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1、继电保护基础知识和微机保护病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程主要内容主要内容l继电保护基础l继电保护的基本原理、构成和分类l微机保护基础l微机保护装置的硬件原理l微机保护装置的软件结构l惠炼继电保护系统病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理
2、生理过程继电保护基础继电保护基础病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程发电变电输电用电一次设备：生产、输送、分配、消耗电能的设备。包括发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、电动机等。二次设备：对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备。根据电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作状况，电力系统的运行状态分为正常工作状态、不正常工作状态和故障状态。1.1.正常工作状态正常工作状态l电力系统正常运行的约束
3、条件电力系统正常运行的约束条件l等式约束条件：等式约束条件：发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率1.1.正常工作状态正常工作状态l电力系统正常运行的约束条件电力系统正常运行的约束条件l等式约束条件等式约束条件：负荷使用的有功功率和无功功率负荷使用的有功功率和无功功率1.1.正常工作状态正常工作状态l电力系统正常运行的约束条件电力系统正常运行的约束条件l等式约束条件等式约束条件：电力系统中各种有功功率和无功功率损耗电力系统中各种有功功率和无功功率损耗1.1.正常工作状态正常工作状态l电力系统正常运行的约束条件电力系统正常运行的约束条件l不等式约束条件不
4、等式约束条件：用电设备的功率及其上限；用电设备的功率及其上限；母线电压及其上、下限；母线电压及其上、下限；线路电流及其上限；线路电流及其上限；系统频率及其上、下限；系统频率及其上、下限；病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2 2 不正常工作状态及其危害不正常工作状态及其危害常见的不正常状态及其危害：常见的不正常状态及其危害：过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成 的电流增大；
5、的电流增大；危害危害：造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老化和损坏从而导致故障；造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老化和损坏从而导致故障；频率降低：系统中出现有功功率缺额而引起；频率降低：系统中出现有功功率缺额而引起；危害：危害：1）影响产品质量；）影响产品质量；2）降到）降到4748HZ以下会引起频率崩溃；以下会引起频率崩溃；3）使电压下降可能引发电压崩溃。）使电压下降可能引发电压崩溃。所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常不正常运行状态。运行状态。病原体侵入机体，消弱
6、机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2 2 不正常工作状态及其危害不正常工作状态及其危害常见的不正常状态及其危害：常见的不正常状态及其危害：过电压：发电机突然甩负荷而产生；过电压：发电机突然甩负荷而产生；危害：危害：造成绝缘击穿导致短路。造成绝缘击穿导致短路。系统振荡：因系统受到扰动而失去功率平衡。系统振荡：因系统受到扰动而失去功率平衡。危害：危害：系统振荡时，电流和电压周期性摆动，严重影响系统的正常运行；系统振荡时，电流和电压周期
7、性摆动，严重影响系统的正常运行；所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常不正常运行状态。运行状态。3.3.故障状态和故障类型故障状态和故障类型常见的十种短路类型常见的十种短路类型常见的十种短路类型常见的十种短路类型纵向不对称故障（断线）纵向不对称故障（断线）纵向不对称故障（断线）纵向不对称故障（断线）最常见且最危险的故障是各种类型的短路最常见且最危险的故障是各种类型的短路 复杂故障：复杂故障：在电力系在电力系统的不同地点（两处统的不同地点（两处或两处以上）同时发或两处以上）
8、同时发生不对称故障的情况生不对称故障的情况 短路的后果短路的后果l数值很大的短路电流通过短路点将燃起电弧，使故数值很大的短路电流通过短路点将燃起电弧，使故障设备损坏；障设备损坏；l短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或使设备缩短电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或使设备缩短使用寿命；使用寿命；l电力系统中大部分地区的电压下降，使大量电能用电力系统中大部分地区的电压下降，使大量电能用户的正常工作遭到破坏或产生废品；户的正常工作遭到破坏或产生废品；l破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，破坏电力系统并列运行的稳
