110KV降压变电所继电保护设计(4)

6 微机保护

6.1 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：

（1） 常规保护是布线逻辑的，保护的功能完全依赖于硬件，而微机保护装置则除硬

件外，还必须具备相应的软件，因此微机保护可以实现智能化。

（2） 常规保护的完好性是依赖于定期检验时发现的，在正常运行时保护装置的隐患

不能及时发现，一旦系统发生故障，将产生严重的后果，而微机保护装置可利用程序对其硬件进行在线检查，一旦发现问题，可立即报警。对于软件的异常及干扰的影响，可自动识别并排除。因而，与常规保护相比，微机保护装置的可靠性大大提高了。

（3） 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做到与

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。 （4） 与常规保护相比，微机保护具有调试维护方便的特点。

（5） 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。

（6） 利用微机的智能特点，可以采用一些新原理，解决一些常规保护难以解决的问

题。例如，采用模糊识别原理或波形对称原理识别判断励磁涌流，利用模糊识别原理判断振荡过程中的短路故障，采用自适应原理改善保护的性能等。 （7） 对于同一类型的保护对象，微机保护装置可采用相同的硬件结构。

6.2 微机保护装置的硬件构成框图

微机保护装置的基本硬件构成如图3所示。包括数据采集系统DAS，保护微机系统和管理微机系统，输入输出部分，逆变稳压电源等。

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DAS 保护微机系统 （1~n个） 开入 开出 开入电源 继电器 按键 管理微机系统 LCD 逆变稳 压电源 GPS 打印机 至通信网

图3 微机保护装置的硬件构成框图

数据采集系统完成把电压互感器和电流互感器二次的电压、电流信号变换为数字信号，供微机系统使用。保护微机系统实现具体的继电保护功能，由不同的软件实现不同的继电保护功能。管理微机系统主要作为人机对话的手段。对保护微机系统除模拟信号的输入外，还有开关量信号的输入，这些信号通常为外部继电器的接点、保护屏上的投退压板、操作把手的接点等，一般是经光电隔离后输入微机系统。保护系统通过开关量输出驱动电路使继电器动作。这些继电器包括跳闸出口继电器、信号继电器、硬件故障的报警继电器等。

管理微机系统通常采用简易的触摸按键作为输入手段，在面板上设有LCD液晶显示模块。此外，管理微机系统还设有打印机的接口，可为用户提供信息的硬拷贝输出。

6.3 微机保护软件的系统配置

软件分为接口软件和保护软件两大部分。

（1） 接口软件是人机接口部分的软件，其程序分为监控程序和运行程序。

监控程序主要就是键盘命令处理程序，是为接口插件（或电路）及各CPU保护插件进行调节和整定而设置的程序。

运行程序主要由主程序和定时中断服务程序构成。主程序主要完成巡检、键盘扫描和处理及故障信息的排列和打印。定时中断服务程序包括软件时钟程序，以硬件时钟控制并同步各CPU插件的软时钟、检测各CPU插件启动元件是否动作的检测启动程序。

（2） 保护软件的配置

各保护CPU插件的保护软件配置为主程序和两个中断服务程序。保护软件有三种工作状态：运行、调试和不对应状态。不同状态时程序流程也就不相同。

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采样中断程序 保护现场 发第一通道 转换命令 数据处理程序 从中断返回 A/D转换完成中断程序 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 地址更新 最后通道？ 通道加1 N Y 发转换命令 清零 返回 4 中断方式程序框图 14

图

7 电力变压器微机保护

7.1 电力变压器微机保护的配置

7.1.1 中、低压变电所主变压器的保护配置

（1） 主保护配置

① 比率制动式差动保护。 ② 差动速断保护。 ③ 瓦斯保护。

（2） 后备保护配置（中性点不接地系统）

① 三段复合电压闭锁方向过电流保护。 ② 三段过负荷保护。

③ 冷控失电，主变压器过温报警。 7.1.2 高压变电所主变压器的保护配置

（1） 主保护配置

① 比率制动式差动保护。 ② 工频变化量比率差动保护。 ③ 差动速断保护。 ④ 瓦斯保护。

（2） 后备保护配置（中性点不接地系统） ① 相间阻抗保护。

② 两段零序方向过流保护。 ③ 反时限过激磁保护。 ④ 过负荷报警。

7.2 微机主变保护电流互感器接线原则

常规变压器的差动保护，由于双绕组变压器采用Y，d11接线，高低两侧电流相位差30,从而在变压器差动回路中产生较大的不平衡电流。为此要求两侧电流互感器二次侧采用相位补偿接线。由于微机保护计算的灵活性，允许变压器各侧的电流互感器二次侧都按Y型接线，也可以按常规保护的接线方式。当两侧都采用Y型接线时，在进行差动计算时由软件对变压器Y侧电流进行相位补偿及电流数值补偿。 如变压器Y侧二次三相电流采样值为Ia、Ib、Ic，则按下式可求得用作差动计算

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o

的三相电流IA、IB、IC。

IAH?Iah?Ibh IBH?Ibh?Ich ICH?Ich?Iah

Iah IahIaLIAHIbLIbh IchIch IbhICLY侧高压电流相量 低压侧三相电流相

图5 软件计算的Y，d转换的相7.3比率制动式差动保护

3 动作区 2 1 制动区 Ires Ik 图6 差动继电器的制动特性

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