電氣工程及其自動化畢業(yè)設計-輸電線路、變壓器微機保護的綜述(含外文翻譯)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　輸電線路、變壓器微機保護的綜述</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程及其自動

2、化 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　輸電線路、變壓器微機保護的綜述</p>&l

3、t;p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來微機保護在電力系統(tǒng)中的運用越來越廣泛，微機保護具有可靠性高、使用方便及工藝結構的優(yōu)越性等特點。使得其為電力系統(tǒng)中的重要組成部分。研究微機保護的工作原理及對輸電線路和電氣設備的保護是繼電工作者的重要工作。</p><p>　　本文首先對微機保護的發(fā)展歷程做了簡單介紹。介紹了微機保護的四個發(fā)展階段。接著對微

4、機保護的硬件裝置、微機保護軟件基礎做了簡單介紹。對于硬件結構主要介紹了微機保護對輸電線路、變壓器的硬件結構結構。軟件部分不僅介紹了數(shù)字濾波器、保護算法、保護邏輯三類程序，還有微機保護的保護邏輯程序。對微機保護邏輯程序框圖原理的主程序和中斷程序做了些介紹。</p><p>　　接下來是講微機保護在電力系統(tǒng)中的運用。主要講述微機保護對輸電線路和變電器的保護。介紹了輸電線路的微機保護硬件和軟件構成，還有線路微機保護的功

5、能。對于變電器微機保護主要介紹其變壓器微機保護電流平衡調整、變壓器主體保護、主變壓器后備保護及其特點。</p><p>　　關鍵詞 微機保護；微機保護軟件原理；微機保護硬件配置；變壓器；輸電線路</p><p>　　In Microprocessor-based protection</p><p><b>　　Abstract</b><

6、;/p><p>　　In recent years, more extensive use of microprocessor-based protection in the power system, computer protection with high reliability, easy to use and process structure of superiority and other featur

7、es. Making it an integral part in the power system. Study of microprocessor-based protection works and the protection of transmission lines and electrical equipment is to relay the important work of the workers.</p>

8、;<p>　　Firstly,a brief introduction to the course of development of the microprocessor-based protection. Describes the four stages of development of computer protection. Then, on the hardware devices of the comput

9、er protection, computer protection software infrastructure to do a brief introduction. Hardware structure of a typical structure of the computer protection device. The software part of not only the digital filter, the pr

10、otection algorithm to protect the logic of three types of procedures, as w</p><p>　　Next about the use of microprocessor-based protection in the power system. Focuses on computer protection of transmission l

11、ines and change electrical protection. Microprocessor-based protection of transmission line hardware and software structure, as well as the function of the line of microprocessor-based protection. Transformer microcomput

12、er protection of Transformer Computer Protection current balance adjustment, the transformer main protection, back-up protection and features of the main tra</p><p>　　Keywords Microprocessor-based protection

13、；Computer protection software principle；Computer protection hardware configuration; Transformer; Transmission line</p><p>　　不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

14、<b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2我國線路微機保護的發(fā)展歷程1</p><p>　　1.2.1輸電線路微機保護的

15、發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3我國變壓器微機保護的歷程3</p><p>　　1.3.1變壓器微機保護發(fā)展趨勢3</p><p>　　第2章 微機保護軟件原理5</p><p>　　2.1保護算法及其類型和任務5</p><p>　　2.2微機保護的濾波器6</p><p>

16、　　2.3繼電保護算法6</p><p>　　2.3.1半周積分算法6</p><p>　　2.3.2傅氏變換算法7</p><p>　　2.3.3解微分方程算法8</p><p>　　2.3.4移相算法8</p><p>　　2.3.5序分量濾波器算法9</p><p>　　2.4

17、微機保護邏輯程序框圖原理9</p><p>　　2.4.1微機保護主程序框圖原理10</p><p>　　2.4.2開放中斷與等待中斷12</p><p>　　2.4.3采樣中斷服務程序原理12</p><p>　　2.5微機保護運行的工作設計原則14</p><p>　　2.6 本章小結15</p&

18、gt;<p>　　第3章 輸電線路、變壓器的微機保護硬件結構16</p><p>　　3.1輸電線路微機保護硬件結構16</p><p>　　3.2變壓器微機保護硬件結構17</p><p>　　3.3 本章小結19</p><p>　　第4章 微機保護在輸電線路中的應用20</p><p>　

