电力系统微机保护算法的对比分析

中外微机型输电线路继电保护之对比摘要：随着电力系统的发展继电器开始广泛应用于电力系统的保护,这即是继电保护技术发展的开端,在其发展的几十年里,继电保护完成了从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机型输电线路继电保护装置。

在电子技术、计算机技术、通信技术高速发展的今天,继电保护技术逐渐向计算机化、网络化、一体化、智能化的方向发展。

关键词：中外差异微机型输电线路继电保护对比由于微机型继电保护具有操作简单、维护方便、功能性强等特点,一经问世就受到很多国家的青睐,在国内外得到广泛的应用。

输电线路的保护在继电保护的应用中占有非常重要的地位,这也就要求输电线路的功能性更强一些,随着超高压、长距离输电线路的发展,微机保护在输电线路保护这一领域得到了应用。

1、中外微机型继电保护的装置比较首先,我们先来比较一下WXB-11型微机线路保护与SEL-321型微机保护的装置和阻抗元件的差异。

WXB-11型微机线路保护采用插件式结构,设置了硬件完全相同的高频、距离、零序、综重4个插件,每个插件独立完成一种保护功能。

其人机对话功能通过打印机和人机对话插件完成。

同高频收发讯机配合可以实现110kV及以上电压等级的输电线路继电保护的全部功能。

而SEL-321型微机保护采用一体化机箱,面板上设有液晶显示屏和控制按钮,可以从液晶显示屏上读出各相电压、电流有效值,并且可以显示日期等信息。

在保护功能方面,具有四段三相/相间阻抗圆,也具有故障测距功能。

该保护本身不具备重合闸功能,该功能由其他装置来实现。

该保护可以与高频收发讯机配合,构成输电线路的全线速动保护。

在阻抗元件上两者也存在着诸多的不同,这里我们可以利用图来分析。

在WXB-11型微机线路保护中,高频部分和距离部分各自设有独立的相间阻抗元件,距离部分还设有接地阻抗元件(阻抗元件均采用多边形特性),阻抗元件动作特性确定为多边形,一是因为通过阻抗计算求得的X和R分量和此动作特性相比较以判断是否在区内最方便;二是此种特性容易满足长线路和短线路的不同要求。

国内外微机保护对比王志鸿（南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211106）摘要：本文从国内外继电保护配置的思想、设计原则、产品的通用性、产品工艺、辅助功能、产品使用的简易性以及目前国内外微机继电保护的发展阶段等几个方面，简单对比了国内外继电保护在需求和设计上的差别。

指出我国继电保护装置的优势。

0引言我国的继电保护经历了四代，从最早的电磁型保护，到现在的微机保护，技术的发展已经使得我们可以和国际上一些知名的大公司同台竞技，且取得了不俗的成绩。

无论从原理的研究，装置的工艺，以及运行的可靠性和安全性来说，我们国家的继电保护均有了长足的进步，在有些方面我们甚至还走在了世界的前列，例如利用工频故障分量构建的系列继电器很好的解决了保护灵敏度和可靠性的矛盾，而全新设计的振荡闭锁元件不仅在振荡时能可靠闭锁保护，而在系统震荡过程中如果发生故障，又能瞬时开放保护，迅速切除故障，大大提高了系统的稳定性。

我们也应该看到，在基础工艺，应用的灵活性，辅助功能的配置等方面，我们还要大力去完善。

本文将从以下几个方面对国内继电保护产品和国外同类产品进行比较，并提出自己的看法。

1 继电保护思想的差异1.1 系统整体保护“三道防线”的思想中国近年来根据自己电网结构相对电源建设薄弱的特点，在努力提高继电保护动作性能的同时，也考虑了在继电保护即使正确动作也不能使电网回归稳定运行的情况下，进一步采取了高周切机，低周减载，低压减载，跳开联络线，直流调制，机组快关等技术，从电网保护的角度采取措施，广泛应用安全稳定控制系统，甚至在安全稳定控制措措施仍然无法彻底扭转系统的恶化并形成电气孤岛的紧急情况下，采取若干轮低频低压减载紧急控制等措施，构成了以继电保护为第一道防线，安全稳定控制系统为第二道防线，低频低压紧急控制为第三道防线的“三道防线”的整体保护概念。

