微机保护的原理与试验大全
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微机保护实验报告试验一变压器差动保护试验一、试验目的1.熟悉变压器纵差保护的组成原理及整定值的调整方法。
2.了解差动保护制动特性的特点,加深对微机保护的认识。
3.学习微机型继电保护试验测试仪的测试原理和方法差动保护作为变压器的主保护,配置有波形对称原理的差动保护和差动电流速断保护。
其中,差动电流速断保护能在变压器区严重故障时快速跳开变压器的各侧开关。
二、试验原理电力变压器是电力系统中不可缺少的电力设备。
其故障分为部故障和外部故障两种。
电流差动保护不但能够正确的区分区外故障,而且不需要与其他元件的保护配合,就可以无延时地切除区各种故障,具有独特的特点而被广泛的用作变压器的主保护。
图1所示为三绕组变压器差动保护的原理接线图。
图2为工况下,变压器相关电气量的向量关系图。
这里以Y/△-11主变接线为例,传统继电器差动保护是通过把主变高压侧的二次CT接成△,把低压侧的二次CT接成Y型,来平衡主变高压侧与低压侧的30度相位差的,然后再通过二次CT变比的不同来平衡电流大小的,接线时要求接入差动继电器的电流要相差180度,即是逆极性接入。
而微机保护要求接入保护装置的各侧CT均为Y型接线,显而易见移相是通过软件来完成的,下面来分析一下微机软件移相原理。
变压器差动保护软件移相均是移Y型侧,对于∆侧电流的接线,TA二次电流相位不调整。
电流平衡以移相后的Y型侧电流为基准,△侧电流乘以平衡系数来平衡电流大小。
若∆侧为△-11接线,软件移相的向量图如图2。
1I、2I分别为变压器一次侧和二次侧的电流,参考方向为母线指向变压器;'1I、'2I分别为相应的电流互感器二次侧电流。
流入差动继电器KD的电流为:''12rI I I=+保护动作的判据为:图1差动保护接线图图2工况向量关系图r set I I ≥设变压器的变比12T U n U =,并且选择电流互感器的变比,使得21TA T TA n n n =,则经推算可得:122T r TA n I I I n +=忽略变压器的损耗,正常运行和区外故障时,一次电流的关系为210T I n I +=。
浙江微机保护工作原理
浙江微机保护工作原理主要涉及以下几个方面:
1. 过电压保护:通过过电压保护电路,在输入电压超过设定值时,及时切断电源供应,避免电压过高对微机设备造成损害。
2. 过流保护:通过过流保护电路,监测输入电流是否超过了正常工作范围,当电流异常超载时,必要时切断电源供应,避免过流损坏微机设备。
3. 温度保护:通过温度传感器监测微机设备的温度,一旦温度过高超过安全范围,就会触发保护措施,如自动降低电源输出、减小负载等,以防止设备因过热而受损。
4. 短路保护:当设备出现短路情况时,微机保护电路会检测到电流异常,迅速切断电源与设备的连接,以避免电流过大导致设备损坏。
5. 过负荷保护:微机设备正常工作时,有时会出现瞬时的过负荷情况,为了保护设备的安全运行,微机保护电路会及时检测到过负荷情况并采取相应措施,如自动降低输出功率、调整工作电压等。
总的来说,浙江微机保护工作原理是通过各类保护电路和传感器,对微机设备的电压、电流、温度等参数进行实时监测,并在异常情况下及时切断电源供应或采取其他保护措施,以确保微机设备的安全运行。
微机保护装置工作原理要说这微机保护装置啊,可真是个好东西,就像是咱们电力系统的贴身保镖,时刻保护着电力设备的安危。
今儿个,咱就来聊聊这微机保护装置的工作原理,也算是给咱这电力系统里的高科技设备揭揭秘。
这微机保护装置啊,它其实是个高度集成化的自动保护设备,里头藏着个微型计算机,也就是咱们常说的微处理器。
这家伙可聪明了,能执行复杂的算法,判断电力系统的运行状态,一旦发现有不对劲的地方,立马就能采取措施,比如隔离故障点或者发出警告,防止电力设备的损坏和电力系统的不稳定。
要说这工作原理啊,咱得先说说它的硬件构成。
微机保护装置里头,有数据采集系统,也就是模拟量输入系统,它就像是咱们的眼睛,时刻盯着电力系统的电流、电压这些参数,然后把这些数据转换成数字信号,传给大脑——也就是微机主系统。
这微机主系统里头啊,有微处理器、存储器、定时器这些家伙,它们就像是咱们的大脑,负责分析处理这些数据,判断电力系统是否正常运行。
还有开关量输入输出电路,它就像是咱们的手脚,能根据大脑的判断,执行相应的动作,比如跳闸或者发出警告信号。
这人机接口啊,就像是咱们的脸,有显示屏和操作界面,能让咱们跟这微机保护装置进行对话,监控设备状态和配置保护参数。
再来说说这软件吧,微机保护装置里头啊,还有一套完整的软件系统,包括初始化模块、数据采集管理模块、故障检出模块、故障计算模块、自检模块等等。
这些模块就像是咱们身体的各个器官,各司其职,共同维护着电力系统的安全稳定运行。
要说这微机保护装置啊,它可真是够忙的,时刻都在盯着电力系统的运行状态,一旦发现异常,就得立马采取措施。
比如啊,它有个电流速断保护功能,要是哪一相的电流超过了设定的整定值,并且达到了整定延时,它就会立马跳闸,切断故障回路。
还有定时限过流保护、反时限过电流保护、过负荷保护、零序过流/过压保护、失压保护等等,这些保护功能啊,就像是咱们身体的各种防御机制,时刻保护着咱们电力系统的安全。
微机保护装置的原理1.测量采集:微机保护装置首先需要采集电力系统中的各种电气量,如电流、电压、功率等。
通过安装在各种电气设备上的传感器,可以将这些电气量转换为相应的模拟信号。
然后,使用模数转换器将模拟量转换为数字量,供后续处理使用。
2.信号处理:通过采集到的数字量,微机保护装置可以进行信号处理,包括滤波、采样、定标等。
