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微机型机电保护装置的发展

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微机保护论文

微机保护论文

浅谈微机保护的发展姓名：王新新学院：电气工程学院班级：08电自学号：2008534123摘要：为了提高供电质量，维护电力系统安全、稳定运行，微机继电保护的研究发展至关重要。

本文回顾了国内外电力系统继电保护技术发展的过程，概述了微机继电保护技术的成就，继电保护技术计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。

电力系统微机继电保护朝着高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵活性和网络化、智能化发展。

关键词：微机保护优点发展过程发展趋势0引言随着国民经济持续快速发展以及人民大众生活水平的日益提高，电力用户对电能的需求量越来越大，对供电质量要求也越来越高，同时电力部门又受减员增效的制约，在大规模发展建设电网同时，人员配备却没有相应增加，于是近几年无人值班变电站迅速发展起来，建成了一批能够实现“四遥”甚至综合自动化功能的局域性电网。

即提高了供电质量，又节约相当的人力、物力成本，使电力企业创造出更佳的经济效益。

但是，国内外的运行经验表明，电网在发生自然或人为故障时，如果故障不能得到及时有效的控制，电网将会失去稳定运行，甚至会瓦解，造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。

因此，自从出现电力系统以来，如何保证其安全稳定运行，一直是一个永恒的主题。

继电保护装置（包括安全自动装置）是保障电力系统安全稳定运行的重要装置之一，它们在电力系统中得到了广泛的应用。

电力工业生产发展的需要和新技术的不断出现，是电力系统继电保护原理新技术不断产生的基本源泉。

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的注入了新的活力，由于微机在继电保护中的应用，使继电保护发生了根本性的变化，并采用了很多新原理和新技术。

从而使电力系统运行更加稳定，输电质量显著提高，为国民生产提供可靠的能源保障。

1.微机保护的国内外历史及发展概况电力系统继电保护是指继电保护技术和由继电保护装置组成的继电保护系统。

继电保护技术的历史现状及发展

继电保护技术的历史现状及发展

继电保护技术的历史现状及发展继电保护技术的历史现状及发展电力系统在生产过程中，伴随着各类故障，而在发生故障时往往会造成很严重的后果。

例如：电力系统电压大幅度下降，电气设备无法正常工作。

或者故障处有很大的短路电流，产生的电弧烧坏了电气设备。

还可能破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。

所以，如何防止故障的发生对整个电力系统就显的尤为重要。

因此，通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续的供电的继电保护装置就成为了电力系统中的重要一环。

继电保护装置是电力系统的重要组成部分。

对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。

由于电力系统的特殊性，电气故障的发生是不可避免的。

一旦发生局部电网和设备事故，而得不到有效控制，就会造成对电网稳定的破坏和大面积停电事故。

现代化大电网对继电保护的依赖性更强，对其动作正确率的要求更高。

一、继电保护技术的发展历史继电保护技术与当代新兴科学技术相比，继电保护技术已经是相当古老了，然而电力系统继电保护作为一门综合性科学又总是充满青春活力，处于蓬勃发展中。

