电力系统微机保护第4章 微机继电保护的算法
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线路微机继电保护是电力系统中非常重要的一环,它能够在电力系统出现故障时快速准确地对故障进行定位和保护,保证系统的安全运行。
上线路微机继电保护中,三段式距离保护是其中一种常见的保护方式。
下面我们将介绍三段式距离保护的原理。
1. 三段式距离保护的概念三段式距离保护是指在电力系统中的保护装置对距离保护进行划分,通常分为近、中、远三个保护段。
这三段保护分别对应不同的距离范围,可以满足系统不同位置的保护需求。
三段式距离保护通常应用于输电线路,能够快速准确地定位故障并切除故障段,保护电力系统的安全稳定运行。
2. 三段式距离保护的原理三段式距离保护的原理是基于电力系统中故障发生时的电压和电流的变化规律来进行保护。
具体原理如下:第一段保护:近端距离保护近端距离保护主要是针对距离线路较近的故障进行保护。
当故障发生时,由于电压和电流的变化,距离保护装置会通过比较故障点处的电压和电流来判断故障的位置,并根据之前设定的保护范围来切除故障段落,保护系统的安全。
第二段保护:中段距离保护中段距离保护是针对线路中段的故障进行保护。
当故障距离超过近端距离保护的范围时,中段距离保护会根据故障点处的电压和电流变化情况来判断故障位置,并进行相应的保护动作。
第三段保护:远端距离保护远端距离保护主要是对线路远端的故障进行保护。
当故障发生上线路远端时,距离保护装置会根据故障点处的电压和电流变化情况来判断故障位置,并进行适当的保护动作。
3. 三段式距离保护的优势三段式距禿保护具有以下优势:(1) 定位精准:三段式距禿保护能够根据故障的位置,快速精确地对故障进行定位,保护系统的稳定运行。
(2) 保护范围广:三段式距禿保护能够覆盖线路不同位置的故障,保护范围广,能够适应不同的系统需求。
(3) 动作可靠:三段式距禿保护基于电压和电流的变化来进行保护,动作可靠。
三段式距禿保护的原理清晰、动作灵敏,能够有效地保护电力系统。
三段式距禿保护是线路微机继电保护中的重要组成部分,它通过对电力系统中距禿保护范围进行划分,依据电压和电流的变化来进行保护,能够快速精确地定位故障,并进行保护动作,保证电力系统的安全稳定运行。
电力系统微机继电保护课程设计一、绪论为了提高电力系统运行的可靠性和安全性,保护措施是不可或缺的一部分。
在电力系统中,继电保护是其中最重要的一种保护措施。
继电保护的核心是电路保护,主要包括潮流保护和差动保护两大类。
然而,由于电力系统的复杂性,基于传统继电保护的方法难以满足当前电力系统的保护要求。
因此,微机继电保护的出现,为电力系统保护和安全稳定运行提供了新的技术手段。
二、微机继电保护原理微机继电保护是电力系统中采用电子技术实现的高速、准确地检测故障和定位故障位置的自动化设备。
其原理是在故障的瞬间,通过采集电力系统中的各种信号,并对其进行快速的计算和分析,最终实现对电力系统有序、快速、准确的保护。
其中,微机继电保护的核心是数字信号处理器(DSP)和程序控制器,通过高速计算和分析电力系统中各种数据,最终实现对电力系统的保护。
三、课程设计任务1. 设计任务设计一台基于微机继电保护的电路保护系统,实现对电力系统中的故障进行快速的检测和定位,并保障电力系统的安全稳定运行。
2. 设计内容本次课程设计主要涉及以下内容:1.潮流保护的设计2.差动保护的设计3.基于DSP的高速计算技术4.程序控制器的设计3. 设计思路本次课程设计的思路是:在故障的瞬间,通过采集电力系统中各种信号(如电压、电流等),并通过潮流保护和差动保护等方式对其进行分析,最终实现电力系统的保护。
同时,电路保护系统通过DSP和程序控制器的协同控制,实现对电路保护过程的快速问题诊断。
本次课程设计的关键技术是程序控制器和DSP技术。
四、设计实现步骤1. 选题本次课程设计选题为电力系统微机继电保护课程设计。
2. 分工合作在确定选题之后,按照小组成员的各自特长和兴趣分配任务,各自完成设计和编程任务。
3. 设计和编程根据选题确定设计思路,开始进行电路保护系统的潮流保护和差动保护的设计和编程。
4. 单元测试设计和编程完成后,进行单元测试,分别测试各个模块的功能是否正常。
