微机继电保护课件PPT文档格式.ppt

1、应用。美国西屋公司与美国西屋公司与GEGE公司合作研制成功一套输电线路的计算机保公司合作研制成功一套输电线路的计算机保护装置护装置。日本投入了一套以微处理机为硬件的控制与继电保护装置，全部代日本投入了一套以微处理机为硬件的控制与继电保护装置，全部代替了原有保护，大大减少了控制室的占地面积，并于替了原有保护，大大减少了控制室的占地面积，并于1980年发表了年发表了试运行的结果。试运行的结果。1977年：19721972年：1979年：1984年4月，华北电力大学研究的以MC6809CPU构成的MDP1型微机线路保护装置。这是我国研究成功的第一套微机线路保护装置。并在河北某电厂投入试运行。我国微机

2、保护的发展从硬件上看大体可分为三个阶段 以单CPU的8位微处理器构成的微机保护装置其主要特点为：1 采用8位微处理器MC6909CPU构成硬件系统。2 数据、地址、控制总线须引出插件外部。3 数据采集系统采用逐次逼近式A/D芯片构成。4 存储器的容量较小。5 保护的程序和定值都存在EPROM中，定值的修改十分不便。6 仅有软件时钟，当直流电源消失后，时钟停止运行，直流电源恢复后须重新校时。无接受GPS的接口。7 不具备数据远传功能。8 所有保护功能均由一个CPU处理，可靠性低。9 代表产品为WXB01WXB01型微机保护装置。第一阶段：第二个阶段：以多个8位单片机组成的多微机系统。其主要特点为

3、：1 硬件为五个8位单片机组成的多微机系统。2 数据、地址、控制总线不引出插件。3 数据采集系统为VFC系统。4 保护装置的定值存在EEPROM中，定值修改十分方便。5 设有硬件时钟电路，装置直流电源消失后，依靠备用电池可使时钟继续运行。6 设计了与上位机通信的串行接口电路。7 具有液晶显示电路。调试方便。8 保护功能分散在各CPU中，可靠性高。9 代表产品为WXB11微机保护装置。1硬件是以16位单片机构成的多微机系统。（80C196KB、M77）。2以日本三菱公司的M77芯片构成的微机系统，可以做到总线不引出芯片。3 保护装置的硬件设计除了有硬件时钟外，装置还具备接受GPS全球定位系统的秒

4、脉冲的接口。4 数据采集系统为VFC方式，最高转换频率为4MHZ。（VFC110）5 时钟芯片和EEPROM芯片均为串行方式。6具备较完善的通信网络，可应用于变电站综合自动化系统中。7 具有友好的人机接口界面。第三阶段以多个16位单片机组成的多微机系统。8 采用多层印刷电路板和表贴技术，增强了抗干扰能力。9 保护装置具备录波功能。其代表产品为CSL系列微机保护装置和LFP-900系列微机保护装置。二 微机保护的现状硬件方面：1采用32位DSP数字信号处理器或嵌入式系统构成的多微机系统。2 大屏幕液晶彩色显示，可显示汉字和图形。3 多层印刷电路板，表贴技术、后插拔方式。软件方面：1 支持高级语言

5、编程。人机界面采用WINGDONS系统2 自适应保护，智能体应用于保护中。3 人工神经网络在保护中的应用研究。4 模糊识别在继电保护中的应用研究。5 小波分析方法在继电保护中的应用研究。第二节微机继电保护装置的特点及硬件组成一微机保护装置的特点微机保护与常规保护相比具有以下特点：微机保护可以实现智能化。微机保护可实现在线自检。微机保护可 提供附加功能。微机保护具有调试维护方便。微机保护具有完善的网络通信功能。微机保护便于采用一些新原理。微机保护的硬件可标准化。微机保护便于与数字传感器或光CT、光PT接口。二微机保护装置的硬件构成框图DAS保护微机系统（1n个）开入电源 继电器开出开入管理微机系

6、统GPS按键 LCD打印机逆变稳压电源 至通信网串口通信 二次电流电压DAS数据采集系统保护微机系统由单片机构成的微机系统。实现各种保护功能，根据保护对象的不同，保护功能可分布于16个插件中。管理微机系统由单片机构成的微机系统。主要功能是实现人机对话。例如，命令的输入，执行结果的输出显示或打印。开关量输入输入到微机保护装置中的开关量。在逻辑上仅有两种状态，1或0。一般是保护装置的投退压板，重合闸方式开关的接点位置等。开关量输出由微机保护的接口电路驱动继电器的部分。一般经光电隔离电路与继电器部分连接。按键一般为触摸按键，数量为516个不等。GPS接受全球定位系统秒脉冲的接口。开入电源开关量输入部