其中滤波是为了滤除噪声和干扰,使得信号更为稳定;采样是为了采集到足够的离散的数据点,以便于后续计算和分析;定标是为了将数字量转换为实际的物理量,以便更好地理解和处理。
3.故障检测:在信号处理之后,微机保护装置通过各种算法和模型进行故障检测。
这些算法和模型是基于电力系统的工作原理和特性进行建立的,可以通过对输入信号的分析和比较来判断系统是否存在故障情况。
例如,可以通过电流和电压的幅值、相位、频率等信息来判断电力设备是否过载、短路等。
4.故障定位:一旦微机保护装置检测到电力系统中存在故障,它可以通过进一步的信号处理和分析来进行故障的定位。
根据电力设备的具体结构和布置,可以通过测量到的电气量和设备的参数计算出故障点的位置,以指导后续的处理和维修。
5.保护动作:最后,当微机保护装置确认存在故障并确定故障位置之后,它会采取相应的保护动作以保护电力设备的安全运行。
这些保护动作通常包括断开故障电路、切除故障负荷和发送报警信号等。
同时,微机保护装置还会记录故障发生的时间、位置和原因等信息,以供后续的故障分析和预防。
总之,微机保护装置通过采集、处理、分析电力系统中的各种电气量来检测故障,定位故障,并最终采取适当的措施以保护电力设备的安全运行。
通过软件算法和模型的支持,微机保护装置能够快速、准确地响应电力系统中的异常情况,并对其进行及时控制和保护。
微机保护原理继电保护工作基本知识第一节电流互感器电流互感器(CT)是电力系统中很重要的电力元件,作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用,本局所用电流互感器二次额定电流均为5A,也就是铭牌上标注为100/5,200/5等,表示一次侧如果有100A或者200A电流,转换到二次侧电流就是5A。
电流互感器在二次侧必须有一点接地,目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。
同时,电流互感器也只能有一点接地,如果有两点接地,电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。
如图1.1,由于潜电流IX的存在,所以流入保护装置的电流IY≠I,当取消多点接地后IX=0,则IY=I。
在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接地。
但是,如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地,有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。
所以对于差动保护,规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。
电流互感器实验1、极性实验功率方向保护及距离保护,高频方向保护等装置对电流方向有严格要求,所以CT必2、变比实验须做极性试验,以保证二次回路能以CT的减极性方式接线,从而一次电流与二次电流的方向能够一致,规定电流的方向以母线流向线路为正方向,在CT本体上标注有L1、L2,接线盒桩头标注有K1、K2,试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2,用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。
线路CT本体的L1端一般安装在母线侧,母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。
接线时要检查L1安装的方向,如果不是按照上面一般情况下安装,二次回路就要按交换头尾的方式接线。
CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧,所以必须做变比试验,试验时的标准CT是一穿心CT,其变比为(600/N)/5,N为升流器穿心次数,如果穿一次,为600/5。
对于二次是多绕组的CT,有时测得的二次电流误差较大,是因为其他二次回路开路,是CT磁通饱和,大部分一次电流转化为励磁涌流,此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。
微机保护原理微机是现代社会中不可或缺的一部分,它们广泛应用于各个领域,包括工业控制、通信、交通、金融等。
然而,微机在运行过程中会受到各种各样的干扰和破坏,因此,保护微机的安全和稳定运行就显得尤为重要。
本文将介绍微机保护的原理和方法。
首先,微机保护的原理是保证微机在正常运行时不受到外部干扰和破坏,同时在遇到故障时能够及时做出反应,保护自身和周边设备的安全。
微机保护的原理主要包括过电压保护、过电流保护、过温保护和短路保护等方面。
过电压保护是指当微机受到电压超过额定值时能够及时切断电源,防止微机损坏。
过电流保护则是在微机受到过大电流冲击时能够快速切断电源,避免损坏。
过温保护是指在微机温度过高时能够自动停止运行,以免造成损坏。
而短路保护则是在微机发生短路时能够迅速切断电源,防止火灾等事故发生。
为了实现微机保护的原理,我们可以采取一系列措施。
首先是安装过压保护器和过流保护器,它们可以在电压或电流超过额定值时迅速切断电源。
其次是安装温度传感器和热敏电阻,当温度超过安全范围时能够自动切断电源。
此外,还可以采用软件保护措施,比如设置软件监测程序,及时发现微机故障并做出相应的保护措施。
除了以上的保护原理和方法外,我们还需要定期对微机进行维护和检测,及时发现问题并进行修复。
同时,要加强对微机使用人员的培训,提高他们的安全意识,避免因误操作导致微机损坏。
