牵引变电所微机保护装置两采样积算法的程序设计

牵引变电所微机保护装置抗干扰措施探讨黄雪梅西安铁路局宝鸡供电段【摘要】本文通过对牵引变电所微机保护干扰的来源及危害，探讨在硬件和软件相结合提高微机保护抗干扰能力的措施。

【关键词】牵引变电所电磁干扰一、干扰的来源和危害影响牵引变电所微机保护装置的电磁干扰主要有以下几个方面：〔１〕来自一次系统的干扰，。

〔２〕发生短路事故。

〔３〕来自二次回路本身的干扰二、干扰的危害干扰进入微机保护装置，使得装置不能正常工作，导致控制失灵。

就有可能造成重大的事故，其主要影响表现如下：〔１〕降低数据采集的可靠性。

〔２〕程序运行失常。

〔３〕数据出错。

〔４〕降低控制的灵敏性。

三、微机保护在硬件和软件方面的抗干扰措施微机保护按干扰侵入装置的方式可分为差模干扰和共模干扰。

差模干扰一般对微机保护的干扰不大。

共模干扰则是发生于保护装置电路一点和接地线之间的干扰，是在信号线与地之间传输。

因此，消除微机保护的干扰主要是消除共模干扰。

１．硬件方面抗干扰措施。

１．１屏蔽与隔离：屏蔽是防止电场及磁场干扰的最好手段，装置内数字部件的外壳与模拟部分的外壳均应用铁质材料制成，在电场很强的情况下，应考虑在铁壳内加装铜网衬里。

隔离端子排的任一点与微机部分无电的联系以防止外部浪涌的进入而损坏微机。

隔离措施详见下表：保护装置对外引线的隔离措施端子种类隔离措施交流输入端子电压形成回路中的小变压器隔离，一次和二次线圈有屏蔽层开关量输入端子光电隔离开关量输出端子光电隔离和继电器线圈和接点之间的隔离直流电源端子逆变电源中的高频变压器隔离，线圈有屏蔽层１．２抑制来自电源的干扰。

下面以宝成铁路秦岭变电所通讯管理机电源的干扰为例进行分析，秦岭变电所为双通讯管理机的工作方式。

采用双以太网的配置，一主一备的工作方式。

在同一以太网上的两台通讯管理机和若干需要通讯的保护装置，见下表。

正常运行时，为通讯管理机Ａ机工作，Ｂ机热备，当Ａ机出现故障时，自动切换至Ｂ机工作。

但在实际运行中，经常出现保护动作，__________断路器跳闸后，Ａ机、Ｂ机同时出现死机现象，不能相互切换，造成通信管理机及后台监控用计算机无保护动作的故障报告。

第三章微型机保护算法3-1 概述数字滤波：()snT x()s nTy滤除干扰后的离散数据 算法：()s nT x 或(s nT y 此处，T[.] 分析、运算和判断算法分类：1）()snT x 或()s nT y U 、I 、Z 、P −−−→−定值比较动作 2）无法算出U 、I 、Z 、P 等 ，直接代入方程判断评价算法的标准()⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧运算工作量数据窗长度需要的复数速度精度两个指标是相互矛盾的，提高精度一般要降低速度，应当折衷3-2假定输入为正弦量的算法 假定提供给算法的输入为纯正弦⎩⎨⎧的输出输入信号为数字滤波器输入信号本身纯正弦一、 两点乘积算法以电流为例，设1i 和2i 分别为两个相隔为2π的采样时刻1n 和2n 的采样值，即： ()212πω=-s s T n T n则：()()()II s s II s s I T n I T n i i I T n I T n i i 1012210111cos 22sin 2sin 2sin 2απαωααω=⎪⎭⎫ ⎝⎛++===+== 两式平方后相加，得： 222122212212i i I i i I +=→+=两式相除，得：iix tg 2112=可见，只要知道任意两个相隔2π的正弦量的瞬时值，就可以算出其幅值和相位。

构成距离保护时，需要同时计算出电压和电流的幅值和相位，与电流相似，已知n n 21,时刻的电压采样值，可以算出：uu xu u utgU 211222121=+=所以i i u u IU z 2121||2222++== )()(212111ii uu x xx arctg arctg iu z-=-= 困难之处需要计算反正切函数，将电流电压写成复数形式：)(21sin cos 1211u u x x j ju U U u u +=+=•)(21sin cos 1211i i x x j jI I I I I +=+=•U 2U 1αu 1 U 2 于是jX R j j j j j j j IU Z i i i u i u i u i u i i i ii i u u i iu u +=+-++=-+-+=++==••12)())())((2212211122121212121212(所以i i i u i u i i i u i u X R 12,12221221221122+-=++=R 、X 算出后，可以直接与定值比较，决定是否动作。