9、定性，引起系统振荡，甚至造成整个电力系统瓦解。甚至造成整个电力系统瓦解。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 继电保护的概念及作用继电保护的概念及作用l继电保护技术继电保护技术包括电力系统故障分析、继电保护原理及设计、配置整定、运行维护及调试等技术。l继电保护装置继电保护装置能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。一、继电保护的概念一、继电保护的概念是继电保护
10、技术与继电保护装置的总称。继电保护的概念及作用继电保护的概念及作用二、继电保护的作用l自自动动、迅迅速速、有有选选择择性性的的将将故故障障元元件件从从电电力力系系统统中中切切除除，使使故故障障元元件件免免于于继继续续遭遭到到破破坏坏，保保证证无无故障部分迅速恢复正常运行。故障部分迅速恢复正常运行。l反反应应电电气气元元件件的的不不正正常常运运行行状状态态，并并根根据据运运行行维维护条件，而动作于发出信号或跳闸。护条件，而动作于发出信号或跳闸。继电保护的基本原理、构成和分类基本原则：基本原则：找出正常运行与故障时系统中电气量找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征或非电气量的变化特征
11、1 1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理电流增大过电流保护电压降低低电压保护电流电压间的相位角会发生变化方向保护1 1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理正常运行时：正常运行时：线路正方向线路正方向三相短路：三相短路：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程测量阻抗发生变化阻抗保护1 1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理正常运行时：负荷阻抗正常运行时：负荷阻抗短路时：短路阻抗短路时：短路阻抗测量阻抗变小病原
12、体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程电流差动保护正常：I=0元件流入电流与流出的关系发生变化1 1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理正常运行时：流入电流流出电流正常运行时：流入电流流出电流内部故障时：流入电流内部故障时：流入电流流出电流流出电流短路：I=Id病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境
13、的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程序分量保护出现负序和零序分量1 1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理正常运行时：只有正序分量正常运行时：只有正序分量发生不对称故障时：有负序、零序分发生不对称故障时：有负序、零序分量出现量出现两相短路时有两相短路时有负序负序分量出现分量出现接地短路时有接地短路时有零序零序分量出现分量出现2 2 继电保护的分类继电保护的分类l按被保护的对象分类按被保护的对象分类 输电线路保护、输电线路保护、发电机保护、发电机保护、变压器保护、变压器保护、母线保护、母线保护、电动机保护等。电动机保护等。l按保护原理分类：按保护原理分类：电流保护、电
14、流保护、电压保护、电压保护、距离保护、距离保护、差动保护、差动保护、方向保护、方向保护、零序保护等。零序保护等。2 2 继电保护的分类继电保护的分类l按保护所反应故障类型分类按保护所反应故障类型分类 相间短路保护、相间短路保护、接地短路保护、接地短路保护、匝间短路保护、匝间短路保护、断线保护、断线保护、失步保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等失磁保护及过励磁保护等l继继电电保保护护测测量量值值与与整整定定值的关系分类值的关系分类：过量保护：过量保护：（测量值（测量值整定值）整定值）欠量保护：欠量保护：（测量值（测量值整定值）整定值）主保护主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽反映被保护元件
15、本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护；可能短的时限切除故障的保护；2 2 继电保护的分类继电保护的分类l按保护所起的作用分类：按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。主保护、后备保护、辅助保护等。后备保护后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为的保护。又分为近后备保护近后备保护和和远后备远后备保护。保护。2 2 继电保护的分类继电保护的分类l按保护所起的作用分类：按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。主保护、后备保护、辅助保护等。近近后备保护后备保护：在本元件处装设两套保护，当主保护拒动在本元件处装设两套保护，当