之所以如此，是因为它是一门理论和实践并重的科学技术，又与电力系统的发展息息相关。

电力系统在飞速发展的同时，也对继电保护装置不断提出新的要求。

电子技术、计算机技术与通信技术的快速发展又为继电保护技术不断地注入了新的活力。

继电保护技术以电力系统的需要作为发展的泉源，同时又不断地吸取相关的科学技术中出现的新成就作为发展的手段。

电力系统继电保护技术的发展过程充分地说明了这一点。

到现在，继电保护技术已经经过了机电式、半导体式、微机式等三个发展阶段。

1、机电式18世纪末人类已开始利用熔断器防止在发生短路时损坏设备，建立了过电流保护原理。

19世纪初，随着电力系统的发展，继电器被广泛应用于电力系统的保护。

这个时期被认为是继电器保护技术发展的开端。

第九章-微机保护概述

第九章-微机保护概述

1．半周积分算法
半周积分算法的依据是
S
T
2 0
U
m
s in tdt
Um
cos t
T
2 02UmT NhomakorabeaUm
即正弦函数半周积分与其幅值成正比。
式(9-6)的积分可以用梯形法则近似求出：
(9-6)
S
[
1 2
(
u0
u1 )
1 2 ( u1
u2
)
1
2
(
u
N 2
1
uN
2
)]Ts
(9-7)
1
N 21
阻
抗
ui
变 换
器
1
阻
S
抗
变 换
uo
器
Ch
2
s(t)
3.模拟低通滤波器（ALF）
滤波器是一种能使有用频率信号通过，同时抑制无用频率 信号的电路。对微机保护系统来说，在故障初瞬间，电压、 电流中可能含有相当高的频率分量（例如2kHz以上）， 为防止频率混叠，采样频率不得不取值很高，从而对硬件 速度提出过高的要求。但实际上，在这种情况下可以在采 样前用一个低通模拟滤波器(ALF)将高频分量滤掉，这样 就可以降低采样频率，降低对硬件速度的要求。
y(n) x(n) x(n k)
(9-1)
x(t)
A1 sin 2f1t
A3 sin 3f1t t
t nTS kTS t nTS k TS
图 9-12 差 分 滤 波 器 滤 波 原 理 说 明
那么上式所示的滤波器是如何起到滤波作用的哪？我们以图
9-12来说明滤波的原理。设输入信号中含有基波，其频率
开关量输入有两类：

电动机保护装置的发展展望

电动机保护装置的发展展望
曲线很难保持一致，从 而对 电动机发生通风不畅、扫膛 、堵
虽然 电子式保护继 电器 比热继电器发展较晚，但由于它 具有动作 灵敏 、工 作可靠 、精确度高、耐冲击振动、重复性
好、功能强大 、功耗 小、节能等热继 电器无法 比拟 的优势 ， 已经成为 电动机保护装置 的一个主要品种 。
２３ 温度 保 护 继 电 器 ＿
中图分类号：Ｔ ０ ＿ Ｍ３ ７３
１ 引言
文章标识码：Ｂ
文章编号： １７ －０ ４（０ ７ ２０ １－２ ６ ２２ ９ ２ ０ ）０ －１６０ 号 《 关于公布机械工业第十六批淘汰落后机 电产品项 目的通 知》文件 ，明确 淘汰 了落 后机 电产 品 “Ｒ －６ Ｊ Ｏ １”系列热继 电 器，并且把 电子型 电机保护控 制装备列为热继电器 的替代产
电动机其它
机 电设备的动力源泉 。电动机正 常地输 出动力是其所驱动设
备正常工作的前提 。在现代工矿 企业 中，以电动机作为动力 的比例 占全部动力 的 ９ ％以上 ， ０ 这些 电动机多数处于应用环 境恶劣，尤其是在火力发 电厂 、矿产 、钢铁、冶金和石化企 业，以及高温 、高湿 、多尘埃 的工况条件下，很容易使 电动
二十世纪 ５ ０年代 以来，我国中小容量的电动机保护采
电子式保护器均采用人工可调定 时限保护特性，无法实现与 电动机热过载 曲线相匹配的反时限特性保护，只能实现单点 式保护 ，并且该保护装置一般采用 定时避开起动 电流措施 ， 以防止正常起 动时保护 误动 作，但如果起动过程中出现异常 故障 ，则 电动机 就得不到保护 。另外， 由于电网电压波动 、 电磁干扰以及其 自身发 热因素 ，使其故障率很高；针对 电动 机 的扫堂、风机损坏 、风路阻塞、轴 承等故障引起 的电动机

继电保护发展历史阶段

继电保护发展历史阶段
大数据与云计算应用
现代继电保护装置结合大数据分析和云计 算能力，实现了电力系统的全面监测和管 理。例如，通过智能电网和物联网技术， 继电保护能够实时监控和分析电力系统的 各项参数，确保其高效、安全运行。
02 半导体时代
晶体管在继电保护中应用
晶体管基本特性
晶体管在继电保护中的应用始于20世纪50年代末 期。它具备开关特性，能够实现快速开通和关闭， 从而为电力系统的自动化提供支持。此外，晶体管 具有抗干扰稳定性和长期运行的高可靠性。
智能型继电保护特点
智能型继电保护结合了计算机技术和人工 智能，具备自学习和自适应能力。它能够 根据实时数据动态调整保护策略，提高系 统的可靠性和安全性。但技术复杂，需要 较高的维护要求。
代表案例分析
晶体管继电保护装置
20世纪60年代，晶体管技术在继电保护 领域得到广泛应用。这一时期的装置以小 型化、可靠性高为特点，大幅提升了电力 系统的安全性和稳定性，是继电保护发展
数据采集与处理
微机继电保护通过高精度的传感器和模 数转换器进行数据采集，将模拟的电气 量转换为数字信号。随后，利用数字滤 波技术对采集到的数据进行清洗和优化 ，确保数据的准确性和可靠性。
特征量提取与算法设计
微机继电保护根据电力系统的运行状态 和故障特征，提取关键的特征量，如电 流突变、电压幅值下降等。通过设计合 适的保护算法，如差动保护、比率制动 等。
系统中的适用性受到限制。
光纤继电保护特点
光纤继电保护利用光纤传输信号，具有抗 电磁干扰能力强和数据传输速度快的特点 。它能够提供高精度的保护功能，特别适 用于超高压和远距离输电线路。但其成本
较高，且对光纤质量要求严格。
微机继电保护特点
微机继电保护引入了数字化技术，具备快 速、灵活和高可靠性的特点。它能实现复 杂的算法和策略，提高了系统的自动化水 平。然而，其高度依赖电子元件，增加了 系统故障的风险。