综述微机继电保护装置软件设计,并给出数据采集的流程微机继电保护装置软件设计是指利用计算机技术和相应的软件开发工具，对微机继电保护装置进行程序设计，以实现对电力系统的保护和控制功能。

下面将从整体设计流程和数据采集流程两个方面进行详细解释。

1. 整体设计流程：微机继电保护装置软件设计的整体流程包括需求分析、系统设计、编码实现、调试测试和发布五个阶段。

-需求分析：通过与用户和电力系统工程师的沟通与交流，确定微机继电保护装置的功能要求和性能指标。

-系统设计：根据需求分析的结果，设计出软件的整体框架、模块划分和功能流程。

同时确定所需要的算法和数据结构。

-编码实现：根据系统设计阶段的结果，采用编程语言进行具体的软件编码，实现各个功能模块。

-调试测试：对编码实现的软件进行测试和调试，确保软件的正确性和稳定性。

-发布：经过测试验证无误后，将软件进行发布，供用户使用。

2. 数据采集流程：微机继电保护装置需要通过数据采集来获取电力系统的运行状态，以便进行保护和控制。

数据采集流程主要包括数据源选择、数据采样、数据传输和数据处理四个步骤。

-数据源选择：根据电力系统的特点和需要监测的参数，确定数据源的类型和位置。

数据源可以是电流互感器、电压互感器、开关状态等。

-数据采样：对选定的数据源进行采样，以获取电力系统各个参数的实时数值。

采样频率需要根据具体要求进行确定。

-数据传输：将采集到的数据通过通信技术传输到微机继电保护装置。

常用的传输方式包括有线通信和无线通信。

-数据处理：将传输到微机继电保护装置的数据进行处理和分析，提取出电力系统的状态信息。

根据不同的保护算法和控制策略，对数据进行进一步处理，实现相应的保护和控制功能。

以上是对综述微机继电保护装置软件设计和数据采集流程的简要解释，希望对您有所帮助。

牵引变电所保护整定计算建议一 牵引变压器保护整定计算主变额定电流计算： 高压侧：对Y/∆-11、平衡变、SCOTT 型高压侧额定一次电流I eH =S/(3×U H ) 对V/V 和单相变高压侧额定一次电流I eH =S/U H低压侧：对Y/∆-11型低压侧额定一次电流I eL =S/(3×U L ) 对平衡变、SCOTT 型低压侧额定一次电流I eL =S/(2×U L ) 对V/V 和单相变低压侧额定一次电流I eL =S/U L(S ：主变容量；U H ：高压侧额定电压110kV ；U L ：低压侧额定电压27.5kV) 1、差动保护主变高压侧电流互感器接线方式：对Y/∆-11、平衡变流互二次侧均接成∆，故计算装置侧的额定电流要考虑3的接线系数Kjx=3，其他类型流互二次侧均接成Y , 接线系数Kjx=1。

主变低压侧流互二次侧均接成Y 。

高压侧额定一次电流变换至装置I eH ’= I eH ×Kjx/n H低压侧额定一次电流变换至装置I eL ’= I eL /n L 差动保护定值整定如下： 1）、主变类型：按类型选择。

2）、控制字：按要求整定。

3）、平衡系数KPH ：a)对平衡变压器： 3414.1//⨯=H eH L eL n I n I KPHb)对Y/△-11变压器： 31//⨯=HeH L eL n I n I KPH c)对V/V 接线变压器：HeH LeL n I n I KPH //=d ）对SCOTT 变压器：32//⨯=H eH L eL n I n I KPH 4）、二次谐波制动系数：KYL=0.155）、差动速断电流按躲过励磁涌流考虑，一般取5～6倍额定电流：ISD= 6×I eH ’6）、 差动动作电流按0.5~0.7倍额定电流整定：IDZ=0.7×I eH ’7）、 差动制动电流1按1倍额定电流整定：IZD1=1×I eH ’8）、 差动制动电流2按3倍额定电流整定：IZD2=3×I eH ’9） 比率制动系数1取0.5。