16、主保护拒动时，由本元件的另一套保护动作；时，由本元件的另一套保护动作；2 2 继电保护的分类继电保护的分类l按保护所起的作用分类：按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。主保护、后备保护、辅助保护等。远远后备保护后备保护：当主保护或断路器拒动时，由上一级相邻电当主保护或断路器拒动时，由上一级相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。力设备或线路的保护来实现的后备保护。辅助保护：辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。和后备保护退出运行而增设的简单保护。2 2 继电保护的分类继电保护的分类l按保护所起的
17、作用分类：按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。主保护、后备保护、辅助保护等。电力系统继电保护的工作配合电力系统继电保护的工作配合低压母线保护区变压器保护区高压母线I保护区线路保护区发电机保护区高压母线II保护区高压母线保护区病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 对电力系统继电保护 的基本要求 选择性、速动性、灵敏性、可靠性选择性、速动性、灵敏性、可靠性病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环
18、境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程选择性选择性 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。例例：当当k1点短路时，保护点短路时，保护1、2动动跳跳1QF、2QF 有选择性有选择性病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
19、 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。例例：当当k2点短路时，保护点短路时，保护5、6动动跳跳5QF、6QF 有选择性有选择性选择性选择性 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。例例：当当k3点短路时，保护点短路时，保护7、8动动跳跳7QF、8
20、QF 有选择性有选择性选择性选择性 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。运行，以尽量缩小停电范围。例例：当当k3点短路时，若保护点短路时，若保护7拒动或拒动或7QF拒动，保拒动，保护护5动（远后备）动（远后备）跳跳5QF 有选择性有
21、选择性 选择性选择性 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。运行，以尽量缩小停电范围。例例：当当k3点短路时，若保护点短路时，若保护7正确动作和正确动作和7DL跳跳闸，保护闸，保护5动动跳跳5DL，则越级跳闸，则越级跳闸（非选择性非选
22、择性）停电停电停电停电选择性选择性 小结：小结：选择性就是故障点在区内就动作，选择性就是故障点在区内就动作，区外就不动作。当主保护未动作时，由区外就不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。最小。选择性选择性 速动性是指速动性是指尽可能快地切除故障。尽可能快地切除故障。其主要原因如下：其主要原因如下：提高系统暂态稳定性；提高系统暂态稳定性；减少用户在低电压下运行的时间；减少用户在低电压下运行的时间；降低设备的损坏程度；降低设备的损坏程度；避免故障进一步扩大。避免故障进一步扩大。速动性速动性 故障切除时间故障切除时间：一般为一般为0.0
23、60.060.12s0.12s，最快，最快0.010.010.04s0.04s。一般为一般为0.060.060.15s0.15s，最快，最快0.020.020.06s0.06s。保护动作时间；断路器动作时间；速动性速动性 灵敏性是指在规定的保护范围内，灵敏性是指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。对故障情况的反应能力。满足灵敏性要满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。敏地正确地反应出来。灵敏性灵敏性 灵敏性用灵敏性用灵敏系数灵敏系数来衡量，并表示为来衡量，并表
24、示为K Ksensen。对反应于数值上升而动作的过量保护（如对反应于数值上升而动作的过量保护（如过电流保护）过电流保护）灵敏性灵敏性 灵敏性用灵敏性用灵敏系数灵敏系数来衡量，并表示为来衡量，并表示为K Ksensen。对反应于数值下降而动作的欠量保护（如对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）低电压保护）灵敏性灵敏性 可可靠靠性性是是对对继继电电保保护护性性能能的的最最根根本本要求。包括要求。包括安全性安全性和和信赖性。信赖性。安安全全性性：在在不不该该动动作作时时，可可靠靠不不动动作作，即不发生误动作。即不发生误动作。信信赖赖性性：当当发发生生了了属属于于它它该该动动作作的的故故障障
