示退出。1投縱聯(lián)差動保護012TA斷線閉鎖差動013主機方式014專用光纖015通道自環(huán)試驗016遠跳受本側控制018I段接地距離019投段接地距離0110投段接地距離0111投I段相間距離0112投段相間距離012、WXH-801D及WXH-801A單接點方式縱聯(lián)方向保護定值

5、清單 名稱 整定范圍 備注 控制字 （KGZ） TV變比 ll007500 TA變比 205000 零序電抗補償系數 O10 零序電電阻補償系數 O10 正序阻抗角 500900 線路全長抗 05250，In 電阻定值 05250In 電抗定值 05250In 正序突變量門檻 032Aln (為3倍止序突變量) 工頻變化量門檻 O12AIn 零序停信門檻 O12AIn (為3倍零序電流) 負序停信門檻 032AIn (為3倍負序電流) 靜穩(wěn)電流 052AIn 無流門檻 O05l A In 輔助啟動 01l A In (為3倍零序電流) 自動測試時問 O23 整點 控制字KGZ各位定義： 位 符

6、號 名稱 1115 / 備用 10 TDZC 通道自測投入(“”有效) 9 YFQX 遠方啟信投入(“”有效) 8 XJYT 相間永跳(“”有效) 7 TBLTZ 突變量距離投入(“”有效) 6 JS 加速投入(“”有效) 5 RKHS 弱饋回授投入(“”有效) 4 RKTZ 弱饋跳閘投入(“”有效) 3 BSS 閉鎖式(“”有效) 2 FYTD 復用通道方式(“”有效) l ZJ 求和自檢(“”有效) O IN5 額定電流(“”為5A，“”為l A) 微機保護的硬件平臺一般由以下多個功能模塊組成：（1）CPU與存儲器接口；（2）定時計數器；（3）中斷邏輯；（4）串并行通信接口；（5）實時時鐘

7、；（6）看門狗電路；（7）顯示控制電路；（9）固態(tài)盤或存儲器A（程序）；（10）固態(tài)盤或存儲器B（報告）；（11）固態(tài)盤或存儲器C（整定值）；（12）開關量光隔輸入；（13）開關量光隔功放輸出；（14）工業(yè)局域網接口。 由于微機保護的硬件分為人機接口和保護兩大部分，因此相應的軟件也就分為接口軟件和保護軟件兩大部分。 接口軟件是指人機接口部分的軟件，其程序可分為監(jiān)控程序和運行程序。 監(jiān)控程序主要是鍵盤命令處理程序，是為接口插件（或電路）及各CPU保護插件（或采樣電路）進行調試和整定而設置的程序。 運行程序由主程序和定時中斷服務程序構成。主程序主要完成巡檢（各CPU保護插件）、鍵盤掃描和處理及故障

8、信息的排列和打印。定時中斷服務程序包括了以下幾個部分：軟件時鐘程序；以硬件時鐘控制并同步各CPU插件的軟時鐘程序；檢測各CPU插件啟動元件是否動作的檢測啟動程序。所謂軟件時鐘就是每經1.66ms產生一次定時中斷，在中斷服務程序中軟計數器加1，當軟計數器加到600時，秒計數器加1。 （一）接口軟件（二）保護軟件的配置 各保護CPU插件的保護軟件配置為主程序和2個中斷服務程序。主程序通常都有三個基本模塊；初始化和自檢循環(huán)模塊、保護邏輯判斷模塊和跳閘（及后加速）處理模塊。通常把保護邏輯判斷和跳閘（及后加速）處理總稱為故障處理模塊。一般來說前后2個模塊，在不同的保護裝置中基本上是相同的，而保護邏輯判斷模塊就隨不同的保護裝置而相差甚遠。（三）保護軟件的工作狀態(tài) 保護軟件有三種工作狀態(tài)：運行、調試和不對應狀態(tài)。有的保護只有運行和調試兩種工作狀態(tài)。 （四）中斷服務程序 保護要定時采樣系統(tǒng)狀態(tài)，一般采用定時器中斷方式，設1.66ms中斷原程序的運行，轉去執(zhí)行采樣計算的服務程序，采樣結束后通過存儲器中的特定存儲單元將采樣計算結果傳送給原程序，然后再回去執(zhí)行原被中斷了的程序。這種采用定時