微机保护的硬件构成

微机保护和传统继电保护的区别微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度，微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。

该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。

一．使用方法微机保护装置的可靠性更高，微机保护集成化的软硬件模式在使用上也更加简便，基本上就是一个黑匣子。

二．通讯功能传统继电保护无法实现远程控制，而微机保护可以扩展出以太网、485等多种通讯接口，通信很方便。

三．原理传统保护与微机保护在原理上并无本质差异，只是微机本身强大的计算能力、存储功能、保护功能使得某些算法在微机上可以很容易的实现。

四．常规继电保护的主要缺点1、占的空间大，安装不方便。

2、保护的灵敏度和可靠性低，采用的继电器触点多。

3、中间没有光电隔离，容易遭受雷击，继电器保护是直接和电器设备连接的。

4、故障分析麻烦，没有时钟同步功能，维护复杂，故障后很难找到问题。

5、运行维护工作量大，运行成本比微机保护增加60%左右。

6、停电才能进行调试，检修复杂，影响正常生产。

7、保护定值修改要在继电器上调节，没有灵活性。

8、继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作，使用寿命太短。

9、继电线路保护功能单一，要安装各种表计才能观察实时负荷。

10、数据不能远方监控，无法实现远程控制。

11、继电器自身不具备监控功能，当继电器线圈短路后，不到现场是不能发现的。

五．微机保护装置的主要优点1、具有远程控制，数据可实现远程监控，具备通讯功能，可以通过网络把用户所需要的各种数据传输到监控中心，进行集中调度。

2、采用光电隔离技术，把所有采集上来的电信号统一形成光信号，这样有强电流攻击时候，设备可以建立自身保护机制。

3、由于设备在正常状态处于休眠状态，各个元器件的寿命大大加长，只有程序实时运行，使用寿命长。

4、具有很高的可靠性和抗干扰能力，采用了多层印刷板和表面贴装技术。

珠海欧力微机保护1具体介绍微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向（现已基本实现，尚需发展），它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。

微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等.该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。

2运行原理微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。

目前数字核心的主流为嵌入式微控制器（MCU），即通常所说的单片机;输入输出通道包括模拟量输入通道（模拟量输入变换回路（将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D 转换的电压量，±2.5V、±5V或±10V）、低通滤波器及采样、A/D转换）和数字量输入输出通道（人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等）。

3保护类型保护的种类一般有进线保护、出线保护、母联分段保护、进线或母联备自投保护、厂用变压器保护、高压电动机保护、高压电容器保护、高压电抗器保护,差动保护,后备保护,PT 测控装置等。

保护功能有：定时限/反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护、失压保护、负序电压保护、风冷控制保护、零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护、过热保护、逆功率保护、启动时间过长保护、非电量保护等。

4微机继电保护测试仪微机保护其中还有微机继电保护测试仪，它是一个新型智能化测试仪器，以前的继电保护试验工具主要是用调压器和移相器组合而成，体积笨重，精度不高，已不能满足现代微机继电保护的校验工作。

随着科学技术的不断发展，微机继电保护已广泛运用于线路保护，主变差动保护，励磁控制等各个领域，变电站综合自动化已成为主流。

5珠海欧力微机保护适用范围随着科学技术手段的进步，和对适用环境更高要求，微机保护功能性也越趋完善。

现场微机保护装置:采用微机来实现的保护称为微机保护，具有如下优点：（1）可靠性高；（2）灵活性强；（3）性能改善，功能易于扩充；（4）维护调试方便；（5）有利于实现变电站综合自动化微机保护装置从功能上可以分为六个部分，如图所表示：各部分的功能如下：1.模拟量输入系统（数据采集系统）——采集由被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号，将此信号经过滤波，然后转换为所需的数字量。

2.CPU主系统——包括微处理器CPU，只读存储器（EPROM）、随机存取存储器（RAM）及定时器（TIMER）等。

CPU执行存放在EPROM中的程序，对由数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行分析处理，并与存放于E2PROM中的定值比较，以完成各种保护功能。