第八章微机保护第一节微机保护系统简介一、微机保护的应用和发展概况近四十年来，计算机技术发展很快，其应用广泛而深入地影响着科学技术、生产和生活等各个领域。

有关计算机保护的研究及开发就是电力系统计算机在线应用的重要组成部分。

我国在这方面的起步相对较晚，但进展却很快。

1984年上半年，华北电力学院研制的第一套以6809(CPU)为基础的距离保护样机投入试运行。

1984年底在华中工学院召开了我国第一次计算机继电保护学术会议，这标志着我国计算机保护的开发开始进入了重要的发展阶段。

进入90年代，我国已陆续推出了不少成型的微机保护产品。

二、微机保护的基本构成数据采集系统CPU主系统硬件开关量输出输入系统外围设备等微机保护的基本构成初始化模块数据采集管理模块软件故障检出模块故障计算模块自检模块等三、微机保护的特点微机保护主要优点有以下几个方面。

1．易于获得附加功能2．微机保护具有灵活性3．微机保护具有高可靠性微机保护可以对其硬件和软件进行连续的自检，有很强的综合分析和判断能力。

它能自动检测出硬件故障的同时发出报警信号并闭锁其跳闸出口回路。

同时软件也具有自检功能，可以对输入的数据进行校错和纠错，即自动地识别和排除干扰。

总之，作为一个系统而言，微机保护的可靠性比传统保护高。

第二节微机保护的硬件框图简介一、电压形成回路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取得信息，但这些互感器的二次数值、输入范围对典型的微机电路却不适用，故需要降低和变换。

在微机保护中通常要求输入信号为±5V或±10V的电压信号，具体决定于所用的模数转换器。

电压变换常采用小型中间变压器。

电流变换有两种方式，一种是采用小型中间变流器，其二次侧并电阻以取得所需电压的方式，另一种是采用电抗变压器。

这些中间变换器还起到屏蔽和隔离的作用，以提高保护的可靠性。

二、采样保持电路与模拟低通滤波器1．采样保持器（S/H）采样就是将连续变化的模拟量通过采样器加以离散化。

1 存储能力装置除能存储定值、程序、故障信息及一些重要的数据外,还应存放采样值，以便对系统进行分析，尤其是故障前后的数据。

一般在设计中根据数据的特点分三块进行存储，RAM用于存放采样值及一些临时的计算结果，EPROM用于存放程序，EEPROM用于存放整定值及一些重要的数据。

2定值转换A/D转换得到的数字量要除以武汉中试高测电气一定的比例系数才能真实地反映实际的电流电压值。

为了尽量避免除法运算和减少定值比较时的计算量，可以将原始电流电压定值乘以一定的比例系数之后再与计算值进行比较。

另外由于傅氏计算中为了避免开方运算，实际得到的是幅值平方。

故原始定值可以取平方与计算值比较。

（2）时间定值时间计数是在软件定时器中断中完成的，时间定值转换成定时器中断次数与时间计数进行比较。

3 滤波及傅氏算法设A/D采样得到的原始样值为ik，武汉中试高测电气则采用差分滤波算法得到的差分样值Ik＝ik－ik-2。

式中ik为第k次原始采样值，ik-2为第k-2次原始采样值。

输入信号是周期函数时，可以采用傅氏算法分离其基频及倍频分量。

以基频分量为例，按每周波采样12次：由于全周傅氏算法必须在系统发生故障一周后计算才有效，其最小响应时间至少为20MS。

为使计算能在更快的时间内得出结果，可以采用半周傅氏算法计算如下：采用半周傅氏算法最小响应时间可缩短为10MS。

4 突变量方式起动投跳闸保护采用突变量方式起动，即连续三次｜｜Ik－Ik-12｜－｜Ik-12－Ik-24｜｜≥突变量时起动保护。

突变量在定时器中断程序里进行判断，以保证跳闸时间的准确性。

式中Ik为当前差分样值，Ik-12为一周波前差分样值，Ik-24为两周波前差分样值。

5 人机对话一方面当保护动作或装置故障时，在屏幕上显示相关的故障信息，另一方面接受用户的整定值并存入EEPROM。

为了方便用户调试整套装置的硬件，可专门设置一些人机对话形式的调试程序。

如对RAM的读写、时钟的对时、采样通道的校验、重要算法的校验、开关量的校验、串行通信的校验等。