微机保护的现状与展望

微机保护的现状与展望

微机保护的现状及展望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，电力系统继电保护经过长期发展，已经进入微机继电保护发展时期。

为此,对微机继电保护的发展史作了简述,指出其与传统的继电保护相比所具有的优点。

重点介绍了微机继电保护的新趋势,即自适应控制技术、人工神经网络、变电所综合自动化技术的应用。

一、微机保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。

它起源于20世纪60年代中后期,是在英国、澳大利亚和美国的一些学者的倡导下开始进行研究的。

20世纪60年代中期,有人提出用小型计算机实现继电保护的设想,但是由于当时计算机的价格昂贵,同时也无法满足高速继电保护的技术要求,因此没有在保护方面取得实际应用,但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究,为后来的继电保护发展奠定了理论基础。

计算机技术在20世纪70年代初期和中期出现了重大突破,大规模集成电路技术的飞速发展,使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。

价格的大幅度下降,可靠性、运算速度的大幅度提高,促使计算机继电保护的研究出现了高潮。

在20世纪70年代后期,出现了比较完善的微机保护样机,并投入到电力系统中试运行。

20世纪80年代,微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟,并已在一些国家推广应用。

20世纪90年代,电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代,它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。

我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期,尽管起步晚,但是由于我国继电保护工作者的努力,进展却很快。

经过10年左右的奋斗,到了20世纪80年代末,计算机继电保护,特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。

我国对计算机继电保护的研究过程中,高等院校和科研院所起着先导的作用。

从70年代开始,华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。

微机型继电保护


3.能操作保护出口回路压板、动作信息的复归； 4.管理好打印机和打印报告，防止其卡纸和报告丢失，熟悉打印信息； 5.了解保护装置现有定值； 6.熟悉保护装置的运行环境要求。
检修基本要求
（一）检修时间 在装置无故障的情况下，建议6年检修，每两年可作一次小修。 （二）小修内容
1.检修电源； 2.输入通道检查； 3.检查定值； 4.出口检测； 5.插件完好性检查； 6.校正时钟。 （三）大检修基本内容 1.清洁处理； 2.检查端子； 3.保护静态测试； 4.小修中各项试验 5.保护联动试验。
（五）电源系统 通常这种电源是逆变电源，即将直流逆变为交流，再把交流整定为 微机系统所需的直流电压。 作用：它把水电站的强电系统的直流电源与微机的弱点系统电源完 全隔离开。 微机继电保护装置的抗干扰措施 可靠性是对继电保护的基本要求之一，它包括不误动和不拒动两方面。 除了保护的基本原理应满足可靠性要求，还有两个因素影响保护 的可靠性，这就是干扰和元件损坏，这些都不应该引起误动和拒 动。 为了防止由于干扰使保护的可靠性下降，微机保护通常在硬件及软件 方面采取以下防范：
电流差动保护
差 动 保 护 的 动 作 特 性
各相差动保护判据如下： 1、 当 Iop Icd ，且 Iop 3Icd 时，
Iop 0.6Ires 时满足动作条件； 2、 当 Iop 3Icd ，且 Iop I res 2Icd 时，满足动作条件。 I res 其中，分相差动电流 Iop IM I N ， I M I N 分相制动电 I 流 ；I M 、 N 分别是任一相两侧的电流。
中性点直接接点系统的110KV输电线路一般可以配置三段式相间距 离及接地距离保护、四段式零序电流保护、双回路相继速动保护、 不对称故障相继速动保护、三相一次重合闸等保护。