此外,还要加强对微机的管理,确保其正常运行,及时更新硬件和软件,提高微机的抗干扰能力。
总之,微机保护原理是保证微机在正常运行时不受到外部干扰和破坏,同时在遇到故障时能够及时做出反应,保护自身和周边设备的安全。
实现微机保护的原理需要我们采取一系列的措施,包括安装过压保护器和过流保护器、温度传感器和热敏电阻等硬件设备,以及加强对微机的维护和管理。
只有这样,我们才能保证微机的安全和稳定运行,为各个领域的发展提供可靠的技术支持。
一、微机继电保护装置的特点1.可靠性高微机保护的软件设计,考虑到电力系统中各种复杂的故障,具有很强的综合分析和判断能力,几乎就是一个专家智能系统。
而常规保护装置,由于是各种器件组成的,不可能做得很复杂,否则硬件越多,越复杂,本身出故障的概率就越大,可靠性当然就降低了。
另外微机保护装置的自检与巡检功能也大大提高了其可靠性。
2.动作正确率高鉴于计算机软件计算的实时性特点,微机保护装置能保证在任何时刻均不断迅速地采样计算,反复准确地校核。
在电力系统发生故障的暂态时期内,就能正确判断故障,如果故障发生了变化或进一步发展也能及时做出判断和自纠。
如在保护延时动作或重合间延时的过程中都能监视系统故障的变化,因此微机保护的动作正确率很高,运行实践已证明了这点。
3.易于获得各种附加功能由于计算机软件的特点,使得微机保护可以做到硬件和软件资源共享,在不增加任何硬件的情况下,只需增加一些软件就可以获得各种附加功能。
例如在微机保护装置中,可以很方便地附加了低周减载和自动重合闸等自动装置的功能。
4.保护性能容易得到改善由于计算机软件可方便改写的特点,保护的性能可以通过研究许多新的保护原理来得到改善。
而且许多现代新原理的算法,在常规保护中是很难或根本不可能用硬件来实现的。
5.使用灵活、方便目前微机保护装置的人机界面做得越来越好,也越来越简单方便。
例如汉化界面、微机保护的查询、整定更改及运行方式变化等等都十分灵活方便,受到现场继电保护工作入员的普遍欢迎。
6.具有远方监控特性微机保护装置都具有串行通信功能,与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控的特点并将微机保护纳入变电所综合自动化系统。
三、微机保护的学习方法微机保护专业基础是单片微机原理和电力系统继电保护原理,显然要学好微机保护就得掌握一定的单片微机原理和电力系统继电保护原理。
对于专业入员的培训学习,目前主要的困难还在于单片微机的基本知识。
为了提高培训学习的效率,对于单片微机原理应该抓住单片微机的实质,而不应以单片微机电路的细节为主,要防止钻进去而跳不出来,在具体细节上纠缠不清的现象。
微机继电保护原理1.数据采集:微机继电保护通过连接电流互感器和电压互感器对电力系统的电流和电压进行采集,将采集到的数据转换为电压或电流信号输入到微处理器中进行分析。
2.信号处理:微机继电保护通过模拟电路将采集到的电压和电流信号进行放大、滤波和线性化处理,保证信号的精度和稳定性,并将处理后的信号送入A/D转换器中进行数字化处理。
3.数字化处理:微机继电保护中的微处理器通过A/D转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号,以便进行后续的数字处理和判断。
4.过电流保护:微机继电保护根据电流信号的大小判断系统是否存在过电流现象。
当电流超过设定的保护值时,微机继电保护会发出指令关闭相应的断路器,以保护电力系统的安全运行。
5.过压保护:微机继电保护通过分析电压信号的大小判断系统是否存在过压现象。
当电压超过设定的保护值时,微机继电保护会通过控制指令断开电力系统的电源,以避免设备损坏或火灾等安全隐患。
6.欠压保护:微机继电保护根据电压信号的大小判断系统是否存在欠压现象。
当电压低于设定的保护值时,微机继电保护会发出指令关闭相应的电力设备,以防止设备受损或引起电路故障。
7.过负荷保护:微机继电保护通过分析电流信号的大小和持续时间来判断系统是否存在过负荷现象。
当电流超过设定的保护值并持续一定时间时,微机继电保护会发出指令关闭相应的设备,以防止设备受损或引起火灾等安全事故。
8.故障记录:微机继电保护具有故障记录功能,可以记录系统出现的故障信息,如过流记录、过压记录、欠压记录等,以便维护人员进行故障分析和故障排查。
总之,微机继电保护利用微处理器技术进行数据采集、处理和判断,通过对电流和电压信号的分析,判断系统是否存在过电流、过压、欠压、过负荷等异常情况,并通过发出控制指令来保护电力系统的安全运行。
同时,微机继电保护具有故障记录功能,方便维护人员进行故障分析和处理。
一、实验目的1. 熟悉微机保护的基本原理和组成;2. 掌握微机保护测试方法及步骤;3. 学会使用微机保护测试仪进行实验操作;4. 培养实际操作能力,提高对电力系统保护的认知。
二、实验原理微机保护是一种基于微处理器的继电保护装置,它将电力系统的各种信息(如电流、电压、频率等)进行采集、处理、判断,然后根据预设的保护逻辑进行动作,实现对电力系统的保护。
微机保护具有可靠性高、速度快、功能强等特点。
三、实验仪器1. 微机保护测试仪;2. 电流互感器;3. 电压互感器;4. 信号发生器;5. 继电保护装置;6. 交流电源。
四、实验步骤1. 熟悉微机保护测试仪的操作界面和功能;2. 连接实验仪器,包括电流互感器、电压互感器、信号发生器、继电保护装置等;3. 根据实验要求设置微机保护测试仪的各项参数;4. 进行实验,观察微机保护的动作情况;5. 记录实验数据,分析实验结果;6. 撰写实验报告。
五、实验内容及结果1. 实验一:微机保护动作特性测试(1)实验目的:测试微机保护的灵敏度、动作时间和返回时间等特性。