25、时，可靠动作，即不发生拒动；时，可靠动作，即不发生拒动；可靠性可靠性 上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。例如强调快速性时，有时会影响可靠性、选择性和灵敏性，强调选择性时又会影响快速性和灵敏性。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的绝大部分工作是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辨证统一关系而进行的。1 19 90 01 1年年 1 19 90 08 8年年 1 19 91 10 0年年 1 19 92 20 0年年 1 19 92 27 7年年 过过电电流流保保护护差差动动保保护护 方方向向电电流流保保护护 距距离离保保护护
26、高高频频保保护护 微微波波保保护护 行行波波保保护护 继电保护的发展继电保护的发展微机化微机化网络化网络化智能化智能化保护、控制、保护、控制、测量、通信一测量、通信一体化体化微机型微机型 机电型机电型(电磁型、感应型）电磁型、感应型）整流型整流型 6060年代年代晶体管型晶体管型 5050年代年代7070年代年代8080年代年代集成电路型集成电路型 9090年代年代装置发展装置发展5 50 0年年代代 7 70 0年年代代 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，
27、且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程微机保护基础微机保护基础病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程我们熟悉的计算机系统我们熟悉的计算机系统世界公认的第一台通用电子数字计算机：1946年由美国宾夕法尼亚大学莫尔学院的莫奇利和埃克特领导的科研小组建造的。计算机的发展经历了四代。第一代电子计算机（19461958年）主要特征：采用电子管作为基本逻辑元件。存储器早期采用水银延迟线，后期采用磁鼓或磁芯。第二代电子
28、计算机（19581964年）主要特征：是采用晶体管作为逻辑元件。内存主要采用磁芯存储器，外存开始使用磁盘。第三代电子计算机（19641974年）主要特征：采用半导体中小规模集成电路作为逻辑元件，半导体存储器取代了沿用多年的磁芯存储器。第四代电子计算机（1974年以后）主要特征：采用大规模集成电路作为逻辑元件。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程计算机模型冯诺依曼型计算机用来存放计算程序及用来存放计算程序及参与运算
29、的各种数据。参与运算的各种数据。可以分为内存储器和可以分为内存储器和外存储器。外存储器。用来实现算术、用来实现算术、逻辑等各种运算逻辑等各种运算 实现计算程序实现计算程序和原始数据的和原始数据的输入输入 实现对整个运实现对整个运算过程的有规算过程的有规律的控制律的控制 实现计算结实现计算结果的输出果的输出 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程计算机用于现场工业控制的例子举不胜举计算机用于现场工业控制的例子举不胜举
30、250 Kb/s,16位,16路高分辨率多功能数据采集卡能够提供隔离数字量输入能够提供隔离数字量输入通道和隔离数字量输出通通道和隔离数字量输出通道道,隔离保护电压可达到隔离保护电压可达到2500VDC.它们是要求采它们是要求采取高电压隔离工业应用的取高电压隔离工业应用的理想选择理想选择.此外此外,所有输出所有输出通道都提供高电压保护通道都提供高电压保护8 通道隔离数字量输入和 8 通道继电器输出卡CAN总线总线接口卡接口卡病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且
31、在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程微机保护的构成微机保护的构成测量部分测量部分逻辑部分逻辑部分执行部分执行部分定值定值测量部分是将保护对象的测量部分是将保护对象的有关电气量经互感器变换有关电气量经互感器变换输送到继电保护装置，进输送到继电保护装置，进行测量或计算，并与给定行测量或计算，并与给定的定值进行比较，得到用的定值进行比较，得到用于判断保护是否该动作的于判断保护是否该动作的一个结果，作为逻辑部分一个结果，作为逻辑部分的一个输入条件。的一个输入条件。逻辑部分是将若逻辑部分是将若干个测量部分的干个测量部分的结果、出现的时结果、出现的时间顺序并考虑其间顺序并考虑其它一些特定的状它一
32、些特定的状态按照一定的逻态按照一定的逻辑关系构成保护辑关系构成保护是否动作于跳闸是否动作于跳闸或发信号。或发信号。执行部分是保执行部分是保护动作跳闸或护动作跳闸或发信号的执行发信号的执行机构，一般是机构，一般是继电器的空接继电器的空接点输出，接于点输出，接于变电站的直流变电站的直流操作回路，实操作回路，实现对断路器的现对断路器的控制。控制。定值是根据电力系统的定值是根据电力系统的结构、参数及运行条件、结构、参数及运行条件、整定计算的原则计算或整定计算的原则计算或根据运行经验给出。根据运行经验给出。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的