微机保护装置在10kV电力系统中的合理选用

微机保护装置在10kV电力系统中的合理选用【摘要】通过对微机保护装置的性能特点的介绍，突出了微机保护装置在10kV电力系统中应用的优越性。

在10kV电力系统中采用微机保护装置是电网智能化发展的必然趋势。

尽管微机保护的价格比传统继电器高出了许多，但它能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班，以另一种方式大大大节约了成本。

列举了目前10kV电力系统中主要应用的微机保护型号和工程应用中的一些注意点，以期对10kV配电设备的设计人员有一定的指导作用和实践价值。

【关键词】微机保护；电力系统；选用随着计算机技术和我国国民经济的持续快速发展，微机保护装置以其具有强大的数据处理能力、自检功能、使用方便、易于事故分析、节省了二次控制设备的安装空间等优点在电力系统中得到了广泛应用，成为继电保护发展的必然趋势。

如何合理选好且用好微机保护装置，不仅关系到10kV电力系统运行的安全性、可靠性、稳定性，而且关系到变电所初期的投资成本和今后运行的经济效益。

1.微机继电保护装置的性能特点1.1 改善和提高保护性能，动作正确率高由于微型机的应用，可以采用一些新原理和方法，解决一些常规保护难以解决的问题，因此保护性能很容易得到改善和提高。

微机保护装置软件计算具有实时性特点，在电力系统发生故障的暂态时期内，就能正确判断故障，当故障发生变化或进一步发展，也能及时判断和自纠，其运行正确率很高已在运行实践中得到证明。

1.2 可靠性高可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。

微机保护可对其硬件和软件连续自检，有极强的综合分析和判断能力。

它能够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动；同时，软件也具有自检功能，对输入的数据进行校错和纠错，即自动地识别和排除干扰，因此可靠性很高。

1.3 灵活性大由于微机保护的特性主要由软件决定，因此替换改变软件就可以改变保护的特性和功能，特别是进口保护以逻辑图管理的方式，用户可以根据电力系统的实际需要进行组合并编程，以实现过流、速断、重合闸、温度、瓦斯等等不同的保护功能，且软件可实现自适应性，依靠运行状态自动改变整定值和特性，从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。

微机保护-绪论


8 通道隔离数字 量输入和 8 通道 继电器输出卡
能够提供隔离数字量输入 通道和隔离数字量输出通 道,隔离保护电压可达到 2500VDC.它们是要求采 取高电压隔离工业应用的 理想选择.此外,所有输出 通道都提供高电压保护
双口隔离 CAN总线接 口卡



ห้องสมุดไป่ตู้
计算机控制系统(Computer Control System，简 称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助 部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的 而构成的系统。 辅助部件：输入输出接口、检测装置和执行装 置等。 与被控对象的联系和部件间的联系：可以是有 线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进 行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微 波、无线电波、光波等进行联系。 控制目的：可以是使被控对象的状态或运动过 程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目 标。
0.2.3功能方面的不同
1）常规保护装置的功能单一，仅仅是保护功能， 而微机保护装置除了能够作到与常规保护完全相同的 功能外，还可以提供一些附加功能，例如距离保护的 故障类型判别，故障测距，故障录波，事件记录，零 序电流方向保护的开口三角电压的极性判断。电压互 感器的二次是否发生断线等信息。 2）用一套微机保护装置所实现的保护功能远比 一台常规保护实现的保护功能多。 3）微机保护具有完善的网络通信功能，可适应 无人值守或少人值守的自动化变电站。
0.1.1继电保护装置构成的一般原理
定值是根据电力系统的 经过理论分析得到的各种保护原理要真正 结构、参数及运行条件、 整定计算的原则计算或 应用于电力系统还要制造成实际的装置——继 根据运行经验给出。 电保护装置。
测量部分 逻辑部分 执行部分
测量部分是将保护对象的有关电气量经 定值 执行部分是保护动作跳闸或发信号 逻辑部分是将若干个测量部分 互感器变换输送到继电保护装置，进行 的执行机构，一般是继电器的空接 的结果、出现的时间顺序并考 测量或计算，并与给定的定值进行比较， 点输出，接于变电站的直流操作回 虑其它一些特定的状态按照一 得到用于判断保护是否该动作的一个结 路，实现对断路器的控制。 定的逻辑关系构成保护是否动 果，作为逻辑部分的一个输入条件。 作于跳闸或发信号。