第二节微机继电保护算法介绍第二节微机继电保护算法介绍第二节微机继电保护算法介绍这一节将要对微机保护算法进行简要概述,并介绍常见的几种算法。
一、微机保护算法概述把经过数据采集系统量化的数字信号经过数字滤波处理后,通过数学运算、逻辑运算、并进行分析、判断,以决定是否发出跳闸命令或信号,以实现各种继电保护功能。
这种对数据进行处理、分析、判断以实现保护功能的方法称为微机保护。
二、常见微机保护算法介绍1. 算法微机保护装置中采用的算法分类:(1)直接由采样值经过某种运算,求出被测信号的实际值再与定值比较。
例如,在电流、电压保护中,则直接求出电压、电流的有效值,与保护的整定值比较。
(2)依据继电器的动作方程,将采样值代入动作方程,转换为运算式的判断。
分析和评价各种不同的算法优劣的标准是精度和速度。
2. 速度影响因素(1)算法所要求的采样点数。
(2)算法的运算工作量。
3. 算法的计算精度指用离散的采样点计算出的结果与信号实际值的逼近程度。
4. 算法的数据窗一个算法采用故障后的多少采样点才能计算出正确的结果,这就是算法的数据窗。
算法所用的数据窗直接影响保护的动作速度。
例如,全周傅氏算法需要的数据窗为一个周波(20ms),半周傅氏算法需要的数据窗为一个半周波(10ms)。
半周波数据窗短,保护的动作速度快,但是它不能滤除偶次谐波和恒稳直流分量。
一般地算法用的数据窗越长,计算精度越高,而保护动作相对较慢,反之,计算精度越低,但是保护的动作速度相对较快。
尽量提高算法的计算速度,缩短响应时间,可以提高保护的动作速度。
但是高精度与快速动作之间存在着矛盾。
计算精度与有限字长有关,其误差表现为量化误差和舍入误差两个方面,为了减小量化误关基保护中通常采用的A/D芯片至少是12位的,而舍入误差则要增加字长。
不管哪一类算法,都是算出可表征被保护对象运行特点的物理量。
5. 正弦函数的半周绝对值积分算法假设输入信号均是纯正弦信号,既不包括非周期分量也不含高频信号。
微机继电保护原理
微机继电保护原理是基于微处理器控制的电气保护装置,其作用是保护电力系统设备和电路免受过载、短路、接地故障等电气故障的损害。
微机继电保护原理主要包括以下几个方面:
1. 数据采集和处理:微机继电保护通过传感器采集电气量如电流、电压、功率等的实时数据,然后通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号,进一步通过采样和计算等处理手段得到电气量的准确数值。
2. 故障识别和判别:基于采集的数据,微机继电保护通过一系列算法和比较判断手段,识别出电气故障的类型和位置,如过载、短路等,并判别故障是否需要断开电路以保护设备。
3. 控制和动作:一旦识别出电气故障,微机继电保护便会向断路器或其他保护设备发送控制信号,触发其动作来切断故障电路。
同时,微机继电保护会生成警报信号,向操作人员发出故障报警。
4. 通信与监控:为了实现对电力系统的远程监控和管理,微机继电保护通常与其他设备进行通信,如与上位计算机、SCADA系统等进行数据交互,向操作人员提供实时信息和动作记录。
总的来说,微机继电保护通过数据采集、故障识别、控制动作和通信监控等方式实现对电力系统的准确保护和管理,提高了
电气故障的检测速度和准确性,从而有效增强了电力系统的可靠性和安全性。
微机继电保护系统的原理、作用和特点微机继电保护系统的原理、作用和特点1.高压(电力)系统继电保护技术的原理是(电气)测量器件对被保护对象实时检测其有关电气量(电流、电压、功率、频率等)的大小、性质、输出的逻辑状态、顺序或它们的组合,还有检测其他的(物理)量(如(变压器)油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等)作为继电保护装置的输入信号,通过数学或逻辑运算与给定的整定值进行比较,然后给出一组逻辑信号来判断相应的保护是否应该启动,并将有关命令传给执行机构,由执行机构完成保护的工作任务(跳闸或发出报警信号等)。
系统工作原理图:2.微机继电保护系统的硬件组成:(1).模拟量输入系统(数据采集系统):包括电压形成、模拟量信号的滤波、采样保持、多路转换(MPX)以及模拟转换等主要环节,最后完成将模拟量输入准确地转换为数字量。
