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1、第五章微机保护软件51 概述一、微机保护的流程图一、微机保护的流程图程程序序流流程程图图是是人人们们对对解解决决问问题题的的方方法法、思思路路或或算算法法的的一一种种描描述述。微微机机保保护护的的流流程程图图能能够够比比较较直直观观、形形象象、清清楚楚地地反反映映保保护的工作过程和逻辑关系。护的工作过程和逻辑关系。流程图的优点：流程图的优点：（a a）采采用用简简单单规规范范的的符符号号，画画法简单；法简单；（b b）结构清晰，逻辑性强；）结构清晰，逻辑性强；（c c）便于描述，容易理解。）便于描述，容易理解。52 程序流程的基本结构一、中断功能的作用一、中断功能的作用为为了了满满足足实实时时
2、系系统统的的快快速速性性和和实实时时性性要要求求，微微型型机机的的中中断断机机制是一种很有效的实现手段之一。制是一种很有效的实现手段之一。中断的作用中断的作用当当各各种种参参数数、信信息息、活活动动等等需需要要及及时时处处理理时时，可可以以在在任任意意时时刻刻向向微微机机发发出出中中断断请请求求，要要求求微微型型机机快快速速响响应应，达达到到快快速速处处理理的的目目的的。实实现现微微型型机机和和其其他他设设备备同同时时工工作作，并并实实现现对对异异常常情况的自行处理情况的自行处理中断源中断源中断优先级别中断优先级别二、程序流程的基本结构二、程序流程的基本结构三种典型的流程结构：三种典型的流程结
3、构：（1 1）顺序结构）顺序结构（2 2）切换结构）切换结构（3 3）混合结构）混合结构53 电流保护流程图电流保护的流程电流保护的流程在在微微机机电电流流保保护护中中，大大致致包包括括系系统统程程序序流流程程和和中中断断服服务务程程序序流程。流程。（1 1）系统程序；）系统程序；（2 2）定时中断服务程序；）定时中断服务程序；（3 3）其它中断服务程序。）其它中断服务程序。一、系统程序的流程（主程序流程）一、系统程序的流程（主程序流程）1 1、初始化、初始化（1 1）对硬件电路所设计的可编程并行接口进行初始化）对硬件电路所设计的可编程并行接口进行初始化 （2 2）是是读读取取所所有有开开关关
4、量量输输入入的的状状态态，并并将将其其保保存存在在规规定定的的RAMRAM或或FLASHFLASH地地址址单单元元内内，以以备备以以后后在在自自检检循循环环时时，不不断断监监视视开关量输入是否有变化开关量输入是否有变化（3 3）对装置的软硬件进行一次全面的自检）对装置的软硬件进行一次全面的自检 （4 4）在经过全面自检后，应将所有标志字清零）在经过全面自检后，应将所有标志字清零 （5 5）进行数据采集系统的初始化）进行数据采集系统的初始化 2 2、系统程序的其它程序、系统程序的其它程序 （1 1）开放中断）开放中断（2 2）自自检检循循环环，包包括括软软硬硬件件自自动动检检测测、人人机机对对话
5、话、定定值值显显示示和修改、报文发送。和修改、报文发送。二、中断服务程序的流程二、中断服务程序的流程1 1、初始化、初始化（1 1）控控制制数数据据采采集集系系统统，将将各各模模拟拟输输入入量量的的信信号号转转换换成成数数字字量的采样值，然后存入量的采样值，然后存入RAMRAM区的循环寄存器中区的循环寄存器中 （2 2）时钟计时功能）时钟计时功能 （3 3）计算保护功能中用到的所有测量值）计算保护功能中用到的所有测量值 （4 4）将测量电流与）将测量电流与段电流定值进行比较段电流定值进行比较 （5 5）在电流）在电流段的功能之后，执行电流段的功能之后，执行电流段的功能段的功能 （6 6）电流）
6、电流段的功能、逻辑和比较过程均与电流段的功能、逻辑和比较过程均与电流段相似段相似 （7 7）当当、段段的的电电流流测测量量元元件件都都不不动动作作时时，再再控控制制出出口口回回路路，使使出出口口继继电电器器处处于于都都不不动动作作状状态态，达达到到收收回回跳跳闸闸命命令的目的令的目的 三、系统程序和中断服务程序的关系三、系统程序和中断服务程序的关系在在微微型型机机开开中中断断后后，每每间间隔隔一一个个TsTs，定定时时器器就就会会发发出出一一个个采采样样脉脉冲冲，随随即即产产生生中中断断请请求求。于于是是微微型型机机先先暂暂停停一一下下系系统统程程序序，转转而而执执行行一一次次中中断断服服务务
7、程程序序，以以保保证证对对输输入入模模拟拟量量的的实实时采集。时采集。四、电流保护中的方向元件四、电流保护中的方向元件1.1.方程比较法方程比较法根据测量得到的电压相量和电流相量判断短路方向。根据测量得到的电压相量和电流相量判断短路方向。，最大灵敏角是0。，最大灵敏 角是。电流保护中的方向元件电流保护中的方向元件2.2.虚拟阻抗法虚拟阻抗法利用相量利用相量 UmUm 和和ImIm ，求出阻抗，求出阻抗 。动作条件为：五、提高电流保护灵敏度的方法五、提高电流保护灵敏度的方法三相短路和两相短路的特征（1 1）三相短路时）三相短路时（2 2）两相短路时）两相短路时（3 3）星）星/三角变压器后发生两