(2)实验步骤:a. 设置微机保护测试仪的电流、电压等参数;b. 输入故障信号,观察微机保护的动作情况;c. 记录微机保护的灵敏度、动作时间和返回时间等数据。
(3)实验结果:微机保护的灵敏度:0.1A;动作时间:10ms;返回时间:5ms。
2. 实验二:微机保护故障录波测试(1)实验目的:测试微机保护的故障录波功能。
(2)实验步骤:a. 设置微机保护测试仪的故障录波参数;b. 输入故障信号,观察微机保护的故障录波情况;c. 记录故障录波数据。
(3)实验结果:微机保护成功录波故障波形,波形清晰。
3. 实验三:微机保护通信功能测试(1)实验目的:测试微机保护的通信功能。
(2)实验步骤:a. 设置微机保护测试仪的通信参数;b. 通过通信接口与上位机进行通信;c. 观察通信数据传输情况。
(3)实验结果:微机保护与上位机通信成功,数据传输稳定。
微机综合保护原理微机综合保护原理是指在微机控制系统中,通过采取多种措施对系统进行保护的原理。
这种保护是为了防止外界干扰、操作失误、故障等因素对系统正常运行和数据安全产生影响。
微机综合保护原理主要包括硬件保护和软件保护两个方面。
硬件保护主要是通过硬件电路来实现的。
常用的硬件保护措施包括过电流保护、过压保护、过温保护等。
过电流保护是为了防止电流超过设定值而对电路造成损坏。
一般采用熔丝、电流保险丝等方式来实现过电流保护。
过压保护是为了防止电压超过设定值而对电路造成损坏。
一般采用过压保护器、瞬变电压抑制器等方式来实现过压保护。
过温保护是为了防止温度超过设定值而对电路造成损坏。
一般采用温度传感器、风扇等方式来实现过温保护。
软件保护主要是通过软件编程来实现的。
常用的软件保护措施包括系统自检、错误处理、恢复机制等。
系统自检是指在系统启动过程中对关键参数进行检测和验证,以确保系统的正常运行。
例如,检测CPU、内存、硬盘等是否正常工作,检测系统的硬件和软件配置是否与预期一致等。
错误处理是指在系统运行过程中,对可能出现的错误进行处理。
例如,对于输入数据错误、传感器异常、通信中断等情况,系统可以进行相应的处理,包括报警、自动纠错、数据重发等操作。
恢复机制是指在系统发生故障时,通过自动恢复措施使系统尽快恢复正常工作状态。
例如,系统可以自动重启、切换到备用系统、恢复最近的工作状态等。
此外,微机综合保护原理还包括网络安全防护。
网络安全防护涉及到对系统进行防火墙、入侵检测、数据加密等方面的保护措施,以确保系统的安全。
总的来说,微机综合保护原理通过硬件和软件两个方面的措施,保护系统免受外界干扰和故障的影响,确保系统的正常运行和数据的安全。
这是现代微机控制系统不可或缺的重要部分,也是保证系统稳定性和可靠性的基础。
微型机继电保护原理微型机继电保护原理是指通过微型计算机控制和调度继电器,以实现对电力系统的保护和控制。
微型机继电保护原理主要包括三个方面:信号采集与处理、保护判断与动作、故障信息传输与显示。
信号采集与处理:微型机继电保护系统通过各种传感器和测量装置对电力系统中的电压、电流、频率、功率等参数进行实时采集。
这些信号经过滤波、放大和AD转换,然后进入微型计算机,进行数字信号处理。
该处理过程中,计算机对信号进行滤波、平滑、补偿等处理,得到稳定、精确的系统运行参数数据。
保护判断与动作:微型计算机通过运行保护算法,根据电力系统的运行参数数据,进行故障检测与判断。
传统的继电保护设备需要多个继电器组合实现不同保护功能,而微型机继电保护系统中,所有的保护功能都由微型计算机软件完成,无需额外的硬件设备。
根据预设的保护条件和动作逻辑,微型机继电保护系统实现对不同类型的故障进行准确判断,并完成相应的保护动作。
保护动作主要包括断开故障电路、切除故障设备、调整互感器、电动机等。
故障信息传输与显示:当发生故障时,微型机继电保护系统会将故障信息存储在内部存储器中,并通过通信接口与上位计算机或监控系统进行数据传输和共享。
同时,系统会进行故障信息的显示,如LED显示屏、数码管等。
这样可以实现对故障信息的实时监测和分析,以及对系统状态的远程控制。
微型机继电保护系统的实现离不开先进的硬件技术和高效的软件算法。
硬件方面,需要设计高精度采样电路、稳定的信号放大器、高速的AD转换器等;软件方面,需要编写完善的保护算法,进行逻辑控制和状态判断,确保系统能够准确、可靠地进行保护和控制操作。
微型机继电保护系统具有多种优点。
首先,相比传统的继电保护设备,微型机继电保护系统结构简单,占用空间小,安装方便。
其次,使用微型计算机进行信号处理和保护判断,可以实现对多个保护功能的集成和自动切换,提高了系统的智能化程度和可靠性。
再次,微型机继电保护系统通过与上位计算机和监控系统的通信,实现了故障信息的共享和远程控制,提高了系统的可管理性和维护性。
微机继电保护原理
微机继电保护原理是基于微处理器控制的电气保护装置,其作用是保护电力系统设备和电路免受过载、短路、接地故障等电气故障的损害。
微机继电保护原理主要包括以下几个方面:
1. 数据采集和处理:微机继电保护通过传感器采集电气量如电流、电压、功率等的实时数据,然后通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号,进一步通过采样和计算等处理手段得到电气量的准确数值。
2. 故障识别和判别:基于采集的数据,微机继电保护通过一系列算法和比较判断手段,识别出电气故障的类型和位置,如过载、短路等,并判别故障是否需要断开电路以保护设备。
3. 控制和动作:一旦识别出电气故障,微机继电保护便会向断路器或其他保护设备发送控制信号,触发其动作来切断故障电路。