(2).CPU主系统:微处理器、只读存储器(ROM)或闪存内存单元、随机存取存储器(RAM)、定时器、并行以及串行接口等。
微处理器通过执行编制好的程序,完成各种继电保护测量、逻辑和控制功能。
(3).开关量(数字量)输入/输出系统:并行接口(PIA或PIO)、光电隔离器件及有触点的(中间(继电器))等组成,完成保护的出口跳闸、信号、外部接点输入及人机对话等功能。
3.高压电力系统微机继电保护系统的作用是专业对电力系统的正常运行工况进行监测显示,对异常工况进行及时的故障报警、故障诊断或快速切断异常线路(或设备等)的电力保护系统,进而为用户的正常生产、生活(用电)提供保证。
4.高压电力系统的微机继电保护系统特点是:(1).可靠性:继电保护装置有非常好的可靠性,不误动不拒动等。
(2).选择性:正确选择故障部位,保护动作执行时仅将故障部位从电力系统中切除,保证无故障部分继续正常(安全)运行。
(3).速动性:快速反应及时切除故障。
(4).灵敏性:灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反应能力。
前言电系统的不断发展和安全稳定运行,给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。
但是,电力系统一旦发生自然或人为故障,如果不能及时有效控制,就会失去稳定运行,使电网瓦解,并造成大面积停电,给社会带来灾难性的后果。
继电保护(包括安全自动装置)是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。
许多实例表明,继电保护装置一旦不能正确动作,就会扩大事故,酿成严重后果。
因此,加强继电保护的设计和整定计算,是保证电网安全稳定运行的重要工作电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。
因此,继电保护技术得天独厚,在几十年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
(1)机电式继电保护阶段。
(2)晶体管式继电保护阶段。
(3)集成电路式继电保护阶段。
(4)计算机式继电保护阶段。
随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。
可以说从20 世纪90 年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
本次课程设计主要任务是通过对某简单电网进行继电保护系统设计,掌握继电保护的配置方法、基本原理和整定计算的基本方法,深化对线路、变压器、母线等元件的继电保护基本原理和装置结构的理解,掌握各种元件的保护配置和故障后的动作特性,掌握微机保护中各种保护的整定方法、接线方法。
掌握判定微机继电保护装置正确动作的方法。
第一章继电保护的配置按照《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB14285-93)及《电力装置的继电保护和安全自动装置设计规范》(GB50062-92)的要求,35kV及以上中性点非直接接地电力网的线路,对相间短路和单相接地,应按本节的规定装设相应的保护。
保护装置采用远后备方式。
对单侧电源线路,可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护。
对单相接地故障,应在发电厂和变电站母线上,装设单相接地监视装置,监视装置反映零序电压,动作于信号。
电力系统微机继电保护教学设计1. 前言电力系统是现代社会不可或缺的能源来源,而继电保护则是电力系统中至关重要的一环。
作为一种传统的电力系统保护方法,继电保护具有可靠性高、响应速度快等优点。
然而,在传统继电保护的基础上,随着微机技术的不断发展,电力系统微机继电保护的应用也越来越广泛。
因此,本文将介绍一种基于电力系统微机继电保护的教学设计,通过实践性强的教学方法,提高学生对电力系统微机继电保护知识的理解和应用能力。