微机继电保护装置的硬件原理

移相、提取某一分量或抑制某些分量等，根据需要可 以通过软件来实现。
在非周期分量的作用下容易饱和，线性度较差，动态 范围也较小。
一般采用电流变换器将电流信号变换为电压信号
第一章 微型机保护的硬件原理
1－2 模拟量输入系统（数据采集系统）
Z 为模拟低通滤波器及A/D 输入端等回路构成的综合 阻抗，在工频信号条件下，该综合阻抗的数值可达 80KΩ 以上
在逻辑输入为高电平时 AS 闭合，此时，电路处于采样 状态。Ch 迅速充电或放电到usr(t)在采样时刻的电压值。 AS 的闭合时间应满足使Ch 有足够的充电或放电时间 即采样时间，显然希望采样时间越短越好。这里，应 用阻抗变换器I 的目的是，它在输入端呈现高阻抗，对 输入回路的影响很小；而输出阻抗很低，使充放电回 路的时间常数很小，保证Ch 上的电压能迅速跟踪到 usr(t)在采样时刻的瞬时值。
跟随器的输入阻抗很高（达1010Ω），输出阻抗很低 （最大6Ω），因而A1对输入信号usr来说是高阻，而在 采样状态时，对电容Ch 为低阻充放电，故可快速采样。 又由于A2 的缓冲和隔离作用，使电路有较好的保持性 能。
第一章 微型机保护的硬件原理
二、采样保持电路和模拟低通滤波器
（二）对采样保持电路的要求
阻抗变换器I 和Ⅱ可由运算放大器构成。
TC 称为采样脉冲宽度，TS 称为采样间隔（或称采样 周期）。
等间隔的采样脉冲由微型机控制内部的定时器产生。
第一章 微型机保护的硬件原理
二、采样保持电路和模拟低通滤波器
（二）对采样保持电路的要求
1）Ch 上电压按一定的精度（如误差小于0.1％）跟踪上 Usr 所需要的最小采样宽度Tc（或称为截获时间），对 快速变化的信号采样时，要求Tc 尽量短，以便可用很 窄的采样脉冲，这样才能更准确地反映某一时刻的Usr 值。
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微机型机电保护装置的发展及在氧化铝厂的应用芦伟（山东铝业股份有限公司山东淄博255065）[摘要]：回顾国内变电站自动化技术发展的过程，分析变电站自动化系统现状和发展趋势及继电保护和监控在技术和管理上的优势，以及在山铝氧化铝厂螺该压缩机电动机的应用。

[关键词]：1、引言在国内，变电站自动化系统、电动机保护，包含传统的自动化监控系统，继电保护、自动装置等设备，是集保护、测量、控制、远传等功能为一体，通过数字通信及网络技术来实现信息共享的一套微机化的二次设备及系统。

自20世纪90年代以来，变电站自动化技术一直是我国电力行业的热点技术之一。

目前全国已新建变电站基本上都采用了自动化系统模式，同时每年还有许多老变电站的技术改造，也基本上以自动化系统模式为主。

2.1 继电保护技术的发展（1）继电保护技术的发展历程90年代以前，对线路、电动机采用传统电磁型继电保护:DL型线路电流保护、GL型电动机过流保护，DY电压型继电保护、DS型时间继电器延时保护、DD型零序保护。

从90年代初期出现集成电路组合型综合保护装置LL型，在使用过程中因其运行不可靠没有推广应用。

（2）继电保护的现状从90年代初至今，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。

随着微机保护装置的深入研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。

微机保护已成为电力系统保护、监控、通信、调度自动化系统的重要组成部分。

目前，国内继电保护的发展已达到甚至超过国外同行业的水平。

在保护硬件构成方面，国内的微机保护经历了8位CPU、16位CPU等几个阶段，当前已发展到利用DSP技术进行信号处理、32位CPU冗余设计、高精度模数变换、装置内采用网络通信技术、硬件模块化设计等先进水平阶段。

在电磁兼容设计方面均有独到之处，具有很高可靠性。

在保护的原理方面，国内微机保护的水平很多方面已赶上国外的同类产品。

虽然起步较晚，经过多年的研究已克服了早期的元件微机型保护可靠性不高，灵敏度低，动作速度慢，TA饱和影响较大等缺点。

在110kV及以下电压等级的变电站综合自动化系统中，继电保护装置普遍采用保护测控一体化技术，即所谓的四合一装置。

每个四合一装置不但可完成继电保护功能，而且还可完成测量、控制、数据通信功能，成为整个电力系统计算机网络上的一个智能设备。

3、变电站自动化技术发展趋势3.1 IEC61850标准的推广应用IEC 61850是国际电工委员会TC57制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，为基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，也是国家电力行业相关标准的基础。