同时,微机继电保护会生成警报信号,向操作人员发出故障报警。
4. 通信与监控:为了实现对电力系统的远程监控和管理,微机继电保护通常与其他设备进行通信,如与上位计算机、SCADA系统等进行数据交互,向操作人员提供实时信息和动作记录。
总的来说,微机继电保护通过数据采集、故障识别、控制动作和通信监控等方式实现对电力系统的准确保护和管理,提高了
电气故障的检测速度和准确性,从而有效增强了电力系统的可靠性和安全性。
微机保护工作原理
微机保护工作原理是通过监测微机系统内部的各种状态和外部环境的变化,并采取相应的措施来保护微机系统免受损害或故障。
具体的工作原理如下:
1. 温度保护:微机系统内部的温度过高容易导致电子元件的老化和损坏,因此需要通过温度传感器监测温度的变化,并在温度超过一定阈值时采取降低运行速度、增加风扇转速或自动关机等措施来降低温度。
2. 电压保护:微机系统对于电压的要求比较严格,过高或过低的电压都可能导致电子元件的损坏。
为了保护微机系统,通常会使用各种稳压电路和过压保护电路来稳定输入电压,并在电压异常时通过自动断电或发送报警信号等方式来保护微机系统。
3. 电流保护:微机系统中电流的过载会导致电子元件的过热和损坏,因此需要使用过流保护电路来监测电流的变化,并在电流超过一定阈值时采取相应的措施,如自动断电或降低负载等。
4. 过载保护:微机系统中的各个组件和外设都有其工作范围,超过该范围可能导致系统运行不稳定或故障。
为了保护微机系统,通常会使用过载保护电路来监测各个组件和外设的工作状态,并在超过规定范围时采取相应的措施来保护微机系统。
5. 过频保护:微机系统的工作频率也有一定的范围,超过该频率可能导致电子元件的损坏。
为了保护微机系统,通常会使用过频保护电路来监测系统的工作频率,并在超过规定范围时采
取相应的措施,如自动降低频率或断电等。
总之,微机保护工作原理是通过监测微机系统内部的各种状态和外部环境的变化,并采取相应的措施来保护微机系统免受损害或故障,从而提高系统的稳定性和可靠性。
绪论一、微机保护的发展历史微机保护的发展大体经历了三个阶段:1、理论研究阶段主要是采样技术;数字虑波及各种算法的研究。
2、试验室研究阶段主要是微机保护硬件、软件的研究,并制成样机3、工业化应用阶段20世纪70年代末,80年代初,微机保护在电力系统中得到应用,并且发展十分迅速。
1984年华北电力学院研制的一套微机距离保护通过鉴定。
87年投入批量生产。
以后,微机保护发展迅速,90 年华北电力学院研制的WXB—11投入运行。
现在微机保护已得到广泛应用。
二、我国微机保护的发展概况第一代产品为1984年华北电力学院研制的微机距离保护MDP-1型。
其特点是:采用单CPU及多路转换的ADC模数转换模式。
第二代产品为华北电力学院北京研究生部研制的WXB-11型和WXH-11。
其特点是:采用多CPU并行工作,总线不引出插件,模数转换采用VFC方式。
第三代产品为北京哈德威四方保护与控制设备公司和华北电力大学联合研制生产的CS系列产品。
其特点是:采用不扩展的单片机,总线不引出芯片及先进的网络通信技术。
三、微机保护的特点1、维护调试方便。
2、可靠性高3、动作准确率高4、易于获得附加的功能5、保护性能容易得到改善6、使用灵活、方便7、具有远方监控特性第一章微机保护装置的硬件原理§1—1微机保护装置的硬件结构传统的继电保护装置,都是反应模拟量的保护,保护的功能完全由硬件完成。
微机保护不仅有实现保护功能的硬件,而且必须有实现保护和管理功能的软件。
即:程序。
一、微机保护的硬件主要由四个部分组成:图1-1示(1)数据采集系统;(2)微型机部分;(3)开关量输入、输出接口部分;(4)电源。
1、数据采集系统:将模拟信号变换成数字信号的系统数据采集系统的任务:将模拟信号变换成数字信号。
采样——在给定的时刻对参数量进行测量记录。
模拟信号——随时间作连续变化的信号。
数字信号——如果信号的定义域是一些离散的点,则称这种信号为离散信号。
实验三10kV线路微机保护设计一、实验项目名称10k线路微机保护设计二、实验目的1.了解10kV线路微机保护的原理。
2.了解10kV线路微机保护的交直流回路图、控制回路图、信号回路图等二次展开图、二次接线图。
3.掌握CAD的使用,并基本能熟练绘制基本电气接线图。
三、实验基本原理3.1 10kV线路微机保护原理本实验采用南瑞RCS-9611线路保护装置。
该装置具有过流保护、零序保护、低周保护、重合闸保护功能。
3.1.1过流保护保护测控装置RC5-9611C适合于110KV以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的线路保护及测控装置,并且其额定电流参数如下:♦直流电压:220KV,110KV;交流电压:57.7V(相),100V(线)。
♦交流电流:5A,1A;频率:50Hz。
♦功率:交流电压<0.5V A/相;交流电流:<1.0KV/相(I n=5A);直流:♦正常<15W,跳闸<25W。
RCS-9611本装置设三段过流保护,各段有独立的电流定值和时间定值以及控制字。
各段可独立选择是否经复压(负序电压和低电压)闭锁、是否经方向闭锁。
方向元件的灵敏角为45 度,采用90 度接线方式。
方向元件和电流元件接成按相启动方式。
方向元件带有记忆功能,可消除近处三相短路时方向元件的死区。
在母线PT 断线时可通过控制字“PT 断线退电流保护”选择此时是退出该段电流保护的复压闭锁和方向闭锁以变成纯过流保护,还是将该电流保护直接退出。
此处所指的“电流保护”是指那些投了复压闭锁或者方向闭锁的电流保护段。
既没有投复压闭锁也没有投方向闭锁的电流保护段不受此控制字影响。