2. 目标本教学设计的主要目标是:•通过实践性强的教学实验,提高学生对于电力系统微机继电保护的认知和理解能力;•通过课堂教学和实践操作相结合的方式,培养学生的问题解决能力和实践能力;•通过学生团队协作和交流,增强学生的协作和沟通能力。
3. 教学内容3.1 理论知识讲解在教学过程中,将对电力系统微机继电保护的相关理论知识进行讲解。
主要内容包括:•电力系统中的故障类型和故障原因分析;•常见的电力系统继电保护方案及其原理;•微机继电保护技术的发展现状及其优势。
3.2 实践操作在理论知识讲解后,介绍教学实验的具体步骤和操作流程,包括:•微机继电保护装置的基本使用方法和注意事项;•基于MATLAB/Simulink开展电力系统稳态和暂态分析;•通过故障模拟器实现电力系统故障模拟。
3.3 课堂讨论学生在实验操作完成后,将在课堂上对实验过程进行回顾和讨论,包括:•实验中遇到的问题和挑战,及其解决方法;•对教学实验过程和结果的评价和总结;•根据实验结果,探讨微机继电保护技术在电力系统中的应用前景。
4. 教学材料•计算机和微机继电保护装置;•MATLAB/Simulink软件平台;•电力系统故障模拟器。
5. 教学方法在教学过程中,采用以下教学方法:•讲解法:通过讲解电力系统微机继电保护的理论知识,引导学生理解微机继电保护的重要性和优势。
•实践操作法:通过实践性强的教学实验,让学生亲身感受微机继电保护在电力系统中的应用及其效果。
山东理工大学成人高等教育 微机继电保护 复题库一、名词解释1、三相一次重合闸:2、微机保护的算法:3、 电力系统自动低频减载:4、三段式电流保护:5、微机保护的数据采集系统:6、反时限过电流保护:7、输电线路三段式电流保护: 8、距离保护: 9、.综合重合闸: 10、励磁涌流: 11、按相启动: 12、备用电源自投: 二、选择题:1、在微机保护中,A/D 代表( );A: 数字信号处理单元 B: 微处理器 C: 模数转换器 D: 低通滤波器; 2、 在微机保护中,S./H 代表( );A: 多路转换开关 B: 低通滤波器 C: 采样保持电路 D: 电压变换器 3、 在微机保护中,VFC 代表( );A: 低通滤波器 B: 采样保持电路 C: 电压频率变换器 D: 多路转换开关 4、 当输电线路A 相发生单相接地故障时,在故障初始阶段,相电流突变量的特征是( ) A: A 相最大,B 、C 相等。
B: B 相最大,A 、C 相相等。
C: B 相等于零,A 、C 相相等。
D: A 、B 、C 三相相等5、 在中性点非直接接地系统中,为了提高供电可靠性,电流保护的接线方式一般采用( ) A: 三相星形接线 B: 两相星形接线 C: 00接线方式 D: 900接线方式6、通常抑制电磁干扰的方法中,不属于常用措施的是( ) A: 抑制干扰源 B: 增强保护装置的电磁屏蔽 C: 阻断干扰通道 D: 降低受保护装置的噪声敏感度7、根据采样定理,采样频率f s 和被侧信号的最高频率f max 应满足:( ) A: max f f s > B: max 2f f s > C:max 5f f s > D: max 2f f s <第1页 共7页8、采样周期为Ts 的离散控制系统,如果系统的脉冲传递函数H(Z)已知时,则系统的频率特性表达式为( )A: )(Z H B: )(ωj H C: )(ωj e H D:)(s T j e H ω 9、当发生AB 两相短路故障时,相电流差突变量启动元件AC BC AB I I I ∆∆∆,,中,动作最灵敏的是( )A: AB I ∆ B: BC I ∆ C: CA I ∆ D: BC AB I I ∆∆,10、在中性点直接接地系统中,当采用综合重合闸时,在线路发生单相接地故障时,保护的动作状态是( )A: 跳故障相重合; B: 跳任一相重合; C: 跳三相重合; D: 保护前加速。
电力系统微机继电保护技术导则一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,而微机继电保护技术在电力系统中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍电力系统微机继电保护技术的相关内容,包括其定义、发展历程、应用领域、工作原理等。