为适应未来数字化变电站发展的趋势，IEC61850标准按通信体系及设备功能将变电站自动化系统分为3层：变电站层、间隔层、过程层。

变电站层设备由带数据库的计算机、操作员工作台、远方通信接口等组成；间隔层设备由每个间隔的控制、保护或监视单元组成；过程层设备典型的为远方I/O、智能传感器和执行器等。

3.2 变电站自动化系统向高集成化、数字化、标准统一化方向发展随着集成电路和计算机技术的飞速发展，各种新型的大规模集成电路将会进一步应用在继电保护和测控装置上，如32位CPU、数字信号处理芯片DSP、高速数据采集系统、嵌入式实时操作系统、大容量Flash、可编程逻辑器件CPLD、FPGA等。

这些新器件的应用将使保护和测控装置的电路板更加小型集成化，装置通信、数据存储及处理能力更强。

将间隔的控制、保护、故障录波、事件记录和运行支持系统的数据处理等功能，通过模块化设计集成在一个统一的多功能数字装置内是可行的。

高集成化系统的发展，无疑能降低成本，提高系统可靠性，有利于实现统一的运行管理。

目前在许多中低压站已实现。

变电站自动化系统最终向数字化发展，指的是智能化电气的发展，如智能开关设备、光电式电压和电流互感器、智能电子装置(IED)等的出现，使变电站自动化技术进入了数字化阶段。

智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路逐渐取代传统的一次回路，使变电站层、间隔层、过程层最终用网络联接起来，并实现统一的通信标准。

4、微机保护山铝及氧化铝厂的应用4.1 概述在谈这个问题之前先进行上面的论述是为了能更加清晰地分析山铝在应用微机保护方面的经验教训，为今后更加合理、科学地提高我厂应用微机保护的水平，在我厂的变电站自动化发展方面提供一些个人想法。

山铝公司最早应用微机保护和变电站综合自动化是在1998年，在此之后在各个分厂陆续得以应用。

虽然在全国来说时间不算早但在同行中也算是较早的。

氧化铝厂最早应用微机保护是在2004年。

总体上来说，山铝公司在应用微机保护方面主要有以下特点：1、使用的品牌种类由于使用的品牌种类较多，便可以比较出各品牌的微机保护在功能、性能、质量、服务、价格等方面的差异，为今后选择性能价格比最适合于山铝公司的微机保护提供了比较多的信息。

新建或改造项目在选用微机保护方面会少走一些弯路。

2 使用效果总体上来说使用效果还是不错的，仅个别国产厂家的微机保护在抗干扰方面存在一些问题。

3 、技术的先进性由于使用的品牌种类较多，各厂家微机保护的先进性也就参差不齐。

一般地说，进口保护优于国产保护；国产保护技术水平差异较小（即使是拿国内同行知名厂家和一般厂家相比）。

4.2 氧化铝厂微机保护的应用2004年氧化铝厂23配最早使用微机保护，是Schneider（施耐德公司）的Sepam系列微机保护。

到目前为止使用效果很好。

由于考虑到进口保护的价格毕竟比国产保护要高，所以我们在2006年氧化铝厂23配改造项目上选用了国产的微机保护。

经过分析对比、调查研究，我们选用的是珠海施诺电力科技有限公司生产的S300系列微机保护。

S300系列微机保护主要有以下特点：1）、技术先进S300系列微机型继电保护装置采用当今工业控制行业最先进的硬件平台：CPU采用ARM芯片，保护与测量分别采用不同的32位CPU，实现了真正意义的双CPU。

硬件原理框图如下：上面谈到：“在保护硬件构成方面，国内的微机保护经历了8位CPU、16位CPU等几个阶段，当前已发展到利用DSP技术进行信号处理、32位CPU冗余设计”。

在国内微机保护的生产厂家中，目前像南瑞、南自、四方等大公司在100kV以上电压等级的微机保护上采用双CPU、DSP技术，在6~10kV工厂变电站微机保护上并未采用，而其它小公司宣传的双CPU、DSP技术还仅仅停留在宣传概念上,实际供应市场的保护硬件采用的CPU是80系列的80C196KC。