过流Ⅰ段和过流Ⅱ段固定为定时限保护;过流Ⅲ段可以经控制字选择是定时限还是反时限,反时限特性沿用国际电工委员会(IEC255-4)和英国标准规范(BS142.1996)的规定,采用下列三个标准特性方程以供选择。
3.1.2 零序保护(接地保护)当装置用于不接地或小电流接地系统,接地故障时的零序电流很小时,可以用接地试跳的功能来隔离故障。
微机保护装置的原理1.信号采集与处理:微机保护装置通过各种传感器采集电力系统中的电流、电压、功率、频率等参数,并将这些原始信号转换为数字信号。
经过滤波、去噪和放大等处理后,这些数字信号送入微机保护装置内部的ADC(模数转换器)进行模数转换。
2.数字信号处理:转换成数字信号后,微机保护装置对这些信号进行处理和分析,通过一系列的算法和数学模型,计算出电流、电压等参数的实时值、相位差、频率等信息。
同时,还可以进行电能质量分析,检测电力系统中的谐波、闪变、暂态过电压等问题。
3.保护逻辑计算:微机保护装置内部存储了一套完备的保护逻辑,根据电力系统的运行状态和预设的保护设定值,对电压、电流等参数进行判别和比较,以确定电力系统中是否存在故障、短路、过电流等异常情况。
根据计算得到的保护动作指令,可实现对断路器、隔离开关等开关设备的控制。
4.通信与联锁:微机保护装置可以与其他外部装置进行通信,如上位机、配电自动化系统等。
通过通信接口,微机保护装置可发送和接收信息,实现与其他设备之间的数据交互。
同时,还可以与其他保护装置进行联锁,提高保护装置之间的协调性和互动性。
5.人机界面:微机保护装置通常配备了人机界面,如触摸屏、键盘等,用于操作和设置保护装置的参数。
通过人机界面,操作人员可以监视电力系统的运行状态、检查故障信息,并进行相应的操作和设置,例如设定保护界值、重置保护动作等。
6.数据存储与分析:微机保护装置内部存储了大量的采集数据,包括电力系统的运行状态、故障信息和保护历史记录等。
这些数据可以通过内部存储器进行存储和管理,并可通过上位机软件进行分析和演示,帮助运维人员分析电力系统的故障特性,并进行故障诊断和故障处理。
总之,微机保护装置通过信号采集与处理、数字信号处理、保护逻辑计算、通信与联锁、人机界面和数据存储与分析等多个环节,实现对电力系统的保护和控制功能。
通过微机技术的应用,提高了电力系统保护的智能化、自动化和可靠性,为电力系统的安全运行提供了重要保障。
微机保护原理
微机保护原理是通过一系列的硬件和软件措施来确保计算机系统的安全和稳定运行。
微机保护原理的核心目标是防止计算机系统受到恶意软件、硬件故障、不当操作或未经授权的访问所引起的损害。
在硬件方面,微机保护原理主要包括以下几个方面:
1. 电源稳定性保护:通过电源管理单元(PMU)监控和控制
系统的供电电压和电流,确保供电稳定,避免电压波动和过电流对系统组件的损害。
2. 温度保护:通过传感器监测系统内的温度,当温度超过预设的安全范围时,会触发保护机制,例如自动降频、自动关机等,以避免过热引起硬件故障。
3. 过压保护:当外部电压超过允许范围时,系统会通过电路设计中的稳压器、过压保护管等部件来保护系统不受损害。
4. 过流保护:通过设计合理的电源线路和电流保护装置,当电流超过设定值时,会自动切断电源,以防止过流引起电子元件的损坏。
在软件方面,微机保护原理主要包括以下几个方面:
1. 防病毒和间谍软件:通过安装有效的杀毒软件和防火墙,对计算机进行实时监测和防护,及时发现和清除潜在的恶意软件。
2. 系统更新和补丁安装:定期更新操作系统和软件的补丁程序,修复已知的漏洞和安全问题,以提高系统的安全性。
3. 数据备份和恢复:定期备份关键数据和系统设置,并制定恢复计划和流程,以防止意外数据丢失或系统故障。
4. 访问控制和密码保护:通过严格的用户权限管理、访问控制策略和密码强度要求,限制未授权用户的访问和保护系统的安全性。
通过综合应用硬件和软件的保护措施,微机保护原理可以有效地提高计算机系统在安全和稳定性方面的性能,保护用户的数据和系统免受损害。
输电线路的电流、电压微机保护(一)目的1.学习电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值的调整方法。
2.研究电力系统中运行方式变化对保护的影响。
3.了解电磁式保护与微机型保护的区别。
4.熟悉三相一次重合闸与保护配合方式的特点。
(二)原理关于三段式电流保护和电流电压联锁保护的基本原理可参考第三章有关内容,以下着重介绍本试验台关于微机保护的原理。
1.微机保护的硬件微型机保护系统的硬件一般包括以下三大部分。
(1)模拟量输入系统(或称数据采集系统)。
包括电压的形成,模拟滤波,多路转换(MPX)以及模数转换(A/D)等功能块,完成将模拟输入量准确的转换为所需要的数字量的任务。
(2)CPU主系统。
包括微处理器(80C196KC),只读存储器(EPROM),随机存取存储器(RAM)以及定时器等。
CPU执行存放在EPROM中的程序,对由数据采集系统输入至RAM的原始数据进行分析处理,以完成各种继电保护的功能。
(3)开关量(或数字量)输入/输出系统。
由若干并行接口适配器(PIO),光电隔离器件及有触点的中间继电器组成,以完成各种保护的出口跳闸,信号报警,外部接点输入及人机对话等功能。
微机保护的典型结构图5-1所示。
PT交流接口模拟滤波CT多路转换开关A/D8255 PIO 光电隔离出口80C196 KCERROME2PROM RMACPU系统电压形成交流接口模拟滤波电压形成图5-1 微机保护典型硬件结构图2.数据采集系统微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器﹑电压互感器或其他变换器上获取的有关信息,但这些互感器的二次数值﹑输出范围对典型的微机电路却不适用,故需要变换处理。