19、　4.1.線路微機保護的軟件結構21</p><p>　　4.2超高壓線路微機保護的功能22</p><p>　　4.2.1啟動元件23</p><p>　　4.2.2方向元件23</p><p>　　4.2.3距離元件23</p><p>　　4.2.4過流元件24</p><p>

20、;　　4.2.5選相元件24</p><p>　　4.2.6震蕩閉鎖元件25</p><p>　　4.2.7重合閘及后加速25</p><p>　　4.2.8其他輔助功能26</p><p>　　4.2.9高壓輸電線路保護電容電流補償方式26</p><p>　　4.3中低壓線路保護26</p>

21、<p>　　4.3.1電流速斷保護26</p><p>　　4.3.2限時電流速斷保護27</p><p>　　4.3.3定時限過流保護27</p><p>　　4.3.4反時限過電流保護28</p><p>　　4.4監(jiān)控信息28</p><p>　　4.5本章小結29</p>

22、<p>　　第5章 變壓器微機保護30</p><p>　　5.1微機變壓器保護的特點30</p><p>　　5.2變壓器的過流保護30</p><p>　　5.3變壓器微機保護電流平衡調整31</p><p>　　5.3.1微機主變壓器保護TA接線原則31</p><p>　　5.3.2電流平

23、衡調整系數(shù)31</p><p>　　5.4變壓器的差動保護32</p><p>　　5.5變壓器本體主保護33</p><p>　　5.6主變壓器后備保護34</p><p>　　5.6.1復合電壓閉鎖方向過電流保護34</p><p>　　5.6.2變壓器零序保護34</p><p&g

24、t;　　5.7變壓器微機保護的優(yōu)越性34</p><p>　　5.8本章小結35</p><p><b>　　總結36</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　參考文獻38</b></p><p>&l

25、t;b>　　附錄39</b></p><p>　　千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　課題背景</b></p>

26、;<p>　　自從20世紀60年代末期，計算機開始從離線分析電力故障系統(tǒng)和進行繼電保護整定計算階段，逐步進入直接構成計算機保護裝置階段。這在繼電保護領域中是一個重大轉折，從此繼電保護進入微機保護的發(fā)展階段。到了70年代初期，計算機的制造技術出現(xiàn)了重大突破，使得以微處理器為核心的微型計算機進入了實用階段，從而帶來了微機型繼電保護的研究高潮。到90年代的中后期，微機型繼電保護裝置已經(jīng)開始在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用。</p&

27、gt;<p>　　1.2我國線路微機保護的發(fā)展歷程</p><p>　　我國計算機繼電保護研究起步較晚。到70年代末期才開始從事這方面的研究和探索。起初是由華北電力大學、華中理工大學、西安交通大學、天津大學等院校和南京自動化研究所的繼電保護科研人員在吸取國外先進研究成果的基礎上研制出了不同型式、不同原理的微機保護裝置。在1984年由華北電力大學研制的一套微機距離保護MDP-1型經(jīng)運行后通過了科研鑒定

28、，其型號即通常說的“01”型，于1987年投入批量生產(chǎn)。揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的發(fā)展開辟了道路。在我國微機保護的初始階段，微機保護裝置的主要特點是采用單CPU結構及多電路轉換的ADC模數(shù)變換模式。</p><p>　　進入 20世紀 90 年代以后，微機型保護在我國已得到大量應用，成為了繼電保護裝置的主要形式。微機型保護具有強大的數(shù)字計算和邏輯判斷能力以及優(yōu)良的信息記憶能力，為傳統(tǒng)保護原理

29、的改善以及新原理的應用提供了良好硬件支持。此外，微機型保護易于實現(xiàn)較完善的硬件自檢和軟件自檢功能，有助于提高其抗干擾能力和運行的穩(wěn)定性。隨著計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術的飛速發(fā)展，微機保護的智能化水平不斷提高，故障錄波、事件記錄、故障測距以及數(shù)據(jù)通訊等輔助功能也得以在保護中實現(xiàn)，這極大地簡化了保護的運行維護管理，同時也為事故分析和事故后的處理提供了極大方便。由于微機型保護裝置具有的巨大優(yōu)越性和潛力，因而已取代傳統(tǒng)的模擬式保護，成為繼電保護的

