微机继电保护基本原理
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2002年4月电力系统微型计算机继电保护1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为微型机继电保护装置。
2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成正比。
3.脉冲传递函数定义为:在零初始条件下,离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之比值4.当离散系统特征方程的根,都位于Z平面的单位圆之外时,离散系统不稳定。
5.在一个控制系统中,只要有一处或几处的信号是离散信号时,这样的控制系统称为离散_控制系统。
6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种:来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流电流信号。
7.在一个采样周期内,依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为顺序采样。
8.脉冲传递函数分子多项式为零的根,称为脉冲传递函数的零点。
9.从某一信号中,提取出有用频率成份信号的过程,称为滤波。
10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点,能够滤除输入信号中不需要的频率成份。
11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点,能够提取输入信号中需要的频率成份信号。
12.数字滤波器脉冲传递函数的零点z i在脉冲传递函数表达式中以因子1-Z i Z-1的形式出现。
13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax,则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时,采样频率要求大于2fmax。
14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力,在开关量输入电路中采取的隔离技术是光电隔离。
15.利用正弦函数的三个_瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。
16.在电力系统正常运行时,微型机距离保护的软件程序工作在自检循环并每隔一个采样周期中断一次,进行数据采集。
17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、采样中断子程序和故障处理程序。
18.在电力系统正常运行时,相电流瞬时采值差的突变量起动元件△I bc等于零。
19.电力系统在非全相运行时,一旦发生故障,则健全相电流差起动元件起动。
继电保护知识一、基本概念:1,继电保护:泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
2,继电保护装置:指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
3,事故:指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏,并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步,甚至造成人生伤亡和电气设备的损坏。
4,近后备保护5,远后备保护6,一次和二次系统:一次系统:发电厂和变电所的电器主接线,是由高压电器设备通过连接线组成的系统称为一次系统。
一次设备对于运行可靠及检修方便要求甚高。
主要包括生产和转换电能的设备,接通或断开电路的设备,限制故障电流和防御过电压的电器,接地装置和载流导体5部分。
二次系统:二次系统是由二次设备组成的系统。
凡监视,控制,测量,以及起保护作用的设备,如测量表计,继电保护,控制和信号装置等,皆属于二次设备。
二、继电保护基本原理:1,单侧电源网络接线:——在电力系统正常运行时,每条线路上都流过由它宫殿的的负荷电流I f ,越靠近电源端的线路上负荷电流越大。
线路始端电压与电流之间的相位角决定于由它供电的负荷的功率因数和线路参数。
——在电力系统故障时,其状况图如上图(b)所示。
假定在线路B-C上发生了三相短路,则短路点的电压U d降低到零,从电源到短路点之间均将流过很大的短路电流I ,各变电所电压也将在不同程度上有很大降低,距短路点越近,电压降低越多。
2,双侧电源网络接线:——就电力系统中的任意元件来说,如上图所示,在正常运行时,在某一瞬间,负荷电流总是从一侧流入而从另一侧流出,如图(a)所示。
如果我们统一规定电流的正方向都是从母线流向线路,那么,A-B两侧电流大小相等,而相位相差180º。
当在线路A-B的范围以外(d1)短路时,如图(b)所示,由电源I所共给的短路电流I´d1流过线路A-B,此时A-B两侧的电流仍然是大小相等相位相反,其特征与正常情况相同。
电力系统继电保护原理(第四版)第二章继电保护的硬件构成第一节继电器的类别和发展历程继电器能反应一个弱信号(电、磁、声、光、热)的变化而突然动作,闭合或断开其接点以控制一个较大功率的电路或设备的器件。