33、病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 对对于于一一个个具具体体的的微微机机保保护护装装置置，通通常常将将硬硬件件电电路路按按功功能能分分别别布布置置在在几几个个PCBPCB板板上上称称为为保保护护的的“插插件件”，各各插插件件安安装装于于一一个个机机箱箱中中，采采用用总总线线把把各各插插件件联联系系在在一一起起，构构成一套完整的保护装置。成一套完整的保护装置。从从结结构构上上看看，一一个个完完整整的的微微机机保保护护包包含含以下几部分：机箱、插件、面板、总线；以下几部分：机箱、插件、面板、总线；1.微机保护装
34、置的结构微机保护装置的结构病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体
35、防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程微机保护装置构成及其特点微机保护装置构成及其特点l微机保护的构成框图DAS保护微机系统（1n个）开入电源 继电器开出开入管理微机系统GPS按键 LCD打印机逆变稳压电源至通信网 数据采集系统完成把电压互感器和电流互感器二次的电压、电流信号变换为数字信号，供微机系统使用。保护微机系统实现具体的继电保护功能，由不同的软件实现不同的继电保护功能。管理微机系统主要作为人机对话的手段。通常为外部继电器的接点、保护屏上的投退压板、操作把手的接点等，一般是经光电隔离后输入微机系统。保护系统通过开关量输出驱动电路使继电器动作
36、。这些继电器包括跳闸出口继电器、信号继电器、硬件故障的告警继电器。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l微机保护装置具有一般计算机系统共同的特点微机保护装置具有一般计算机系统共同的特点1 1）计算）计算速度足够快速度足够快2 2）计算）计算精度足够高精度足够高3 3）存储）存储容量足够大容量足够大4 4）逻辑判断）逻辑判断5 5）硬件的通用性）硬件的通用性6 6）智能化）智能化程序化设计的结果程序化设计的结果7
37、7）通讯）通讯网络接口网络接口病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程微机保护与常规保护的比较微机保护与常规保护的比较1 开发与研制方面的不同开发与研制方面的不同 1）常规保护是布线逻辑的，保护的功能完全依赖于硬件，而微机保护装置则除硬件外，还必须具备相应的软件，因此微机保护可以实现智能化。2）利用微机的智能特点，可以采用一些新原理，解决一些常规保护难以解决的问题。例如，采用模糊识别原理判断振荡过程中的故障，利用波形
38、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。3）对于同一类型的保护对象，微机保护装置可采用相同的硬件结构，不同的保护功能体现在软件上，便于生产和开发新产品。4）常规保护的开发周期一般比较长，而微机保护时间短。5）在实验方法上，微机保护较常规保护相比更具有可观察性。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2.运行与维护方面的不同运行与维护方面的不同 1）常规保护的完好性是依赖于定期检验时发现的，在正常运行时保
39、护装置的隐患不能及时发现，一旦系统发生故障，将产生严重的后果，而微机保护装置可利用程序对其硬件进行在线自检，一旦发现问题，可立即报警。对于软件的异常及干扰的影响，可自动识别并排除。因而，微机保护装置的可靠性大大提高了。2）与常规保护相比，微机保护具有调试维护方便的特点。例如，晶体管型集成电路型距离保护、高频保护由于其复杂，调试工作量很大，而微机型保护装置由于具备友好的人机界面，依靠软件可在较短的时间内完成调试工作，特别是某些保护具有专用的调试仪器，除交流变换器部分，可自动对保护的功能进行快速检查。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的
40、病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.功能方面的不同功能方面的不同 1）常规保护装置的功能单一，仅仅是保护功能，而微机保护装置除了能够作到与常规保护完全相同的功能外，还可以提供一些附加功能，例如距离保护的故障类型判别，故障测距，故障录波，事件记录，零序电流方向保护的开口三角电压的极性判断。电压互感器的二次是否发生断线等信息。2）用一套微机保护装置所实现的保护功能远比一台常规保护实现的保护功能多。3）微机保护具有完善的网络通信功能，可适应无人值守或少人值守的自动化变电站。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏
41、机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程继电保护发展的历史继电保护发展的历史l电力系统继电保护所研究内容包括两个方面：一是指实现继电保护的各种原理；其二是指组成继电保护的各种装置。l继电保护原理的发展是随着电力系统的发展而不断发展的。由于电力系统规模的扩大及电压等级的提高，为了保证电力系统安全可靠的运行，必须有动作快速，灵敏度高，选择性好的继电保护装置。因而继电保护原理从简单的电流保护逐步发展到复杂的距离保护和高频保护。l继电保护装置的发展则依赖于构成保