7、分的独立逆变稳压电源，24伏。电源装置的电源。为输入220V，输出为多个电压的逆变稳压电源。输出一般为5V、+12V（+15V）、-12V（-15V）、24V。第一节 数据采集系统的作用与要求第二章 微机保护的数据采集系统一 数据采集系统的作用将电流互感器二次、电压互感器二次的模拟信号转换为数字信号。逐次逼近原理的A/D芯片构成的数据采集系统。采用VFC芯片构成的积分式数据采集系统。二 数据采集系统的设计要求 1模拟量。包括模拟量的数量，模拟量的性质，模拟量的动态范围。2 数据采集系统的数据传送方式选择程序查询方式 中断方式 DMA方式 转换完成？启动A/D转换读转换结果并存入指定地址单元调整

8、地址指针指向下 一通道 通道号清零所有通道转换完成？程序查询方式的流程图 保护现场A/D中断请求状态复位读 取 A/D转 换结果并存入循环存储区发第一通道转换命令地址更新通道号加1数据处理程序通道号清零发转换命令Y到最后通道？N采样中断程序 A/D转换完成中断程序（2）采样频率的选择与保护原理和采用的算法有关（3）采样频率还与模拟量的数量，数据传送方式有关。4 数据采集系统的精度对于A/D式数据采集系统，精度与A/D芯片的位数有关。对VFC芯片构成的系统，精度与VFC的最高转换频率和保护中的算法有关。3 采样频率的选择（1）采样频率的选择必须满足采样定理。一 电压、电流变换器将CT、PT二次信

9、号变换为适合A/D芯片量程的信号。起隔离的作用。有利于防止干扰从二次回路侵入微机系统。在变换器的原、副边可加一屏蔽层。有利于抗干扰。二 模拟低通滤波器 为了降低采样频率，满足采样定理，在采样之前先用一个模拟低 通滤波器将频率高于采样频率一半的信号滤掉。第二节 模拟信号的预处理 图23 A/D式数据采集系统的框图逐次逼近A/D芯片构成的典型数据采集系统，变换器模拟低通采样/保持多路开关A/D变换器模拟低通采样/保持至微机系统 三 采样保持电路A1A2RAs输出A3模拟输入逻辑输入逻辑参考Ch图26 采样保持电路原理图四 多个模拟通道的采样方式 1等间隔采样和不等间隔采样方式2跟踪采样和定位采样

10、3 多模拟通道的采样方式多通道同时采样方式 顺序采样方式 分组顺序采样方式 S/HS/HS/H多路转换开关A/D多路转换开关S/HA/DS/HS/HS/HS/H多路转换开关A/D S/HS/HS/HS/H多路转换开关A/D 第一组 第二组五 多路转换开关第四节采样定理 一 门函数的傅立叶变换 （a）门函数 （b）门函数的频谱1 周期门函数阵列经过傅立叶变换 图211 门函数序列及其频谱二 冲激函数的傅立叶变换图212 冲激函数及其频谱 11将冲激函数变换到频域后它是一个连续频谱，对各频率成分的输出均为1。对该冲激序列进行傅立叶变换可得：图213 冲激序列及其频谱三 矩形脉冲采样和冲激采样 当用

11、矩形脉冲对原始信号进行采样时 当用冲激序列对原始信号进行采样时 四 采样后信号的频谱分析用矩形脉冲采样时，可对式（217）两边取傅立叶变换 可见，是的反复，反复周期为即将原始信号的频谱按的间隔重复。其幅度被调制。当用冲激单位序列采样时，可对式（218）两边取傅立叶变换。可见，经冲激序列采样后的信号的频谱也是反复周期为即将原始信号的频谱按的间隔重复。各频谱函数的幅度均相等。的反复。通过对以上两种采样后信号的频谱分析可知，连续信号经采样后，其频谱总是按采样频率无限重复。当原始信号的最高频率为时，如果采样频率则采样后信号的频谱便不会发生混叠，否则将发生频谱混叠。第四节 采用逐次逼近原理的A/D芯片构成的数据采集系统 一 模数转换的一般原理D/A转换器数码设定器控制器数字量输出 模拟输入比较器 图216逐次逼近A/D转换原理图四位A/D转换的逼近过程示意图n第一次设定数码：1 0 0 0n URUO URUO URU0 UR n第四次设定数码：1111 1101 1011 1001 0111 0101 0011 0001n 图217 四位A/D转换的逼近过程示意图数模转换的工作原理 USC-URabcRRR2R2R2R2R2RRF K3K2K1K0+A 2R 二模数转换芯片AD787