30、主流形式。</p><p>　　應用于輸電線路的保護方式主要有兩種：即階段式保護（如零序電流保護、距離保護等）和縱聯(lián)保護。階段式保護僅利用輸電線路一側的電氣量來確定故障發(fā)生的范圍，為保證保護動作的選擇性及考慮各種誤差因素的影響，這類保護的原理通常采用階段式特性，因此不能實現(xiàn)全線無延時保護的要求。縱聯(lián)保護是當線路發(fā)生故障時，兩側保護借助于通道交換信息使兩側同時跳閘來實現(xiàn)全線范圍內的快速切除故障的保護方式。由于它只反

31、映輸電線路內部故障，又稱輸電線路的單元保護。根據(jù)保護動作原理的不同，線路縱聯(lián)保護又分為方向縱聯(lián)保護、距離縱聯(lián)保護和差動縱聯(lián)保護三大類。方向縱聯(lián)保護和距離縱聯(lián)保護均通過本側就地電氣量信號，對故障方向（范圍）進行分析判斷，然后利用通道將本側判斷結果傳送到對側。每側保護根據(jù)兩側保護的判斷結果經(jīng)過邏輯比較，來區(qū)分是區(qū)內還是區(qū)外故障；而差動縱聯(lián)保護則是利用通道將本側電流的波形信號或數(shù)據(jù)信號傳送到對側，每側保護根據(jù)對兩側電流之差的差電流結果來區(qū)分是

32、內部還是外部故障。</p><p>　　1.2.1輸電線路微機保護的發(fā)展趨勢</p><p>　　繼電保護的任務就是檢測故障信息、識別故障信號，并由此決定保護的動作行為。因此，故障信息的識別、處理和利用是繼電保護技術發(fā)展的基礎，不斷發(fā)掘和利用故障信息對繼電保護的進一步發(fā)展有著十分重要的意義?；诠收戏至康睦^電保護原理的研究和應用在繼電保護技術的發(fā)展歷程中一直占用重要地位。在模擬式保護中，以

33、故障分量為基礎的零序電流保護、負序電流保護以及差動電流保護得到了廣泛使用，并取得了良好的運行效果。在微機保護中，由于計算機具有的數(shù)據(jù)計算和存儲能力，使得故障分量的獲取更為方便，從而極大地推動了基于故障分量的保護新原理的發(fā)展。</p><p>　　自上世紀 80 年代，人工智能技術的理論和方法取得了突破性進展，人工智能技術在繼電保護領域的應用研究引起了人們的極大興趣。人工智能就是由計算機來表示和執(zhí)行人類的智能活動，

34、如判斷、識別、理解、學習、規(guī)劃和問題求解等。人工智能技術被廣泛地應用于求解非線性問題，較之于傳統(tǒng)方法有著不可替代的優(yōu)勢，迄今，國內外已開發(fā)出多種人工智能工具，包括：專家系統(tǒng)（ES）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ANN）、模糊集（FS）、啟發(fā)式搜索（HS）等，相關技術在電力系統(tǒng)中的應用研究也逐步展開，其中人工神經(jīng)元網(wǎng)絡技術在繼電保護中的應用研究受到了廣泛關注。</p><p>　　當代繼電保護技術的發(fā)展，正在從傳統(tǒng)的模擬式、數(shù)字

35、式探索進入信息技術領域。計算機網(wǎng)絡作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領域，也為各個工業(yè)領域提供了強有力的信息交互手段。到目前為止，所有的繼電保護裝置只能利用被保護設備的一側或多側電氣量信息、保護動作特性和定值，特別是后備保護的特性和定值大多是按預設的“最嚴重情況”考慮，因此，極大降低了保護在其它故障情況下的工作性能。尤其嚴重的是，一旦某處保護動作異常且相鄰保護失

36、去配合，或者系統(tǒng)發(fā)生連鎖性復雜故障，可能導致整個電網(wǎng)保護系統(tǒng)的崩潰，造成全網(wǎng)性的重大停電事故，給國民經(jīng)濟和社會生活帶來極大危害。為了從根本上解決上述問題，繼電保護的設計與運行不應僅局限于被保護設備本身，而應從保證整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的角度，構建具有全局性的“系統(tǒng)保護”。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護