在微机保护中通常要求模拟输入的交流信号为±5V电压信号,因此一般采用中间变换器来实现变换。
交流电流的变换一般采用电流中间变换器并在其二次侧并电阻以取得所需要的电压的方式。
对微机保护系统来说,在故障初瞬电压、电流中可能含有相当高的频率分量(例如2KHZ以上),而目前大多数的微机保护原理都是反映工频量的,为此可以在采样前用一个低通模拟滤波器(ALF)将高频分量滤掉。
输电线路的电流、电压微机保护(一)目的1.学习电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值的调整方法。
2.研究电力系统中运行方式变化对保护的影响。
3.了解电磁式保护与微机型保护的区别。
4.熟悉三相一次重合闸与保护配合方式的特点。
(二)原理关于三段式电流保护和电流电压联锁保护的基本原理可参考第三章有关内容,以下着重介绍本试验台关于微机保护的原理。
1.微机保护的硬件微型机保护系统的硬件一般包括以下三大部分。
(1)模拟量输入系统(或称数据采集系统)。
包括电压的形成,模拟滤波,多路转换(MPX)以及模数转换(A/D)等功能块,完成将模拟输入量准确的转换为所需要的数字量的任务。
(2)CPU主系统。
包括微处理器(80C196KC),只读存储器(EPROM),随机存取存储器(RAM)以及定时器等。
CPU执行存放在EPROM中的程序,对由数据采集系统输入至RAM的原始数据进行分析处理,以完成各种继电保护的功能。
(3)开关量(或数字量)输入/输出系统。
由若干并行接口适配器(PIO),光电隔离器件及有触点的中间继电器组成,以完成各种保护的出口跳闸,信号报警,外部接点输入及人机对话等功能。
微机保护的典型结构图5-1所示。
图5-1 微机保护典型硬件结构图2.数据采集系统微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器﹑电压互感器或其他变换器上获取的有关信息,但这些互感器的二次数值﹑输出范围对典型的微机电路却不适用,故需要变换处理。
在微机保护中通常要求模拟输入的交流信号为±5V 电压信号,因此一般采用中间变换器来实现变换。
交流电流的变换一般采用电流中间变换器并在其二次侧并电阻以取得所需要的电压的方式。
对微机保护系统来说,在故障初瞬电压、电流中可能含有相当高的频率分量(例如2KHZ 以上),而目前大多数的微机保护原理都是反映工频量的,为此可以在采样前用一个低通模拟滤波器(ALF )将高频分量滤掉。
对于反映两个量以上的继电器保护装置都要求对各个模拟量同时采样,以准确的获得各个量之间的相位关系,因而对每个模拟量设置一套电压形成。
但由于模数转换器价格昂贵,通常不是每个模拟量通道设一个A/D ,而是公用一个,中间经模拟转换开关(MPX )切换轮流由公用的A/D 转换成数字量输入给微机。
模数转换器(A/D 转换器或称ADC )。
由于计算机只能对数字量进行运算,而电力系统中的电流。
电压信号均为模拟量,因此必须采用模数转换器将连续的模拟量变为离散的数字量。
模数转换器可以认为是一编码电路。
它将输入的模拟量UA 相当于模拟参考量UR 经一编码电路转换成数字量D 输出。
3.输入输出回路(1)开关量输出回路 开关量输出主要包括保护的跳闸以及本地和中央信号等。
一般都采用并行的输出口来控制有触点继电器(干簧或密封小中间继电器)的方法,但为了提高抗干扰能力,也经过一级光电隔离,如图5-2所示。
(2)定值输入回路对于某些保护装置,如果需要整定的项目很有限,则可以在装置面板上设置定值插销或拨轮开关,将整定值的数码的每一位象接点那样输入。
对于比较复杂的保护装置,如果需要整定的项目很多时,可以将定值由面板上的键盘输入,并在装置内设置固化电路,将输入定值固化在E 2PROM 中。
本装置采用键盘输入方式设置定值,整定方法详见附录二中的有关使用说明。
4.CPU 系统选择什么级别的CPU 才能满足微机保护的需求,关键的问题是速度。
也就是-E图5-2 装置开关量输出回路接线图说,CPU能否在两个相邻采样间隔内完成必须完成的工作。
本微机保护采用美国INTEL公司高档16位微处理器80C 196KC作为中央处理器。
在80C 196KC的内部集成了8路10位单极性A/D﹑6通道高速输出(HSO)和2通道高速输入(HIS)﹑4通道16位定时器﹑全双工串行通讯接口﹑多路并行I/O口﹑512字节片内寄存器等,集成度高﹑功能强大,极其利于构成各种高性能控制器。
5.微机保护的软件在DJZ-Ⅲ实验保护台中,微机保护装有无时限速断电流保护,带时限电流速断保护,定时限过电流保护以及电流电压联锁速断保护。
在DJZ-Ⅲ变压器微机试验台中,装有变压器差动保护和变压器速切保护两种。
保护的软件是根据常规保护的原理,结合微机计算机的特点来设计的,具有以下几个功能:(1)正常运行时,装置可以测量电流(电压),起到类似电流、电压表的作用,同时还起到监视装置是否正常工作的作用。
(2)被保护元件(变压器及线路)故障时,它能正确地区分保护区内、外故障,并能有效地躲开励磁涌流的影响。
(3)它具有较完善的自检功能,对装置本身的元件损坏及时发出信号。
(4)有软件自恢复的功能。
电流电压保护软件基本框图如图5-3所示。
(三)实验内容电流、电压微机保护实验内容与第三章的实验内容近似,可参考。
下面列出微机保护实验的有关内容。
1.三段式电流微机保护实验1)电流速断保护灵敏度检查实验A相负载B相负载C相负载(1)DJZ-III试验台的常规继电器和微机保护装置都没有接入电流互感器TA回路,在实验之前应该接好线才能进行试验,实验用一次系统图参阅图3-1,实验原理接线图如图5-4所示。
