第5章微机保护程序流程授课

数据采集系统的初始化：
主要指采样值存放地址指针初 始化，如果是VFC式采样方式， 则还需对可编程计数器初始化。
上电或复位
初始化（一）
工作方式？ 运行 初始化（二）
调试 调试任务
全面自检？
不通过 告警
通过
数据采集初始化
开中断 延时
N 故障启动？
自检循环程序
Y
故障处理程 序
整组复归
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故障处理程序：如果检测到故障启动标志，则进入故障 处理程序。故障处理程序中进行各种保护的算法计算， 跳闸逻辑判断与时序处理，告警与跳闸出口处理，及事 件报告、故障报告的整理等。
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5.2 采样中断服务程序与故障处理程序原理 采样中断服务程序框图如图所示。采样中断服务程
序主要包括采样计算，TV、TA断线自检和保护起动元件 三个部分。同时还可以根据不同的保护特点，增加一些 检测被保护系统状态的程序。
初始化包括初始化（一）、初始化（二）及数据采集系统 初始化三个部分。
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初始化（一）：
主要是对微处理器CPU及其扩 展芯片的初始化，及保护输出的 开关量出口初始化，赋以正常初 值，以保证出口继电器均不动作。
初始化（二）：
包括采样定时器的初始化、对 RAM区中所有运行时要使用的软 件计数器及各种标志位清零等程 序。
在TA断线期间，软件发出运行异常“TA断线”信号，并置 TA断线标志位，而且根据整定的控制字决定是否退出运行。
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5.2.4 起动元件原理
为了提高保护动作的可靠性，保护装置的出口均经起动 元件闭锁，只有在保护起动元件起动后，保护装置出口 闭锁才被解除。在微机保护装置里，起动元件是由软件 来完成的。起动元件起动后，启动标志位“KST”置1。
IaIbIc3I0 Id1
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在中低压变压器保护中采用负序电流来判断TA断线的两个判据： 1、TA断线时产生的负序电流仅在断线一侧出现，而在故障时至 少有两侧会出现因为仅有 电源侧出现负序电流，将误判TA断线。因此要求另加条件：降 压变压器低压侧三相都有一定的负荷电流。
5.1.2 全面自检的内容 在完成初始化（二）之后进入全面自检程序，全面自
检包括对RAM、EPROM、开关量输入、输出等回路的自检。 如果检查出存在错误，则驱动显示器显示故障信号（故 障字符代码）和故障时间及故障类型说明。 5.1.3 开放中断与等待中断
初始化之后，进入运行之前应开始模数变换，并进行 一系列采样计算。所以必须开放采样中断。进入运行之 前应开放串行口中断，以保证接口CPU对保护CPU的正常 通信。
不同型号的微机线路或元件保护的起动元件程序各 有不同。
例如：在线路成套保护装置中常采用以相电流突变量 起动方式为主，以零序电流为辅助起动方式的算法。
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5.2.5 故障处理程序原理 故障处理程序包括保护软压板的投切检查、各 种保护的动作判据计算及定值比较、逻辑判断、跳 闸处理和后加速以及事件报告等部分。
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5.3 基于实时操作系统的继电保护软件设计思想
在以上第一、二节中所讲的是传统微机保护的软件设计 结构，这种结构采用的是主循环加中断的线性结构，可称之为 前后台系统。 这种程序机制的特点：简单直观，易于控制，但缺乏灵活性。
因此借鉴PC操作系统的进程管理和调度思想，建立一个基于实 时操作系统（Real-Time Operation System，RTOS）的微机保 护软件系统，统一安排微机保护装置所有与硬件和软件资源有 关的管理、调配与控制相关的程序模块，将会大大提高提高软 件的灵活性和可扩充性。
有的保护（例如变压器差动保护）有可能误动作，因此对TA 二次回路必须监视，在断线时闭锁保护并应报警。
对大接地电流系统可采用如下两个零序电流的判据： 1、变压器“△”侧出现零序电流则判为该侧断线； 2、“Y”接线侧，比较三相电流量 I a 、 I b 、I c ，与零序电流， 3 I 0 如出现差流则判断该侧TA断线。具体判据如下：
在开放中断后必须延时2~3个工频周期（40~60ms）， 以确保采样数据的完整性和正确性。
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5.1.4 自检循环
在开放了中断后，所有准备工作就绪了，主程序就进 入相应的主循环程序。
主循环程序主要包括自检循环程序和故障处理程序。
自检循环程序：在保护装置正常运行且系统无故障时运 行，主要包括查询检测报告，专用及通用自检等内容。
置 TV断 线 标 志
采样中断入口
采样计算
工作方式？ 运行
K ST=1？ N
TV断 线 自 检
N TV自 检 通 过 ？ Y TA断 线 自 检
调试方式 Y
置 TA断 线 标 志 修改中断返回地址
N
TA自 检 通 过 ？
Y
Y 起动元件动作？
N
中断出口
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5.2.3 TA断线的自检 在TA二次回路断线或电流通道的中间环节接触不良时，
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5.1 微机保护主程序框图原理
微机保护装置接通电源（上电）或整组复归时，CPU响应复 位中断，进入主程序入口 。 5.1.1 初始化
“初始化”是指保护装置在上电或整组复归时首先执行的 程序，它主要是对微机系统及其可编程扩展芯片的工作方式初 始化、各种标志设置、参数的设置、整定值加载等，以便在后 面的程序中按预定方案工作。
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5.2.1采样计算概述 保护的采样计算就是采用某种适当的算法分别计算
各相电压、电流的有效值、相位、频率及阻抗等。还可 以根据需要进一步计算出各序电压、电流及各序功率方 向，并分别存入RAM指定的区域内，供后续的程序（如逻 辑判断等）使用。
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5.2.2 TV断线的自检
在保护判断起动之前，先检查 电压互感器TV二次是否断线。 在小接地电流系统中，可简单 地按以下两个判据检查TV二次 是否断线。 1、正序电压小于30V，而任一 相电流大于0.1A。 2、负序电压大于8V。