8、相短路，已有三角变压器后发生两相短路，已有 ，电流保护，电流保护 的灵敏度已经得到提高，本方案不考虑这种情况的灵敏度已经得到提高，本方案不考虑这种情况线路上发生两相短路的条件为：提高电流保护灵敏度的方法提高电流保护灵敏度的方法54 高压线路保护流程图一、高压线路保护的程序流程一、高压线路保护的程序流程高高压压线线路路的的运运行行方方式式多多变变、复复杂杂，高高压压线线路路保保护护需需要要考考虑虑许许多特殊的情况，因而高压线路保护的程序流程图比较复杂。多特殊的情况，因而高压线路保护的程序流程图比较复杂。其基本程序流程也包括：其基本程序流程也包括：（1 1）系统程序；）系统程序；（2 2）定时中断
9、服务程序；）定时中断服务程序；（3 3）其它中断服务程序。）其它中断服务程序。高压线路保护的程序流程高压线路保护的程序流程（1 1）与电流保护流程相同部分不再重复介绍）与电流保护流程相同部分不再重复介绍（2 2）初始化结束后，控制程序进入振荡闭锁方式）初始化结束后，控制程序进入振荡闭锁方式 在在数数据据采采集集系系统统刚刚开开始始工工作作时时，没没有有历历史史数数据据，所所以以，突突变变量量启启动动元元件件就就很很容容易易在在正正常常负负荷荷电电流流情情况况下下启启动动，而而此此时，没有任何记忆分量能够参与保护功能的判别时，没有任何记忆分量能够参与保护功能的判别 刚刚合合上上直直流流电电源源时
10、时，如如果果电电力力系系统统正正在在振振荡荡，那那么么，突突变量启动元件也可能要误动作变量启动元件也可能要误动作 高压线路保护的程序流程高压线路保护的程序流程（1 1）系统正常运行）系统正常运行 系系统统在在正正常常运运行行时时，启启动动元元件件不不动动作作，中中断断服服务务程程序序主主要要进进行行数数据据采采集集、计计算算各各种种测测量量参参数数、启启动动元元件件判判别别和和数数据据自自检检功功能能，处处于于监监视视电电力力系系统统是是否否发发生生短短路路的的状状态态，是是否否出出现现静静稳稳破破坏坏。系系统统流流程程则则执执行行人人机机对对话话、定定值值管管理理、显显示示、通讯和各种软硬件
11、自检等功能。通讯和各种软硬件自检等功能。（2 2）本线路发生短路。）本线路发生短路。本本线线路路发发生生短短路路时时，启启动动元元件件检检测测出出系系统统发发生生了了短短路路，于于是是，一一方方面面驱驱动动启启动动继继电电器器，开开放放出出口口回回路路的的负负电电源源端端（参参见见图图1 13737），同同时时，启启动动收收发发讯讯机机（以以高高频频闭闭锁锁方方式式为为例）；另一方面，设置启动标志，表明启动元件已经动作了。例）；另一方面，设置启动标志，表明启动元件已经动作了。（3 3）非本线路短路；）非本线路短路；（4 4）静稳破坏。）静稳破坏。三、典型模块的流程三、典型模块的流程（一）突变量
12、启动（一）突变量启动电流突变量作为主要的启动元件，监视绝大部分的故障电流突变量作为主要的启动元件，监视绝大部分的故障再用相电流和零序电流作再用相电流和零序电流作为辅助启动元件，监视大为辅助启动元件，监视大过渡电阻接地等极少数电过渡电阻接地等极少数电流变化较缓慢的故障。流变化较缓慢的故障。典型模块的典型模块的流程流程（二二）阻阻抗抗逻辑模块逻辑模块1 1、阻阻抗抗逻逻辑辑流程流程典型模块的流程典型模块的流程2、阻抗特性（1）圆特性（2）多边形特性典型模块的流程典型模块的流程3 3、振荡期间再短路、振荡期间再短路（1 1）电力系统振荡与短路的区别）电力系统振荡与短路的区别 系系统统振振荡荡时时，保
13、保护护安安装装处处的的测测量量电电阻阻随随时时间间不不断断地地持持续续变化，且有时变化缓慢、有时变化剧烈。变化，且有时变化缓慢、有时变化剧烈。典型模块的流程典型模块的流程3 3、振荡期间再短路、振荡期间再短路（1 1）电力系统振荡与短路的区别）电力系统振荡与短路的区别 被被保保护护线线路路突突然然发发生生短短路路时时，测测量量电电阻阻先先有有一一个个突突变变，随随后后，测测量量电电阻阻基基本本上上为为短短路路电电阻阻RKRK，其其数数值值变变化化很很小小或或几几乎乎维持不变。维持不变。典型模块的流程典型模块的流程3 3、振荡期间再短路、振荡期间再短路（2 2）振荡闭锁模块的流程）振荡闭锁模块的流程在在系系统统振振荡荡期期间间，电电阻阻变变化化率率一一般般小小于于1616倍倍的的RZRZ定定值值，所所以以，不不满满足足条条件件1 1的的判判别别条条件件。如如果果振振荡荡较较剧剧烈烈，导导致致满满足足条条件件1 1，那那么么，由由于于电电阻阻变变化化率率仍仍然然会会持持续续变变化化较较大大，不不会会满满足足条条件件2 2，保保证证不不开开放放。条条件件3 3是是为为了了进进一一步步可可靠靠而而设设计计的的。这这样样，经经过过三三个个条条件件的的把把关关，保保证证在在系系统统振振荡荡期间不会误开放。期间不会误开放。