按原理图完成接线,同时将变压器原方CT的二次侧短接。
(2)将模拟线路电阻滑动头移动到0Ω处。
(3)运行方式选择,置为“最小”处。
(4)合上三相电源开关,直流电源开关,变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM,调节调压器输出,使台上电压表指示从0V慢慢升到100V为止,注意此时的电压应为变压器二次侧电压,其值为100V。
(5)合上微机装置电源开关,根据第三章中三段式电流整定值的计算和附录二中所介绍的微机保护箱的使用方法,设置有关的整定,同时将微机保护的I 段(速断)投入,将微机保护的II、III段(过流、过负荷)退出。
(6)此时A相、B相、C相负载灯全亮。
(7)因用微机保护,则需将LP1接通(微机出口连接片投入)。
(8)任意选择两相短路,如果选择AB相,合上AB相短路模似开关。
(9)合上故障模拟断路器3KM,模拟系统发生两相短路故障,此时负荷灯部分熄灭,台上电流表读数大于保护整定值,故应由保护动作跳开模拟断路器,从而实现保护功能。
将动作情况和故障时电流测量幅值记录于表5-1中。
表5-1 电流速断保护灵敏度检查实验数据记录表(10)断开故障模拟断路器,当微机保护动作时,需按微机保护箱上的“信号复位”按钮,重新合上模拟断路器,负载灯全亮,即恢复模拟系统无故障运行状态。
(11)按表5-1中给定的电阻值移动短路电阻的滑动接头,重复步骤(9)和(10)直到不能使I段保护动作,再减小一点模拟线路电阻,若故障时保护还能动作,记录此时的短路电流和滑线变阻器的阻值,记入表5-1中(1代表保护动作,0代表保护不动作)。
(12)改变系统运行方式,分别置于“最大”、“正常”运行方式,重复步骤(6)至(11),记录实验数据填入表5-1中。
(13)分别改变短路形式为BC相和CA相,重复步骤(6)至(12)。
(14)实验结束后,将调压器输出调回零,断开各种短路模拟开关,断开模拟断路器,最后断开所有实验电源开关。
2)带时限电流速断保护灵敏度检查实验实验步骤与实验1)完全相同,只是将微机保护的I、III段退出,只将II 段投入,同时为减少实验次数,可将短路电阻初始位置设为5Ω处。
关于III段(过负荷)保护范围的检查,请参考以上实验步骤,自己设计实验,这里不赘述,此外三相短路实验对三段式电流保护范围的检查步骤同上,这里也不重复,请大家自行设计。
3)过电流保护范围检验实验步骤参考以上实验。
4)三相短路时三段式保护各段范围检查步骤参考以上实验。
5)同站间保护配合实验为了观察同站间微机保护的配合,根据本试验台的硬件设置情况,必须断开所有微机保护的出口分闸回路,改用常规过电流保护分开故障线路的摸拟断路器。
(1)常规保护按完全星形两段式接线图接好(只需使用常规过电流保护,且整定时间稍大于微机保护III段动作时间)。
同站保护配合实验原理接线图如图5-5所示:图5-5 同站间保护配合实验原理接线图(2)把常规保护各元件的整定值按I、III段整定,且时间继电器整定时间要比微机保护III段的整定时间多1~2秒。
(3)合上三相电源开关,直流电源开关。
(4)合上微机装置电源开关,按实验1)中所述方法整定有关整定值,退出低压启动和重合闸功能,将保护I、II、 III段均投入。
(5)将模拟线路电阻滑动头移到5处。
(6)系统运行方式选择,置于“最大”,将微机出口LP1退出,将常规出口LP2投入。
(7)合上模拟断路器。
(8)调节调压器输出,使台上电压表指示从0V慢慢升到100V。
,负载灯全亮。
(9)合上SA、SB、SC短路模拟开关。
(10)合上故障模拟断路器3KM,模拟系统发生三相短路故障。
此时负荷灯全部熄灭,微机I段保护首先动作,显示“Sd-”(为测量的故障电流幅值大小),同时“I段动作”指示灯点亮,因LP1开路会导致模拟断路器不能分断,随后微机II段保护动作,显示“GL-”,同时“II段动作”指示灯点亮,但因本试验台微机保护I、II、III段出口共用LP1,所以此时,模拟断路器仍不能分断,再延时一会就会有微机Ⅲ段保护动作,显示“FH-”,同时“III段动作”指示灯点亮,但因共用一个出口且LP1并没有投入,所以微机保护不能将故障切除。
但因为常规保护III段投入了,且常规保护III段动作时间整定比微机保护III段动作时间稍长,所以常规保护III段将在微机保护III段动作之后动作切除故障(此处加入常规保护III段,是为配合本实验,因微机I、II、III段共用一个出口LP1,将其退出之后,本试验台就没有任何保护,当短路故障发生后,因电流较大,怕故障长时间不能切除而烧损设备,故投入常规保护III段以作后备)。
(11)也可通过查询故障显示画面顺序确定故障发生的先后顺序。
(12)断开故障模拟断路器,按微机保护装置上的“信号复位”按钮,重新合上模拟断路器,即恢复模拟系统的无故障运行。
(13)改变故障短路点和系统运行方式,比较实验现象有何不同。
并记录实验数据于下表:短路电阻/345678短路电流Ⅰ段动作情况100000Ⅱ段动作情况1111110Ⅲ段动作情况111111(14)实验结束后,将调压器输出调回零,断开短路模拟开关,断开模拟断路器,最后断开所有实验电源开关。
注意:为了获得比较理想的实验效果,可以适当延长各段保护时间整定值间的差值大小。
2.电流电压联锁微机保护实验本次实验在最小运行方式下模拟线路30%处三相短路实验。
(1)按图5-4所式原理接线图完成实验接线。
(2)将台面上部的LP1接通(微机出口连接片投入),将LP2断开(常规出口连接片不投入)。
(3)将线路电阻滑动头移动到3Ω处。