微機保護

微機保護

微型計算機構成的繼電保護
微機保護是用微型機組成的繼電保護裝置,是供電系統繼電保護裝置的發展前景(已經基礎完成,有待發展趨勢),它具備銷售電價,高可選擇性,高靈敏。微機保護設備硬件配置包含微控制器(單片機設計)為關鍵,配上鍵入、輸出安全通道,人機交互界面和通信插口等.該系統軟件廣泛運用于電力工程、石油化工、礦山開采冶煉廠、鐵路線及其工業建築等。[1]
    中文名:微機保護 外文名:Microcomputer protection 所屬品牌: 産品類型: 工作環境:35KV及以下中高壓電力設備保護 材質:金屬材質 常用保護:線路、分段、電容器、PT測控

基本組成

傳統的繼電保護裝置是使輸入的電流、電壓信号直接在模拟量之間進行比較和運算處理,使模拟量與裝置中給定的機械量(如彈簧力矩)或電氣量(如門檻電壓)進行比較和運算處理,決定是否跳閘。

計算機系統隻能作數字運算或邏輯運算,因此微機保護的工作過程大緻是:當電力系統發生故障時,故障電氣量通過模拟量輸入系統轉換成數字量,然後送入計算機的中央處理器,對故障信息按相應的保護算法和程序進行運算,且将運算的結果随時與給定的整定值進行比較,判别是否發生故障。一旦确認區内故障發生,根據開關量輸入的當前斷路器和跳閘繼電器的狀态,經開關量輸出系統發出跳閘信号,并顯示和打印故障信息。

微機保護由硬件和軟件兩部分組成。

微機保護的軟件由初始化模塊、數據采集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊、自檢模塊等組成。

通常微機保護的硬件電路由六個功能單元構成,即數據采集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信接口和人機對話系統。

保護類型

保護的種類

主要應用

1.微機型零序電流保護

2.微機距離保護

3.變壓器微機縱差保護

還有進線保護、出線保護、母聯分段保護、進線或母聯備自投保護、廠用變壓器保護、高壓電動機保護、高壓電容器保護、高壓電抗器保護,差動保護,後備保護,PT測控裝置等。

保護功能

定時限/反時限保護、後加速保護、過負荷保護、負序電流保護、零序電流保護、單相接地選線保護、過電壓保護、低電壓保護、失壓保護、負序電壓保護、風冷控制保護、零序電壓保護、低周減載保護、低壓解列保護、重合閘保護、備自投保護、過熱保護、過流保護、逆功率保護、差動保護、啟動時間過長保護、非電量保護等。

發展

随着計算機技術的高速發展,其廣泛而深入的應用為工程技術各領域帶來了深刻的影響。微機保護在電力系統的研究開發是計算機技術在線應用的重要組成部分,微機保護的應用與推廣已經成為繼電保護的發展方向。

早在20世紀60年代末,G·D·Rockefiler等人提出了用計算機構成繼電保護裝置,當時的研究工作以小型計算機為基礎,試圖用一台小型計算機來實現多個電氣設備或整個變電所的保護功能,這為計算機保護算法和軟件的研究的發展奠定了理論基礎,是繼電保護領域的一個重大轉折。

20世紀70年代,關于計算機保護各種算法原理和保護構成形式的論文大量發表,同時,随着大規模集成電路技術的發展,特别是微處理器的問世和價格逐年下降,計算機保護進入到實用階段,出現了一批功能足夠強的微機,并很快形成産品系列。1977年,日本投入了一套以微處理機為基礎的控制與繼電保護裝置,1979年,美國電氣與電子工程師協會(IEEE)的教育委員會組織了一次世界性的計算機繼電保護研究班。1987年,日本繼電保護設備的總産值中已有70%是微機保護産品。

國内微機保護的研究始于1979年,雖然起步較晚,但是進展很快。1984年,華北電力學院和南京自動化設備總廠研制的第一套以6809(CPU)為基礎的微機距離保護裝置樣機通過鑒定并投入試運行。1984年年底在華中工學院召開了我國第一次計算機繼電保護學術會議,這标志着我國計算機保護的開發開始進入了重要的發展階段。進入20世紀90年代,各廠家幾乎每年都有新的産品面世,已經陸續推出了不少成型的微機保護産品。

到目前,國内每年生産的微機型線路保護和主設備保護已達數千套,在輸電線路保護、元件保護、變電所綜合自動化、故障錄波和故障測距等領域,微機繼電保護都取得了引人矚目的成果,具有高可靠性、高抗幹擾水平和網絡通信能力的第三代微機繼電保護裝置已經在電力系統中投入使用,我國微機繼電保護的研究和制造水平都已經達到國際水平。

特點

微機保護與傳統的反應模拟量的保護相比較,主要優點如下:

1.可靠性高

2.靈活性大

3.保護性能得到改善

4.易于獲得擴充功能

5.維護調試方便

6.有利于實現綜合自動化技術

7.成本下降

特點

微機保護裝置是最新推出的第三代微機保護裝置,以成套廠需求和用戶實際需要為指導思想研發而成,産品集成了一個發明專利和數個實用新型專利,主要用于35KV以下的電壓等級,是國内同類産品中性價比最高的一款微機保護裝置。

區别

微機保護可靠性高,靈活性大,動作迅速,易于獲得附加功能,維護調試方便,有利于實現電力自動化。

分類

(1)微機保護裝置共有四大類。

(2)線路保護裝置

微機線路保護裝置微機電容保護裝置微機方向線路保護裝置

微機零序距離線路保護裝置微機橫差電流方向線路保護裝置

(3)主設備保護裝置

微機雙繞組變壓器差動保護裝置微機三繞組變壓器差動保護裝置

微機變壓器後備保護裝置微機發電機差動保護裝置微機發電機後備保護裝置

微機發電機後備保護裝置微機電動機差動保護裝置微機電動機保護裝置

微機廠(站)用變保護裝置

(4)測控裝置

微機遙測遙控裝置微機遙信遙控裝置微機遙調裝置微機自動準同期裝置

微機備自投裝置微機PT切換裝置微機脈沖電度測量裝置

微機多功能變送測量裝置微機解列裝置

(5)管理裝置單元

通信單元管理單元雙機管理單元

優點

微機保護裝置除了具有上述微機保護的優點之外,與同類産品比較具有以下特點:

(1)品種齊全:微機保護裝置,品種特别齊全,可以滿足各種類型變配電站的各種設備的各種保護要求,這就給變配電站設計及計算機聯網提供了很大方便。

(2)硬件采用最新的芯片提高了技術上的先進性,CPU采用80C196KB,測量為14位A/D轉換,模拟量輸入回路多達24路,采到的數據用DSP信号處理芯片進行處理,利用高速傅氏變換,得到基波到8次的諧波,特殊的軟件自動校正,确保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數據,就構成一個多CPU系統,通信采用CAN總線。具有通信速率高(可達100MHZ,一般運行在80或60MHZ)抗幹擾能力強等特點。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進行現場觀察與各種保護方式與保護參數的設定。

(3)硬件設計在供電電源,模拟量輸入,開關量輸入與輸出,通信接口等采用了特殊的隔離與抗幹擾措施,抗幹擾能力強,除集中組屏外,可以直接安裝于開關櫃上。

(4)軟件功能豐富,除完成各種測量與保護功能外,通過與上位處理計算機配合,可以完成故障錄波(1秒高速故障記錄與9秒故障動态記錄),諧波分析與小電流接地選線等功能。

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