3.开关量输入/输出回路——由并行口、光电耦合电路及有接点的中间继电器等组成，以完成各种保护的出口跳闸、信号指示及外部接点输入等工作。

4.人机接口部分——包括打印、显示、键盘、各种面板开关等，其主要功能用于人机对话，如调试、定值调整等。

5.通讯接口——用于保护之间通讯及远动。

6.电源——提供整个装置的直流电源。

所谓开关量，就是只有两种状态的量，包括不带电位的接点位置（接通或断开）及只有高低两种电位的逻辑电平。

3.3.1开关量输入回路开关量输入大多数是接点状态的输入，可以分成两类：一是安装在装置面板上的接点,另一类是从装置外部经过端子排引入装置的触点。

第一类接点，与外界电路无联系，可直接接至微机的并行接口如图(a)所示，也可以直接与CPU的输入接口线相连。

在初始化时规定图中可编程并行接口的PA0为输入口，CPU可以通过软件查询，随时知道外部接点S的状态。

当S未被按下时，通过上拉电阻使PA0为5V，S按下时，PA0为0V。

因此CPU通过查询PA0的电平为“0”或为“1”，就可以判断S是处于断开还是闭合状态。

第二类接点由于与外电路有联系，需经光耦器件进行隔离，以防接点输入回路引入的干扰，其原理接线如图(b)所示。

微机保护复习资料A卷一、填空题（每空格1分，共13分）1.微机保护的硬件一般包括数据采集系统、 CPU主系统、开关量输入/输出系统三部分。

2.评价算法优劣的主要标准是速度和精度。

3.微机保护的算法分为基本算法和继电器算法两大类。

4.微机保护中的阻抗元件多采用多边形特性，其优点是抗过渡电阻能力强。

5.微机保护中输入信号的电平变换作用是使输入信号与微机模入通道电平相匹配，同时实现装置内部的电隔离。

二、判断题（每小题1分，共9分）7.微机保护的调试周期比常规保护的调试周期长。

（×）8.微机保护只是实现方式与常规保护不同，不能从根本上改善保护的性能。

（×）9.微机保护中采样频率越高越好。

（×）10.微机保护中采样保持器的保持电容越大越好。

（×）11.在微机保护中，过渡电阻对不同安装地点的保护，其影响是不同的。

（√）12.微机保护的基本算法是构成保护的数学模型。

（√）三、选择题（每小题1分，共14分）16.负序电流整定往往用模拟单相接地短路的方法，因为单相接地短路时负序电流分量为短路电流的（ C ）。

A. 3倍B. 2倍C. 1/3倍D. √3倍17.微机保护一般都记忆故障前的电压，其主要目的是（ B ）.A.事故后分析故障前潮流B.保证方向元件的方向性C.录波功能的需要D.微机保护录波功能的需要18.微机保护中，每周波采样20点，则（ A ）。

A.采样间隔为1ms，采样率为1000HzB.采样间隔为5/3ms，采样率为1000HzC.采样间隔为1ms，采样率为1200HzD.采样间隔为1ms，采样率为2000Hz19.当系统的频率高于额定频率时，方向阻抗继电器最大灵敏角（ A ）。

A. 变大B. 变小C. 不变D. 不确定20.三段式电流保护中，灵敏度最高的是（ A ）。

A. Ⅲ段B. Ⅱ段C. Ⅰ段D. 都一样21.系统频率降低时，可以通过（ CD ）的办法使频率上升。

微机保护装置的硬件原理1.电压电流采样和信号调理：微机保护装置通过安装在电力系统中的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样。