二、定义与发展历程2.1 定义微机继电保护技术是指利用微处理器和相应的软件实现对电力系统进行故障检测、故障定位和故障切除等操作的一种保护技术。
2.2 发展历程微机继电保护技术起源于20世纪70年代,当时计算机技术正处于迅速发展阶段。
最早的微机继电保护装置采用离散元件构成的逻辑线路来实现逻辑控制功能。
随着集成电路技术的进步,20世纪80年代中期出现了第一代真正意义上的微机继电保护装置。
经过几十年的发展,到了21世纪初,微机继电保护装置已经成为电力系统保护的主流技术。
随着计算机硬件和软件技术的不断进步,微机继电保护装置在功能、可靠性和性能上得到了显著提升。
三、应用领域微机继电保护技术广泛应用于各类电力系统,包括发电厂、变电站、配电网等。
它可以实现对电力系统各个环节的保护,包括线路、变压器、发电机等。
四、工作原理微机继电保护装置由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括微处理器、采样模块、通信模块等;软件部分则是通过编程实现各种功能。
4.1 采样与数据处理微机继电保护装置通过采样模块对电力系统的信号进行采样,获取相应的数据。
然后,通过数据处理算法对采样得到的数据进行处理,以便进行故障检测和定位。
4.2 故障检测与定位基于采样得到的数据,微机继电保护装置可以实时监测电力系统中的故障情况,并通过判断故障类型和位置来进行相应的保护操作。
常见的故障检测和定位算法包括差动保护、过电流保护和距离保护等。
4.3 故障切除当微机继电保护装置检测到电力系统中存在故障时,它会根据预设的逻辑控制策略,切除故障部分,以避免故障扩大和对系统造成更大的损害。
五、优势与挑战5.1 优势微机继电保护技术相比传统的继电保护技术具有如下优势:•功能强大:微机继电保护装置可以实现多种复杂的功能,如差动保护、距离保护等。
山东理工大学成人高等教育 微机继电保护 复习题一、名词解释1、三相一次重合闸:2、微机保护的算法:3、 电力系统自动低频减载:4、三段式电流保护:5、微机保护的数据采集系统:6、反时限过电流保护:7、输电线路三段式电流保护: 8、距离保护: 9、.综合重合闸: 10、励磁涌流: 11、按相启动: 12、备用电源自投: 二、选择题:1、在微机保护中,A/D 代表( );A: 数字信号处理单元 B: 微处理器 C: 模数转换器 D: 低通滤波器; 2、 在微机保护中,S./H 代表( );A: 多路转换开关 B: 低通滤波器 C: 采样保持电路 D: 电压变换器 3、 在微机保护中,VFC 代表( );A: 低通滤波器 B: 采样保持电路 C: 电压频率变换器 D: 多路转换开关 4、 当输电线路A 相发生单相接地故障时,在故障初始阶段,相电流突变量的特征是( ) A: A 相最大,B 、C 相等。
B: B 相最大,A 、C 相相等。
C: B 相等于零,A 、C 相相等。
D: A 、B 、C 三相相等5、 在中性点非直接接地系统中,为了提高供电可靠性,电流保护的接线方式一般采用( ) A: 三相星形接线 B: 两相星形接线 C: 00接线方式 D: 900接线方式6、通常抑制电磁干扰的方法中,不属于常用措施的是( ) A: 抑制干扰源 B: 增强保护装置的电磁屏蔽 C: 阻断干扰通道 D: 降低受保护装置的噪声敏感度7、根据采样定理,采样频率f s 和被侧信号的最高频率f max 应满足:( ) A: max f f s > B: max 2f f s > C:max 5f f s > D: max 2f f s <第1页 共7页8、采样周期为Ts 的离散控制系统,如果系统的脉冲传递函数H(Z)已知时,则系统的频率特性表达式为( )A: )(Z H B: )(ωj H C: )(ωj e H D:)(s T j e H ω 9、当发生AB 两相短路故障时,相电流差突变量启动元件ACBC AB I I I ∆∆∆,,中,动作最灵敏的是( )A: AB I ∆ B:BC I ∆ C: CA I ∆ D: BCAB I I ∆∆,10、在中性点直接接地系统中,当采用综合重合闸时,在线路发生单相接地故障时,保护的动作状态是( )A: 跳故障相重合; B: 跳任一相重合; C: 跳三相重合; D: 保护前加速。