事实证明，这些措施的采用，大大提高了系统的输送能力，同时也最大程度上保证了系统的安全性，从近年来的运行情况看，中国并没有发生大面积的系统崩溃的恶性事故。

实验二 输电线路的电流微机保护实验（微机电流速断保护灵敏度检查实验）一、 实验目的1. 学习电力系统中微机型电流保护整定值的调整方法。

二、 2. 研究电力系统中运行方式变化对保护的影响。

三、 3. 了解电磁式保护与微机型保护的区别。

四、 接线方式及微机保护相关事项试验台一次系统原理图如图1所示。

实验原理接线图如图2所示。

A相负载B相负载C相负载图2实验原理接线图PT 测量 A.B 相接交流电压表, 以显示发电厂电压；做A.B 两相短路时, 电流表要接到A 相或B 相；微机的显示画面: 画面切换——用于选择微机的显示画面。

微机的显示画面由正常运行画面、故障显示画面、整定值浏览和整定值修改画面组成, 每按压一次“画面切换”按键, 装图1 电流保护实验一次系统图置显示画面就切换到下一种画面的开始页, 画面切换是循环进行的。

信号复位——用于装置保护动作之后对出口继电器和信号指示灯进行复位操作。

主机复位——用于对装置主板CPU进行复位操作。

微机保护装置故障显示项目DJZ-III试验台微机保护装置电流电压保护软件流程图如图3所示。

五、实验内容与步骤实验内容: 微机电流速断保护灵敏度检查实验。

实验要求：在不同的系统运行方式下, 调整滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10）, 做AB相, BC相和CA相短路实验, 记录对应的短路电流和保护是否动作。

如果保护不动作, 记录微机显示屏上“Ia”, “Ib”, “Ic”中的最大值；如果保护动作, 记录微机显示屏上“sd”的值。

四、实验过程及步骤（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1, 实验原理接线图如图2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（PT测量A, B相接交流电压表）。

电力系统微机保护浅析摘要：随着我国社会主义现代化进程的快速发展，电力系统的发展也是相当稳定和迅猛的，从最初的电磁继电保护装置发展到如今的微机保护系统。

每一次的进步带动的都是经济的巨大发展。

本文对电力系统微机保护进行分析探讨，以供参考学习。

关键词：电力系统；微机；保护；前言：电力是我们生活中重要的组成部分，我们的生活以及企业的生产活动中离不开电力，因此，我国的经济和科学的发展都与电力系统的安全和稳定有着密不可分的关系。

目前，现除了继电保护以外，微机保护也是电力保护系统中的重要组成部分。

一、电力系统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，数据采集系统、输出输入接口、微型计算机系统及电源。

1.1数据采集系统传统保护是把电压互感器二次侧电压信号及电流互感器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。

1.2微型计算机系统微型计算机是微机保护装置的核心。

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，配以程序存储器、数据存储器、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。

电力系统微机保护算法的对比浅析随着电力系统规模和复杂度的不断增加，电力系统稳定运行的保护问题逐渐成为人们关注的焦点。

从传统的机械保护发展到微机保护，保护算法也不断发展创新。

本文将对电力系统常用的微机保护算法进行比较分析，包括差动保护、过电流保护、方向保护、零序保护和距离保护。

差动保护是电力系统最基本的保护方式之一，它能够检测到设备的内部故障，如变压器、发电机、电动机等。

差动保护是一种基于电流差值原理的保护方式，通过比较不同位置的电流大小差异，来判断设备是否发生故障。

差动保护具有灵敏度高、可靠性强等优点，但是其在应对多回路、多断路的情况下感受到干扰的能力有限，在网络系统结构较复杂的大型电力系统中应用受到局限。

过电流保护是电力系统中最常用的一种保护方式，它能够检测到短路、过载等故障。

过电流保护是一种基于电流大小原理的保护方式，通过比较电流的大小和预设值的大小来判断是否发生故障。

过电流保护具有灵敏度高、适用范围广等优点，但是其在检测故障类型方面存在优势不足的问题，可能会误判故障类型，不适合对设备的差异化故障进行保护，如设备的绝缘性能严重下降等。