37、的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微</p><p>　　1.3我國變壓器微機保護的歷程</p><p>　　變壓器是電力系統(tǒng)中極其重要的電氣設備，它在整個電力系統(tǒng)中起著能量和電壓轉換的作用。電力變壓器能否安全運行，直接關系到電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)定地工作。由于電力變壓器的重要性及其本身的貴重價值，一旦發(fā)生故障而遭到破壞，影響范圍大，破壞系統(tǒng)的正常運行，將造

38、成嚴重后果，在經(jīng)濟上必然帶來重大的損失。</p><p>　　在我國，自20世紀80年代以來，微型計算機及其應用技術發(fā)展很快，在電力系統(tǒng)繼電保護和自動裝置的領域里產(chǎn)生了深遠的影響。雖然我國在變壓器微機保護方面的研究工作起步較晚，但進展迅速，并卓有成效。從硬件的角度來劃分，我國的電力變壓器微機保護的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個階段:第一階段是單CPU硬件結構，特點是采用單個CPU結構及多路轉換的ADC模數(shù)轉換模式;第二階段

39、是多CPU硬件結構，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為VFC電壓一頻率轉換原理的計數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。軟件的設計方面，利用多CPU的特點，強化了自檢和互檢功能，使硬件故障可定位到插件，對保護的跳閘回路，具有完善的抗干擾措施，防止拒動和誤動的措施;第三階段為以高性能的16位單片機構成的硬件結構為主，具有總線不引出芯片，電路簡單的特點，抗干擾能力進一步加強，完善了通信功能，為變電站綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了強有力的支持。</p><p>

40、　　1.3.1變壓器微機保護發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著計算機技術和通信技術以及各種新方法和新理論在變壓器微機保護中的廣泛應用，繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。</p><p>　　網(wǎng)絡化。微機保護裝置網(wǎng)絡化可大大提高保護性能和可靠性，每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)

41、的基礎上協(xié)調動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。</p><p>　　綜合自動化。繼電保護、操作控制和監(jiān)測的集成化趨向稱之為變電所綜合自動化實際上，保護裝置就是一臺高性能多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡上的一個智能終端，它可從網(wǎng)絡上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡控制中心或任一終端。</p><p>　　智能化。近年來，人工智能

42、技術如自適應控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法 進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也開始 可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。</p><p><b>　　微機保護軟件原理</b></p><p>　　微機保護軟件主要是數(shù)字濾波器、保護算法、保護邏輯三類程序組成的。微機軟件保護的流程是先數(shù)字

43、濾波器先濾除噪聲或不利于保護工作的信號，然后對數(shù)字濾波的輸出作數(shù)據(jù)分析、運算，得到被保護設備運行的各類參數(shù)，最終進入保護邏輯程序作出判斷和處理。三類保護程序經(jīng)常相互穿插在一起，一般保護算法中含有數(shù)字濾波功能；保護邏輯程序中插有保護算法，而保護算法中常帶有邏輯判斷。</p><p>　　各類數(shù)字處理設備中都具有數(shù)字濾波功能，而微機保護就是一種數(shù)字處理設備，而且其濾波特性直接影響保護的精度和速度等性能，因此數(shù)字濾波對

44、保護是很重要的。保護算法可以看成一種數(shù)字濾波器，而數(shù)字濾波的方法就是一種算法。</p><p>　　2.1保護算法及其類型和任務</p><p>　　在微機保護中，模擬電壓和電流輸入信號經(jīng)過離散采樣和模數(shù)變換后，計算機將這些數(shù)字信號進行分析、運算、判斷，以實現(xiàn)各種繼電保護功能的方法，稱為保護算法。</p><p>　　微機保護的算法按算法的目標可分為兩類；</

45、p><p>　?。?）遵循常規(guī)的模擬型保護的原理，運用計算機的數(shù)學和邏輯運算功能來實現(xiàn)的保護。例如，按模擬型保護的相位比較的動作方程式來判斷故障是否在動作區(qū)內的距離保護，但它并不具體算不出阻抗值。這類多為反應工頻穩(wěn)態(tài)電氣量的保護。</p><p>　?。?）根據(jù)輸入電氣量的若干點采樣值，通過一定的數(shù)學式或方程式計算出保護原理所反應的量值，然后與定值進行比較的保護。這類算法利用微機能進行數(shù)值計算