42、护装置的元器件技术的发展。继电保护装置发展的初期，主要是由电磁型、感应型继电器构成的继电保护装置，60年代由于半导体二极管的出现，出现了整流型继电保护装置，由于半导体技术的进一步发展，70年代出现了晶体管继电保护装置，由于大规模集成电路的出现，80年代又出现了集成电路型保护装置。由于计算机技术和微型计算机的快速发展，到了80年代中期，出现了微机型继电保护装置。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l1946年诞生了
43、世界上第一台计算机l1965年，英国剑桥大学的P.G.Mclaran及其同事就提出用计算机构成电力系统继电保护的设想，并发 表 了 Sampling Techniques applied toderivationLetter的文章。l1967年澳大利亚新南威尔士大学的I.F.Morrison预测了输电线路计算机控制的前景。l1969年美国西屋公司的G.D.Rockefeller发表了利用数字计算机实现的故障保护的文章。l1972年美国西屋公司与GE公司合作研制成功一套输电线路的计算机保护装置。这是世界上第一套比较完整的用于现场的计算机保护装置，它具备了计算机保护的基本组成部分。该保护装置是用小
44、型计算机实现的。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程自70年代初期出现大规模集成电路后，微处理器迅速发展，从简单的4位微处理器发展为8位微处理器，例如英特尔公司的8080芯片，摩托罗拉公司的6800芯片等；70年代中期出现了单片微型计算机，微处理器和单片机的出现使计算机应用于电力系统继电保护更加现实。1977年日本投入了一套以微处理机为硬件的控制与继电保护装置，全部代替了原有保护，大大减少了控制室的占地面积，并于
45、1980年发表了试运行的结果。1979年，国际电子电气工程师学会教育委员会组织了一次世界性的计算机继电保护研究班，对70年代以来的计算机保护的研究成果进行了总结和交流。到80年代中期计算机保护在电力系统中获得了初步应用。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程国内微机保护的发展历史国内微机保护的发展历史l国国内内自自1979年年开开始始微微机机保保护护的的研研究究工工作作，首首先先在在各各高高等等院院校校和和一一些些
46、科科研研单单位位开开展展了了微微机机保保护护的的研研究工作。究工作。l1984年年4月月，华华北北电电力力大大学学研研究究的的以以MC6809CPU构构成成的的MDP1型型微微机机线线路路保保护护装装置置在在河河北北某某电电厂厂投投入入运运行行，这这是是我我国国研研究究成成功功的的第第一一套套微微机机线线路路保护装置。保护装置。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程我国微机保护的发展从硬件上可分为三个阶段：第第一一
47、阶阶段段是以单CPU的8位微处理器构成的微机保护装置。其主要特点为：保护采用8位微处理器MC6809构成微机系统，由于MC6908仅仅是一个CPU，因此需要在外部扩展许多硬件电路，所以总线必须引出插件，保护的存储器容量较小，程序和保护的定值均存放在EPROM中，定值的改写十分不方便，保护装置中仅有软件时钟，当直流电源消失后时钟便停止运行，硬件不具备数据远传功能，由于仅有一个CPU，所有的保护功能只能集中由这个CPU处理，可靠性较低。其代表产品为WXB01微机高压线路保护装置。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入
48、机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 第第二二个个阶阶段段是以多个8位单片机组成的多微机系统。其主要特点为：具有多个8位单片机，由于采用了单片机，需要外部扩展的硬件电路较少，因此可以作到总线不引出插件，保护装置的定值存放在EEPROM中，定值的修改十分方便。设有硬件时钟芯片，依靠备用电源的支持，装置直流电源消失后，硬件时钟可继续运行，硬件上设计了数据远传的串行接口，由于硬件由多个单片机系统，因此一条输电线路的多种保护的功能可分散于不同的单片机系统，增加了保护装置的可靠性。其代表产品为WXB-11系列微机保护装置。病原体侵入机体，消
49、弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第第三三个个阶阶段段是以16位单片机构成的多微机系统。例如以英特尔公司的80C196KB构成的微机系统。有些单片机内部资源丰富，具有较大容量的RAM和EPROM，因而可做到不需在芯片外部扩展存储器，可以做到总线不引出芯片。例如以日本三菱公司的M77芯片构成的微机系统。单片机内部有24K的RAM容量，32120K的EPROM或闪烁存储器和8个定时器，两个串行口，因此不需要用总线扩展外部存储器。保护
50、装置的硬件设计除了有硬件时钟外，装置还具备接受GPS全球定位系统的秒脉冲的接口，具备较完善的通信网络，可应用于变电站综合自动化系统中，其代表产品为CSL系列微机保护装置和LFP-900系列微机保护装置。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程微机保护装置硬件原理微机保护装置硬件原理病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御