方向保护是电力系统中起到关键作用的保护方式，能够检测到单相接地、三相接地等故障。

方向保护是一种基于相对相位差原理的保护方式，通过比较电流相位的变化来判断是否发生故障。

方向保护具有反应迅速、准确性高的特点。

但是，方向保护需要选用合适的方向保护地电流选择方式，否则会影响保护的发挥效力。

同时，在大型电力系统中，方向保护应用受到其检测能力受限、复杂设备故障判断有困难等问题的制约。

零序保护是在电力系统中对于单相接地故障最为敏感的一种保护方式。

零序保护是一种基于电流的对称和不对称分量原理的保护方式，通过比较负荷侧和电源侧零序电流的大小，来判断是否发生故障。

零序保护具有对于单相接地故障具有很高的敏感性和准确性的特点，但是其在面对复杂故障类型时会出现误判的情况。

距离保护是电力系统中应用最广泛的一种保护方式。

电力系统微机保护浅析【摘要】随着我国社会主义现代化进程的快速发展，电力系统的发展也是相当稳定和迅猛的，电网规模的日益扩大和电网结构的复杂化，如何做好电网安全稳定的工作，微机保护就成了不可避免的讨论话题，本文根据笔者多年实际工作经验，全面的对微机保护在电力系统中的具体应用以及微机保护在运行中的注意事项。

【关键词】微机保护；动作；可靠性；稳定性；应用1 电力系统对继电保护的要求电力系统对继电保护的四项基本要求：（1）选择性：发生故障时，保护动作，只是将发生故障的元件切除，脱离电力系统，使停电范围能够尽可能缩小，确保电力系统中非故障部分能够保持安全稳定的运行；（2）速动性：快速切除故障能够有效提高电力系统运行的稳定性，减少所带用户的低电压异常工况的运行时间，降低故障引发的破坏程度，所以，在故障发生时，保护装置应以最快速度动作切除故障，缩小故障波及范围，减轻短路对用户造成的影响，提高系统的安全与稳定；（3）灵敏性：灵敏性就是指对保护范围内所发生的故障以及不正常运行情况的反应程度与能力，保护的灵敏性一般用灵敏系数来表征，灵敏系数如果越大，反映保护的灵敏度就越高，反之灵敏度越低；（4）可靠性：可靠性指保护装置在预先规定保护范围内发生属于保护应动作的故障时，保护装置不应拒绝动作，同时保证，不属于它动作的情况不误动，可靠性主要决定于保护装置本身的产品质量以及运行维护水平的高低，保护装置组成元器件的质量越高越好，接线越简单，中间环节越少，保护装置的运行情况就越可靠，同时，保持良好的维护对提高保护的可靠性也有着重要影响。

传统的继电保护装置存在较多弊端，已经不适用于现代企业的高速发展；其占地空间比较大，安装很不方便，调试和检修较为复杂，使用年限短，继电器本身没有监控与自检功能，运行及维护的工作量大等缺点，已无法满足快速发展的电力系统高稳定性的要求。

随着计算机技术，通信技术的迅猛发展，微机型继电保护技术获得了显著的发展和进步，微机保护在电力系统中的应用已越来越广泛。

关于电力系统变电所微机保护技术的研究李琳琳摘要：目前，变电所保护都在使用计算机进行中，而计算机管理的要求是要有一定的标准，且使用起来还要方便简单，提高工作效率和加大管理精度，在单位使用中反应普遍好。

本文对电力系统变电所微机保护技术进行分析，并探讨一种变电所集中式微机保护的方案，然后对此系统的可靠性，包括系统结构、网络的性能要求以及基于实时操作系统的软件模块化设计等方面的进行分析研究，为变电所微机保护的技术发展寻求新的途径。

关键词：电力系统；变电所；微机保护；分析1导言变电站自动化技术从90年代初在国内应用以来，在中、低压变电站系统中已经得到了广泛的应用，现在正在向高压、超高压变电站系统发展。

随着变电站自动化技术的不断发展，对技术革新提出了更高的要求，其中最主要的有两个：首先使用新的、高性能的通信网络以满足不断增长的技术需要；其次制定各个厂商共同遵守的变电站自动化系统通信协议国际标准，以实现不同厂商产品互操作的需求。

2电力系统变电所微机保护总体方案要求一是按无人值班变电所配置二次设备，按单网络、单远动（总控或通信管理机）、单后台设计，后台监控不依赖于远动设备（总控或通信管理机）直接与间隔层设备进行通信，避免在远动设备或总控单元故障时，导致后台和远方监控同时失效。