46、的特點，其動作可以設計得十分靈活。這類算法容易實現(xiàn)反應暫態(tài)的、比較復雜原理的保護，目前用的較廣的反映工頻變化量的各類保護。</p><p>　　保護算法的主要任務是從包含有噪音分量的輸入信號中，快速、準確地計算出所需的各種電氣量參數(shù)。所以，保護算法的內容主要是濾波和參數(shù)計算。微機保護的算法有很多種，主要考慮的是計算的精度和速度。精度和速度往往是相矛盾的，若要精度高，則要利用更多的采樣點。這樣就增加了計算工作量，降

47、低了計算速度。反之要提高速度，則需要利用較少的采樣點，精度就會降低。保護算法除了要考慮精度和速度之外，還需要考慮的算法的數(shù)字濾波功能，濾除影響精度計算的高次諧波分量。總的來說微機保護的任務是尋找一種對保護有效的數(shù)字運算方法，使運算滿足保護精度的要求下，盡可能的簡便快捷地算得被保護設備的運行參數(shù)。</p><p>　　2.2微機保護的濾波器</p><p>　　在微機保護中，濾波器主要分為模

48、擬型和數(shù)字型兩類濾波器。把模擬型濾波器安排在采樣電路之前是為了適應采樣話的需要，將大于采樣信號最高頻率2倍以上的高頻信號濾除，以防頻率混疊，確保不失真的對輸入信號采樣。這類用于采樣前對模擬信號濾波，通常稱為ALF模擬低通濾波器。數(shù)字濾波器是是微機保護算法中為了濾除保護算法原理中指定的高頻分量及噪聲分量、直流分量等影響快速、準確計算的信號。</p><p>　　數(shù)字濾波器與模擬濾波器相比具有以下突出的有點：<

49、/p><p>　　濾波精度高。通過加大微機所使用的字長，可以很容易的提高濾波精度。</p><p>　　具有較高的靈活性。通過改變?yōu)V波器的算法或某些濾波參數(shù)，可以靈活地調整數(shù)字濾波器的濾波特性，以適用不同的應用場合的要求。</p><p>　　穩(wěn)定性高。模擬器件受環(huán)境和溫度的影響要比數(shù)字型濾波器大得多。數(shù)字濾波器完全執(zhí)行的是算法程序完成的。</p><

50、;p>　　便于分時復用。采用模擬濾波器時每個輸入通道都需要裝設一個濾波器，而數(shù)字濾波器通過反復調用濾波子程序，使一套數(shù)字濾波器濾波即可完成所有通道的濾波任務，并能保證給個通道的濾波性能完全一致。</p><p>　　由此可見，微機保護總是采用軟件來完成任務。</p><p><b>　　2.3繼電保護算法</b></p><p>　　本文

51、繼電保護算法主要有半周積分算法、傅氏變換算法、解微分方程算法、移相算法、序分量過濾器算法。</p><p>　　2.3.1半周積分算法</p><p>　　當被采樣的模擬量是交流正弦量時可使用半周積分算法，例如穩(wěn)態(tài)短路電流的采樣或后備保護的采樣時可使用半周積分算法。該算法的依據(jù)是一個正弦量在任意半周期內絕對值的積分為一個常數(shù)s，并且積分值s和積分起點初相角α無關。任何初始角α開始到π+α的

52、半周期內絕對值積分均為s。據(jù)此，半個周期的面積可寫成：</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p><b>　　（2—2）</b></p><p>　　在半周期面積S常數(shù)求出后，可以求出交流正弦量i的有效值。而半周期面積S常數(shù)可以通過梯形法求出和算出：</p><p><b

53、>　　（2—3）</b></p><p>　　式中為第k次采樣值，k=0時采樣值為 ；N為一個周期的采樣點數(shù)。</p><p>　　只要采樣點數(shù)N足夠多，用梯形近似積分的誤差可以做到很小。半周期積分算法本身就有一定的高頻分量濾除能力。因為疊加在基波上的高頻分量在半周期積分中其對稱的正負半周相互抵消，剩余的未被抵消的部分占的比重少，但這種算法不能抑制直流分量。由于這種算法運