但是，S300系列微机型继电保护装置采用的是当今工业控制行业最先进的ARM芯片。

以下是ARMAT91RM9200 是Atmel 公司推出的针对嵌入式应用的32 位嵌入式处理器，它集成了多种外围部件，主要特性包括：ARM920T 处理器核心；内置16K SRAM内置的10/100M 以太网MAC 控制器4 个UART 通道1 个USB HOST 1 个USB DEVICE 接口3 个同步串行控制器6 个16 位定时器，一个32 位实时钟一方面，保护与测量分别采用双CPU，既保证了保护的速动性与可靠性，又能保证测量精度的要求，克服了一个CPU要么动作快但测量精度不高、要么测量精度够但保护速动性差的缺点；另一方面，由于硬件的先进，使得很多强大的功能得以实现。

S300系列微机型继电保护装置优良不仅具备多样的的通讯口（以太网、USB、双现场总线），而且内置：Modbus、IEC870-5-101、103等多种通讯规约，不仅方便与各种通讯网络的连接而且符合微机保护的发展趋势：上面“3.1 IEC61850标准的推广应用”提到“IEC 61850是国际电工委员会TC57制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，为基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，也是国家电力行业相关标准的基础”，S300系列微机型继电保护装置能够内置多种标准协议并且已有IEC870-5的相关协议，则可以比较轻松地实现向IEC 61850的转换。

2）、功能强大2.1 RTOS实时多任务操作系统S300系列微机型继电保护装置软件编程采用实时多任务操作系统的应用，改变了传统微机保护的编程理念，各种高级的软件功能得以实现，能够合理而有效地利用CUP资源，避免了传统设计很难合理安排使用CPU的资源而造成软件整体可靠性、实时性、稳定性的下降。

目前国内保护尚无采用实时多任务操作系统的。

2.2 具备谐波分析、故障录波功能在工厂环境使用的微机保护，如果具备谐波分析、故障录波功能，对用户分析电源质量、分析故障有很重要的现实意义。

特别是S300系列微机型继电保护装置的故障录波功能采用国际标准的数据格式，录波长达80个周波，在录取故障时电流波形的同时，还同时录取断路器开合状态、保护功能项动作时间，对事后分析故障类型、故障时相关状态量（比如断路器位置）变化、电流变化等这些关键因素非常方便，从而便于分析故障原因。

否则，很多事故事后无法确定准确的事故原因。

2.3 保护功能可编程S300系列微机型继电保护装置具有保护功能逻辑编程功能，使得保护的适用性和灵活性大大提高。

特别是对石化、冶金、供水等现场控制要求较复杂的工厂用户，设计阶段往往不可能将全部实际应用状况确定下来，有些条件现场调试时方可确定，应用保护动作逻辑编程就可以解决很多的实际问题2.4以太网接口S300系列微机型继电保护装置设有以太网接口，摒弃串口转以太网的模式，内嵌TCP/IP协议栈，通讯速率可达100M，通过网络集线器直接与监控系统连接，也可以直接接入局域网，方便用户对综合自动化系统网络的升级和远程维护。

2.5高精度的电度测量功能S300系列微机型继电保护装置采用了目前国外最先进的ADE7758电度表芯片专门完成电能测量及计量功能，使得保护装置具有了与电度表同等级的计量精度。

采用电度表芯片的做法不仅具有技术的先进性，而且具有很大的实用价值和经济价值，大多数场合下可以省去传统的电度表和电度表屏。

2.6双现场总线接口S300系列微机型继电保护装置设有独立的双现场总线，可以构成真正意义的双通讯网结构，不仅大大提高了通讯的可靠性和实时性而且也方便了用户对网络结构的升级、改造。

3）、使用方便3.1方便现场调试的USB接口S300系列微机型继电保护装置设有USB调试接口也是目前国内外保护所没有的，极大地方便了现场调试和读取、储存数据。

所有保护定值、可设置的参数均可以事先在电脑上使用本公司的调试软件设置好，数据存储到U盘上，拿U盘到现场下载到保护装置即可；也可以用U盘将保护装置内的各项参数、故障录播文件取到U盘中，便于存档和分析。

3.2超大屏幕液晶显示界面S300系列微机型继电保护装置的人机界面采用大屏幕液晶，在一个界面下可以同时显示更多的各种保护、测量、开入量等信息，极大地方便用户使用、调试和巡视。