采样的模拟信号经过滤波、放大、保持等各种处理电路，转换为数字信号，经过数据处理和分析。

2.AD转换和DSP处理：采样信号经过模数转换器（ADC）转换成数字信号，然后送入数字信号处理器（DSP）。

DSP是微机保护装置的核心处理器，它能够高效执行各种复杂的算法，如差动、过流、过压、欠压等等。

DSP还可以实时采集、分析和存储数据，并与外部通信模块交互。

3.数据传输和通信：微机保护装置通常与电力系统交换信息，以便实时监测和保护。

通信模块可以是串行方向、以太网或光纤等多种方式。

通过通信模块，保护装置可以接收来自其他设备的控制信号，也可以将故障信息发送给监控中心或其他装置。

4.保护算法：微机保护装置内置了多种保护算法，用于识别电力系统中的各种故障和异常情况。

常见的保护算法包括差动保护（用于检测设备内部短路故障）、过流保护（用于检测额定电流以上的电路过流故障）、过压保护（用于检测设备额定电压以上的电压异常）等。

这些算法通过对采集的信号进行实时分析和比较，确定故障类型，并触发相应的保护动作。

5.控制和输出接口：保护装置通常还具有控制和输出接口，用于与其他设备或系统进行交互。

控制接口可以接收来自其他设备或系统的控制信号，如远方信号、故障信号等，并实施相应的动作。

输出接口则可以控制蜂鸣器、继电器等设备，实现报警、断路等操作。

综上所述，微机保护装置的硬件原理涉及到电压电流采样、信号调理、AD转换、DSP处理、数据传输和通信、保护算法、控制和输出接口等方面。

它通过采集、处理和分析电力系统的信号数据，并按照预设的保护算法进行相应的保护动作，有效地保护电力系统设备的安全运行。

简述微机保护的基本构成和主要部分的功能1、简述微机保护的基本构成和主要部分的功能答:微机保护是由一台计算机和相应的软件(程序)来实现各种复杂功能的继电保护装置。

微机保护的特性主要是由软件决定的,具有较大的灵活性,不同原理的保护可以采用通用的硬件。

微机保护包括硬件和软件两大部分。

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) 包括电压形成、模拟滤波、采样保持、多路转换以及模数转换等功能,完成将模拟输入量准确地转换为所需的数字量。

(2) CPU主系统包括微处理器(MPU)、只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)以及定时器等。

MPU执行存放在EPROM中的程序,对由数据采集系统输入至RAM区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、光电隔离器件及有接点的中间继电器等组成,以完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部接点输入及人机对话等功能。

微机保护软件是根据继电保护的需要而编制的计算机程序。

72、电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?一般应装设哪些保护?答:变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。

变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障,其主要类型有:各相绕组之间发生的相间短路,单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路,单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。

变压器外部故障系变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,其主要类型有:绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接(通过外壳)短路,引出线之间发生的相间故障等。

变压器的不正常工作状态主要包括:由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。

为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失,保证电力系统安全连续运行,变压器一般应装设以下继电保护装置: (1)防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。

近三十年来，计算机技术发展很快，计算机的应用已广泛而深入的影响着科学技术、生产、和生活的各个领域。

它给各部门的面貌带来了巨大的并且往往是质的变化。

计算机技术同样影响到继电保护技术的发展。

传统的继电保护基本上已被新型的微机保护所替换。

下面简单介绍一下微机保护。

一、微机保护装置的构成微机保护与传统继电保护的最大区别就在于前者不仅有实现继电保护功能的硬件电路，而且还必须有保护和管理功能的软件———程序；而后者则只有硬件电路。

微机保护装置的硬件构成可分为四部分：数据采集、微型计算机模块、开出开入、人机接口、其它(通讯，电源等)。

（一）数据采集传统保护是把电压互感器（TV）二次侧电压信号及电流互感器（TA）二次电流信号直接引入继电保护装置，或者把二次电压、电流经过变换（信号幅值变化或相位变化）组合后再引入继电保护装置。

因此，无论是电磁型、感应型继电器还是整流型、晶体管型继电保护装置都属于反应模拟信号的保护。

尽管在集成电路保护装置中采用数字逻辑电路，但从保护装置测量元件原理来看，它仍属于反应模拟量的保护。

而微机保护中的微机则是处理数字信号的，即送入微型计算机的信号必须是数字信号。

这就要求必须有一个将模拟信号变换成数字信号的系统，这就是数据采集系统的任务。

（二）微型计算机模块微型计算机是微机保护装置的核心。

数字信号采集进来后对其进行数字虑波，然后通过各种不同的算法对其进行计算处理，逻辑判断，动作出口，事故纪录等等处理。

目前计算机保护的计算机部分都是由微型计算或单片微型计算机构成的，这也是微机保护名称的由来。

由一片微处理器配以程序存贮器、数据存贮器、接口芯片（包括并行接口芯片、串行接口芯片）、定时器、计数器芯片等构成的微机系统称为单微机系统。

而在一套微机型保护装置中有两片或两片以上的微处理器构成的微机系统则称为多微机系统。

由单片微型计算机配以部分接口芯片也可以构成微机系统。

同样地，在一套微机保护装置中仅有一个微处理器称为单微机系统，而在一套保护装置中有两片或两片以上微处理器则称为多微机系统。