微机保护基础

第一章微机保护的硬件和软件系统第一节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1-1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。

它是由中央处理器（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数据采集系统。

完成对模拟信号进行测量并转换成数字量的工作。

⑶开关量的输入输出系统。

完成对输入开关量的采集和驱动小型继电器发跳闸命令和信号工作。

⑷外部通信接口。

⑸人机对话接口。

完成人机对话工作。

⑹电源。

把变电站的直流电压转换成微机保护需要的稳定的直流电压。

微机主系统人机对话接口图1-1 微机保护的硬件构成框图一中央处理器CPU它是微机主系统的大脑，是微机保护的神经中枢。

软件程序需要在CPU的控制下才能遂条执行。

当前，在微机保护中应用的CPU主要有以下一些类型：1.单片微处理器例如Intel公司的80X86系列，Motorola公司的MC683XX系列。

其中32位的CPU例如MC68332具有极高的性能，在RCS900系列的主设备保护装置中得到了应用。

16位的如Intel公司的80296，在RCS900型的线路、主设备保护中用到了该芯片。

2.数字信号处理器（DSP）它将很多器件，包括一定容量的存储器都集成在一个芯片中，所以外围电路很少。

因而这种数字信号处理器的突出特点是运算速度快、可靠性高、功耗低。

它执行一条指令只需数十纳秒（ns），而且在指令中能直接提供数字信号处理的相关算法。

因此特别适宜用于构成工作量较大、性能要求高的微机保护。

在RCS900型的线路、主设备保护中，保护的计算工作都是由DSP来完成的，使用的芯片是AD公司的DSP-2181。

二存储器用以保存程序、定值、采样值和运算中的中间数据。

存储器的存储容量和访问时间将影响保护的性能。

在微机保护中根据任务的不同采用的存储器有下述三种类型的存储器。

10千伏高压柜微机保护原理
10千伏高压柜微机保护原理主要基于对电流、电压、零序电流、零序电压、有功功率、无功功率、功率因数等电气量的实时监测和分析。

具体来说，这种保护装置通常具备以下功能和工作原理：
1. 三段过流保护：这是一种经低电压闭锁的三段过流保护，包括速断、过流段、过流段。

每一段的保护定值和延时都可以分别整定。

当任一项电流大于定值且达到整定延时后，保护就会动作。

为提高保护的灵敏度，这三段过流保护都加设了经低电压闭锁条件。

当电压高于低压闭锁定值时，闭锁保护出口。

这个闭锁条件可以通过控制字投退。

2. 过负荷保护：过负荷保护可以选择跳闸或告警。

过负荷元件监视三相电流，当有任一相电流大于整定值并达到整定延时后，保护就会动作。

过负荷保护动作时，装置会自动闭锁重合闸。

3. 反时限过流保护：这种保护可以由软压板进行投退。

本装置共集成了3种特性的反时限过流保护，用户可根据需要通过控制字选择任何一种特性的反时限曲线，保护出口可以是跳闸或告警，这也可以通过控制字设定。

其中特性1、2、3采用了国际电工委员会标准（IEC255-4）和英国标准规范（）
规定的三个标准特性方程。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

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。

现场微机保护装置:采用微机来实现的保护称为微机保护，具有如下优点：（1）可靠性高；（2）灵活性强；（3）性能改善，功能易于扩充；（4）维护调试方便；（5）有利于实现变电站综合自动化微机保护装置从功能上可以分为六个部分，如图所表示：各部分的功能如下：1.模拟量输入系统（数据采集系统）——采集由被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号，将此信号经过滤波，然后转换为所需的数字量。

2.CPU主系统——包括微处理器CPU，只读存储器（EPROM）、随机存取存储器（RAM）及定时器（TIMER）等。

CPU执行存放在EPROM中的程序，对由数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行分析处理，并与存放于E2PROM中的定值比较，以完成各种保护功能。

3.开关量输入/输出回路——由并行口、光电耦合电路及有接点的中间继电器等组成，以完成各种保护的出口跳闸、信号指示及外部接点输入等工作。

4.人机接口部分——包括打印、显示、键盘、各种面板开关等，其主要功能用于人机对话，如调试、定值调整等。

5.通讯接口——用于保护之间通讯及远动。

6.电源——提供整个装置的直流电源。

所谓开关量，就是只有两种状态的量，包括不带电位的接点位置（接通或断开）及只有高低两种电位的逻辑电平。

3.3.1开关量输入回路开关量输入大多数是接点状态的输入，可以分成两类：一是安装在装置面板上的接点,另一类是从装置外部经过端子排引入装置的触点。

第一类接点，与外界电路无联系，可直接接至微机的并行接口如图(a)所示，也可以直接与CPU的输入接口线相连。

在初始化时规定图中可编程并行接口的PA0为输入口，CPU可以通过软件查询，随时知道外部接点S的状态。

当S未被按下时，通过上拉电阻使PA0为5V，S按下时，PA0为0V。

因此CPU通过查询PA0的电平为“0”或为“1”，就可以判断S是处于断开还是闭合状态。

第二类接点由于与外电路有联系，需经光耦器件进行隔离，以防接点输入回路引入的干扰，其原理接线如图(b)所示。

微机保护装置安全操作及保养规程引言微机保护装置是电力系统中重要的保护设备，能够检测电力系统中的异常电信号，并在出现故障时采取相应保护措施，以防止设备损坏，保障电力系统稳定运行。

为保障设备安全稳定运行，以下将介绍微机保护装置的安全操作及保养规程。

安全操作规程1. 工作前的准备使用微机保护装置前，需确认该装置已安全接地，工作场所通风良好，无易燃易爆物品，且工作环境温度、湿度符合要求。

2. 设备操作前的准备设备操作前，需检查设备电压是否符合要求，接线是否正确并足够紧固，各种指示灯是否正常，以确保设备工作在一个正常的环境之中。

3. 设备的使用在使用微机保护装置期间，应遵守以下安全操作规程：1.严禁触摸或擦拭带电元件，禁止将金属物品放置在带电元件上。

2.调试时，切勿随意更改设备参数，必须经过专业人员允许后方可进行调试操作。

3.禁止修改设备内的程序代码。

4.只能使用厂家或专业技术人员提供的软件进行操作。

5.运行设备时，应保持电压稳定、环境干燥，适当的通风。

4. 使用后的注意事项使用微机保护装置时，应注意以下事项：1.按照设备说明书及相关标准要求，及时对设备进行维护，并使用专用布保护设备。

2.设备维修时，应事先将设备停止运行，并在进行任何的电气连接和调整前，必须切断电源。

3.严禁擅自拆卸或改动总线和模块，修理设备时，应按照厂家规定或请专业技术人员进行。

保养规程为保证微机保护装置的正常运行，需定期进行以下保养：1. 日常保养1.每次工作后，清洁设备表面，防止灰尘和污垢影响其散热；2.定期检查设备接线及金属部件的紧固情况；3.每月清洁设备连轨和连接器；4.定期检查设备内部连线、模块和元器件的连接情况。

2. 定期保养1.非必要情况下，设备应每年次两次进行定期维护；2.每次维护前，应按厂家规定的程序进行备份，以便出现故障时能够快速恢复数据；3.定期更换电容、电源部件和其他易损件，确保设备的持续稳定运行；4.对设备进行全面性能测试，确保试验能够正确地开展。