高压微机线路保护员工培训讲义目录1. 继电保护基本概念 (1)1.1继电保护在电力系统中的作用 (1)1.2对电力系统继电保护的基本要求 (2)1.3输电线路继电保护 (3)2. 微机保护的硬件和软件系统 (5)2.1微机保护的硬件系统 (5)2.1.1 模拟量数据采集系统 (6)2.1.2 开关量的输入输出系统 (8)2.2微机保护的软件系统 (10)2.2.1 软件主程序结构 (10)2.2.2 保护继电器算法 (11)2.2.3 对称分量法简介 (16)2.3RCS-900线路保护装置的硬件说明 (17)2.3.1 电源插件(DC) (17)2.3.2 交流输入插件（AC） (19)2.3.3 操作回路插件SWI（以RCS-941为例） (20)2.3.4 显示面板（LCD） (21)2.3.5 其它插件 (21)3．RCS-900系列线路保护装置继电器的工作原理 (22)3.1动作继电器 (22)3.1.1 阻抗继电器 (22)3.1.2 工频变化量距离继电器 (31)3.1.3 工频变化量方向继电器(ΔF+，ΔF-) (37)3.1.4 零序方向继电器 (40)3.1.5 电流差动继电器 (42)3.2协同动作继电器工作的辅助继电器 (47)3.2.1 装置总起动元件 (47)3.2.2 电压断线闭锁元件 (49)3.2.3 交流电流断线判断元件 (50)3.3线路自动重合闸 (50)3.3.1 自动重合闸的作用及应用 (50)3.3.2 自动重合闸的工作方式及动作过程 (51)3.3.3 自动重合闸的起动方式 (52)3.3.4 重合闸的前加速和后加速 (53)3.3.5 重合闸的充电与闭锁 (54)4. RCS-900纵联保护 (58)4.1绪论 (58)4.1.1 通道类型 (58)4.1.2 信号的种类 (60)4.2闭锁式纵联保护 (61)4.2.1 闭锁式纵联保护基本原理 (61)4.2.2 闭锁式纵联保护的逻辑关系 (62)4.2.3 闭锁式纵联保护的重点问题 (62)4.3允许式纵联保护 (67)4.3.1 允许式纵联方向、距离保护 (67)4.3.2 允许式纵联保护的重点问题 (69)4.4纵联保护通道 (72)4.4.1 高频通道 (72)4.4.2 专用收发讯机 (73)4.4.3 光纤通信接口装置 (76)4.4.4 光电转换接口装置 (76)4.4.5 MUX-31通道切换装置 (77)4.4.6 光纤通信接口装置的使用连接图 (77)1. 继电保护基本概念1.1 继电保护在电力系统中的作用图1-1电力系统单线接线图电厂变电所地理分散的发电厂通过输电线路、变压器和变电所等相互连接形成电力系统，它包括发电、输电、配电、用电等4个环节。
电力系统输配电网络分几个电压等级，在传输距离和传输容量一定的条件下，选用的电压等级越高，则线路电流越小，相应线路的功率损耗和电压损耗也越小，但相应的绝缘要求也越高，造价也越高。
一般来说，传输功率越大、传输距离越远，所选用的电压等级也越高。
现阶段我国电力系统主要电压等级有750KV 、500KV 、330KV 、220KV 、110KV 、35KV 等。
电力系统输电是三相制的，分别称为A 相、B 相和C 相，相与相、相与地之间是绝缘的。
正常运行时电力系统A 相、B 相和C 相的电流、电压是50HZ 正序交流量，即三相幅值相等，相位是A 相超前B 相120度，B 相超前C 相120度，C 相超前A 相120度。
电力系统出现最多的故障形式就是短路，所谓短路就是一相或多相载流导体接地或相接触，是绝缘损坏造成的。
短路对电力系统的影响主要有以下几个方面：短路电流可能达到该回路额定电流的几倍到几十倍甚至上百倍。
当巨大的短路电流流经导体时，将使导体严重发热，造成导体溶化和绝缘损坏。
同时巨大短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。
◆短路时往往同时有电弧产生，高温电弧不仅可能烧毁故障元件本身，也可能烧毁周围设备。
◆短路造成网络电压降低，巨大的短路电流流经电力系统网络造成电压损失增大，越靠近短路点电压降低越多。
当供电地区电压降至额定电压的60％时，如不能快速切除故障就可能造成电压崩溃，引起大面积停电。
◆短路还可能会引起并列运行的发电机稳定性破坏，即使短路切除后，系统也可能振荡。
导致大量甩负荷。
◆不对称短路还将产生负序电流、电压，可能损伤发电机或电动机。
电力系统在运行中，可能发生各种类型的故障运行状态。
最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路，它严重危及设备安全和系统可靠运行。
此外，电力系统还会出现各种不正常运行状态，最常见的如过负荷。
电力系统一旦发生故障，如果能够做到迅速地、有选择性地切除故障设备，就可以防止事故扩大，迅速恢复非故障部分的正常运行。
继电保护装置就是为这一目的而设置的专门设备，它能实时地判断出电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态，并动作于跳闸或发出信号。
发电机、变压器、母线、输电线路都分别配有相应的继电保护装置，对发生在各自保护范围内的故障进行快速切除。
1.2 对电力系统继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1）选择性继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2）速动性快速地切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作切除故障。