二是综合自动化系统基本结构：采用分散式（或完全分布式）系统结构。

三是布置型式：室内的各间隔层保护测控装置及计量装置就地安装于开关柜，室外的间隔层保护测控装置及计量装置、远动设备及通信设备均集中组屏。

四是综合自动化系统组态灵活、具有较好的可维护性和可扩展性。

五是综合自动化系统的设计应采用合理的冗余配置和诊断至模块级的自诊断技术，使其具有高度的可靠性。

六是计算机系统应采取有效措施，以防止由于各类计算机病毒侵害造成系统内各存储器的数据丢失或其它对系统的损坏。

3电力系统变电所微机保护的特点变电所综合自动化系统具有数据采集、数据处理与记录、控制与操作闭锁、微机保护、与远方操作控制中心通信、人机联系、自诊断、数据库等功能。

几款国内微机型保护继电保护的比较陆子君，钟锐(东南大学 IC嵌入式系统实验室，江苏南京 210096)摘要：对国内几款微机型中低压输电线路继电保护装置进行比较，分析了它们的特点，总结了各自的优势，并结合保护的功能、精度、硬件架构、控制逻辑就一些关键技术进行了探讨。

关键词：微机保护 线路保护 精度 抗干扰Compare of several types of computer relay protectLU Zi-jun（IC embedded system lab,Southeast University,Nanjing 210096, China） Abstract:Compare of several types of computer relay protect, analyses their characteristic,sum up the predominance of each other,and discusses some key technology in function, precision hardware structure and control logic.Key words:computer protect; circuitry protect; precision;anti-jamming1 引言微机型继电保护由于具有功能强、维护调试方便等一系列优点，自问世以来就受到普遍重视与欢迎，近年来更是在国内外得到广泛应用。

由于输电线路保护在继电保护中具有重要地位，且随着超高压、长距离输电线路的发展，对输电线路保护的功能提出了更新更高的要求，加之输电线路保护本身具有的复杂功能和逻辑，使微机保护在输电线路保护这一领域获得了广泛应用。

本文结合自身体会，对国内常用的几种微机型线路保护装置的一些特点进行了分析与比较，主要侧重于功能和性能方面的探讨。

这里主要介绍的保护装置是南自psl640型线路微机保护和南瑞继保推出的rcs-9611-c型线路保护装置。

微机保护与传统保护在整定计算及调试方面的区别摘要:分析、比较了微机保护与传统保护的动作原理。

对微机保护与传统保护的整定计算及调试方法进行了研究。

提出微机保护与传统保护在整定计算中对各种系数的取法以及调试方面的差别等，从而使我们对保护整定计算中各种系数的取法有了更深刻的理解，对微机保护与传统保护的动作原理也有了更深刻的理解。

关键词:微机保护传统保护系数调试整定计算微机保护具有传统保护无可比拟的优点。

例如：维护调试方便，可靠性高，保护性能好等。

因而得到了广泛的使用，传统的电磁式继电器保护渐渐退出历史舞台。

微机保护与传统保护除了以上例举的差别外，它的整定计算、调试与传统保护也有一些细微的差别。

分析与总结微机保护整定计算及调试的特点在于掌握微机继电保护自身的规律,用以指导实践.从而使继电保护的速动性、灵敏性、可靠性得到进一步的保证，确保电网的安全稳定运行。

1 微机保护整定计算各种系数的改进1.1 灵敏系数的改进传统的电磁式继电保护的灵敏系数取得较高，随着微机保护的普及以及数字信号处理器、高精度的AD，DA转换在微机保护当中的应用，进一步提高了数据处理能力和运算速度，所以微机保护具备了动作离散值小，动作明确的特点，所以在整定计算中灵敏系数可相对取得低一点。

比如，传统保护中发电机、变压器、线路和电动机的纵联差动保护及速断保护、母线完全电流差动保护的灵敏系数为2，在微机保护中降到1.5-1.6完全可以满足灵敏性的要求。

1.2 可靠系数的改进由于计算测量、调试及继电器等各项误差的影响，使保护的整定值偏离预定数值可能引起误动作。

为此，整定计算方式中需引入可靠系数。

在微机保护中，由于其动作特性完成是由其内部的软件进行计算所决定，所以继电器这一项误差基本上可以不考虑，同时由于微机保护的调试不针对某一具体继电器元件，只需进行升流、升压即可，其误差只是由其高精度的AD转换、采样通道等功耗小的元件决定，故其误差值也相对较小。