继电器的分类按输入信号性质分:非电量继电器和电量继电器按功能分量度继电器在继电保护和自动装置中作为主要元件,与辅助元件有或无继电器配套电流、电压、频率、功率继电器等有或无继电器在保护装置中作为辅助元件中间、时间、信号继电器等电磁式继电器衔铁弹簧电磁铁工作回路电磁继电器触点信号电源一、电磁型继电器(Relay)继电特性:无论起动和返回,继电器的动作都是明确干脆的,它不可能停留在某一个中间位置动作电流:使继电器动作的最小电流值最小短路电流返回电流:使继电器返回原位的最大电流值最大负荷电流返回系数(恒小于1) I K re= K re= 0.85~ 0.9 I K act 触发特性曲线返回动作旋转衔铁式电流继电器结构6二、感应型继电器用电磁铁在一铝制圆盘中或圆筒中感应产生电流,电流产生转矩使圆盘或圆筒转动,使接点闭合的继电器。
四极感应圆筒式感应继电器工作原理与鼠笼式感应电机相似相当于两相式的电动机,垂直方向两磁极的线圈和水平两级的绕组磁通在空间上相差900,如果两磁通在时间上也相差900则可产生最大的旋转磁场圆筒上的转矩:M= KΦ1Φ 2 sinθ动作条件:电流大于定值(转矩大于弹簧反作用转矩),且θ为正(900时转矩最大)可反应两个电气量,如电压、电流,可实现方向继电器、阻抗继电器、差动继电器等电磁式电流继电器侧面正面电磁式中间继电器正面侧面五、微机保护将反应故障量变化的数字式元件和保护中需要的逻辑元件、时间元件、执行元件等和在一起用一个微机实现,成为微机保护,是继电器发展的最高形式。
20世纪70年代初、中期开始了微机保护研究的热潮源于计算机技术重大突破:价格大幅度下降、可靠性提高70年代中后期,国外已有少量样机试运行。
继电保护基本知识和电气二次回路一.继电保护的作用电力系统在运行中,由于电气设备的绝缘老化或损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因,可能发生各种故障和不正常运行状态。
最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路。
最常见的不正常运行状态是过负荷。
这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全可靠运行。
除了应采取提高运行水平、提高设备的制造质量、加强设备的维护检修、提高运行管理质量、严格遵守和执行电业规章制度等项措施,尽可能消除和减小发生故障的可能性外,还必须一旦发生故障,能够迅速、准确、有选择性地切除故障设备,防止事故的扩大。
迅速恢复非故障部分的正常运行,以减小对用户的影响。
要在段的时间内完成上述任务,只能借助于继电保护装置才能实现。
继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态,并动作断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本作用是:(1)当电力系统发生故障时,能自动地的、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除,以保证系统其余部分恢复正常运行,并使故障设备不再继续遭受损坏。
(2)当电力系统发生不正常工作情况时,能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理,或者切除那些继续运行回引起故障的电气设备。
可见,继电保护装置是电力系统必不可少的重要组成部分,对保障系统安全运行,保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生,都有极其重要的作用。
二.继电保护基本原理电气设备从正常工作到故障或不正常状态工作情况,它的电气量,如电流、电压的大小和它们之间的相位等,往往会发生显著的变化,继电保护装置就是利用这种变化来鉴别有无故障或不正常工作情况,以电气量的测量值或它们之间的相位关系来检测故障地点,有选择性地切除故障或显示电气设备的不正常工作情况。
现以上图所示的简单的线路电流保护为例,来说明继电保护的工作原理。
线路在正常工作时通过负荷电流,电流互感器TA的二次侧连接电磁型电流继电器KA的线圈,它所产生的电磁力小于继电器弹簧的反作用力,因而继电器不动作,它的常开触点处于断开位置。
微机保护微机保护是指将微型机、微控制器等器件作为核心部件构成的继电保护。
一、微机保护的特点及构成1.微机保护的特点(1)维护调试方便。
在微机保护应用之前,布线逻辑的保护装置,调试工作量很大,尤其是一些复杂保护,调试一套保护常常需要一周,甚至更长时间。
因为布线逻辑保护的所有功能,都是由相应的元件和连线实现的,为了确认保护装置的完好,需要通过模拟试验校核所有功能。
而微机保护的各种复杂功能是由软件(程序)实现的,如果经检查,程序与设计时完全一样,就相当于布线逻辑的保护装置的各种功能已被检查完毕。
(2)可靠性高。
微型机、微控制器等在程序指挥下,具有极强的综合分析和综合判断能力。
所以,微机保护可以实现常规保护很难办到的自动纠错,实现自动识别和排除干扰,防止由于干扰造成的误动作。
同时,微机保护的自诊断功能,能够自动检测出本身硬件的异常,配合多重化有效防止拒动,因此可靠性很高。
目前,国内设计与制造的微机保护,均按照国际标准的电磁兼容试验考核,进一步保证了装置的可靠性。
(3)易于获得附加功能。
采用微机保护,如果配置一台打印机,或者其他显示设备,或通过网络连接到后台计算机监控系统,可以在电力系统发生故障后提供多种信息。
例如,保护动作时间和各部分的动作顺序记录、故障类型和相别及故障前后的电压和电流波形记录等,对于线路保护,还可以提供故障点的位置(测距功能)。
这将有助于运行部门对事故的分析和处理。
(4)灵活性大。
由于微机保护的特性和功能主要由软件决定,而不同原理的保护可以采用通用硬件。
因此,只要改变软件就可以改变保护的特性和功能,从而可以灵活地适应电力系统运行方式的变化和其他要求。
(5)保护性能得到很好改善。
由于微型机、微控制器的应用,很多原有型式的继电保护中存在的技术问题,可以找到新的解决办法。
例如,变压器差动保护如何鉴别励磁涌流与内部故障等问题,都已提出了许多新的原理和解决办法。
可以说,只要找出正常与故障的区别特征,微机保护基本上都能予以实现。