3）灵敏性继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时，不论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能敏锐感觉，正确反应。
4）可靠性保护装置的可靠性指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。
可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平而言。
一般说来，保护装置的组成元件的质量越高、接线越简单、回路中继电器的触点越少，保护装置的工作就越可靠。
同时，精细的制造工艺、正确的调整试验、良好的运行维护以及丰富的运行经验，对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。
1.3 输电线路继电保护N图1-2 线路继电保护配置图1-2所示是较典型的220KV输电线路，其中G1,G2是隔离开关，DL1、DL2、DL3和DL4是断路器，PT是电压互感器，CT是电流互感器。
断路器：断开或接通电路中的正常工作电流及故障电流。
它是电力系统最重要的操作控制电气设备，它具有完善的熄灭电弧装置。
隔离开关：接通与断开无电流或仅有很小电流的电路，在检修电气设备时用来隔离电源，形成可见间隙，以保证检修设备及工作人员的安全。
电压互感器：将很高的一次电压准确地变换至继电保护装置和二次仪表允许的电压，使继电保护装置和测量仪表能在低电压情况下工作，又能准确反应电力系统高压设备运行情况电流互感器：将高电压电路大电流变为低电压回路小电流供继电保护装置和二次仪表使用，使继电保护装置和测量仪表能在低电压情况下工作，又能准确反应电力系统高压设备运行情况。
对于安装在线路1上DL1处的线路保护装置，该装置接入来自PT的电压和来自CT的电流。
如果F1点发生电气短路事故，DL1处线路保护装置根据接入的电流和电压的变化特征可以判断出故障点就在本线路内部（区内故障），于是向DL1发出跳闸命令将故障点切除。
如果F2点发生电气短路事故，该保护装置根据接入的电流和电压的变化特征可以判断出故障点不在在本线路内部（区外故障），它不会向DL1发跳闸命令。
保护装置用于判断故障的算法称作动作继电器或动作元件，输电线路保护所用到的动作继电器大致有：判断相间短路故障的过流继电器、判断接地短路故障的零序过流继电器以及距离继电器、方向继电器、差动继电器等等。
在输电线路的保护中，有根据线路单侧电气量变化所构成的单侧电气量保护，还有根据线路两侧电气量变化所构成的纵联保护。
单侧电气量保护主要有距离保护、工频变化量保护和零序过流保护等等，考虑到区外故障不能越级跳闸，单侧电气量的速动段保护不能保护线路全长，只能保护其中的一部分（一般是80％），单侧电气量的延时段保护一般当线路的后备保护使用，其中工频变化量保护只能当速动保护用。
纵联保护主要有纵联方向保护、纵联距离保护、纵联差动保护等等，它们能够保护线路的全长，一般当线路的主保护使用。
我公司针对220KV及以上电压等级的线路保护装置主要有RCS901、RCS902、RCS931三种型号，它们分别实现三种不同类型的纵联保护功能，功能配置见下表。
2. 微机保护的硬件和软件系统2.1 微机保护的硬件系统一套微机保护由硬件系统和软件系统两大部分组成。
硬件系统是构成微机保护的基础，软件系统是微机保护的核心。
图2-1表示出了微机保护的硬件系统构成，它由下述几部分构成：⑴微机主系统：它是以中央处理器（CPU）为核心，专门设计的一套微型计算机，完成数字信号的处理工作。
⑵模拟量数据采集系统：对模拟量信号进行测量和数字量转换。
⑶开关量的输入输出系统：对输入开关量进行采样、通过驱动小型继电器输出跳闸命令和开出信号。
⑷外部通信接口：与外部设备通讯。
⑸人机对话接口：完成人机对话。
⑹电源：把变电站的直流电压转换成微机保护装置需要的稳定的直流电压。
1）RCS-900保护装置的硬件工作原理图RCS-900保护装置的硬件工作原理图如图2－2所示，它采用双CPU系统，下面的CPU称为起动CPU，运行起动元件，当起动元件动作时，给出口继电器送正电源。
上面的CPU（采用DSP数字信号处理器）称为故障判断CPU，运行各种动作继电器算法和逻辑判断程序，动作后给出口继电器发跳闸脉冲。
只有出口继电器同时得到正电源和跳闸脉冲，才能完成保护跳闸。
从逻辑上来说，双CPU组成了逻辑‘与’的关系，起动元件和故障判断元件同时动作，保护才能出口跳闸，这样提高了装置的可靠性。
外部开入图2-2 保护装置硬件工作原理图2）微机保护装置的硬件自检装置在运行过程中，不停地对自身的硬件进行自检，自检的速率和采样率是一样的。
例如RCS900每周波采样24点，采样率为24*50=1200，采样周期为0.833ms，装置在不到0.833ms的时间内，完成对所有的硬件部件自检一遍。
装置的硬件自检内容非常全面，包含了以下11个方面：(1)电源自检；(2)存储器自检(RAM、ROM)；(3)CPU芯片自检；(4)AD采样回路自检；(5)跳闸出口回路自检(出口三极管)；(6)通信自检；(7)定值自检；(8)TV二次回路自检；(9)TA二次回路自检；(10)光纤通道自检；(11)其它自检。