54、算工作量較少，對于一些要求不高的電流電壓保護可以采用次方法。</p><p>　　2.3.2傅氏變換算法</p><p>　　半周積分算法的局限性是要求采樣的波形為正弦波。當被采樣的模擬量不是正弦波而是一個周期性時間函數(shù)時，一般采用傅氏變換算法。以電流為例，一個周期性函數(shù)I（t）用傅里葉級數(shù)展開為各次諧波的正弦相和余弦相之和，即：</p><p><b>

55、　　（2—4）</b></p><p>　　式中，n為自然數(shù)，n=0,1,2…表示諧波分量次數(shù)。</p><p>　　電流的基波分量可以表示為</p><p><b>　?。?—5）</b></p><p><b>　　它的一般表達式為</b></p><p>&

56、lt;b>　　（2—6）</b></p><p>　　將用和角公式展開并做比較，可以得到</p><p><b>　?。?—7）</b></p><p>　　根據(jù)傅氏級數(shù)的逆變換原理可得</p><p><b>　?。?—8）</b></p><p>　　在

57、用微機計算和時，通常采用有限離散方法算得，即將i（t）用各采樣點數(shù)值代入，通過梯形法求和來代替積分法。令，可得：</p><p><b>　?。?—9）</b></p><p><b>　　（2—10）</b></p><p>　　式中N為一周采樣點數(shù)；為第k次采樣值；、分別為k=0和k=N時的采樣值。</p>

58、<p>　　最后可以算得基波的有效值和相角</p><p><b>　?。?—11）</b></p><p><b>　?。?—12）</b></p><p>　　與半周積分算法相比較，傅氏變換算法可以計算周期性時間函數(shù)，還可以算出初始相位角，其積分運算結果同樣具有數(shù)字濾波功能而且運算工作量也不大。</

59、p><p>　　2.3.3解微分方程算法</p><p>　　解微分方程算法主要用于微機距離保護中計算阻抗，該方法利用電力線路中電壓微分方程關系式。求解二元一次方程的未知數(shù)；短路故障線路阻抗R和線路電感L串聯(lián)電路來表示，下列微分方程式成立</p><p><b>　?。?—13）</b></p><p>　　式中R和L分別為

60、故障點到保護安裝處線路正序電阻和正序電感；u和i分別為保護安裝處采樣到的電壓和電流瞬間時值。</p><p>　　式中已忽略輸電線路分布電容，實際上該電容具有濾除電壓、電流中的高頻分量的作用。因此，忽略該電容的作用會造成計算誤差。為了克服這誤差，在采樣計算電壓和電流前應經(jīng)低通數(shù)字濾波以消除高頻分量對計算誤差的影響。</p><p>　　此外，這種算法還受電網(wǎng)頻率在事故時發(fā)生的影響，從而使得

61、算法在較大的低頻范圍內準確地計算故障線路路障的R和L。</p><p><b>　　2.3.4移相算法</b></p><p>　　移相保護也是微機保護的基本算法之一。較常用的有直接移相法，傅氏移相法等。</p><p>　　最簡單的移相是直接移相算法。該算法是取不同時刻的采樣值就可直接移相。直接移相雖然簡單，但只能移相的整數(shù)倍，調整級差為。&

62、lt;/p><p>　　除了直接移相還有傅氏移相法，它可以不受數(shù)據(jù)窗和采樣頻率限制，能移相任意角度?；ǖ膹秃瘮?shù)表達式為</p><p><b>　　(2—14)</b></p><p>　　將移相任意角，只要將乘以就可以實現(xiàn)，其算法為</p><p><b>　?。?—15）</b></p>

63、;<p>　　當為一定值時，和均為已知數(shù)，也就能算出移相后的值。</p><p>　　2.3.5序分量濾波器算法</p><p>　　微機保護的序分量濾波器的應用比較廣泛，因為負序和零序分量只有在故障時才會明顯增大，而正序分量則明顯減少，這些都是判斷故障的信息。它們的變換不受負荷電流的影響，這是序分量濾波器的優(yōu)點。</p><p>　　以電壓為例，對稱

64、分量的基本公式可以寫為</p><p><b>　　（2—16）</b></p><p>　　式中；，它們和組成模為1、相位差120°的對稱分量，稱為運算子，用采樣值表示時，可以改為</p><p><b>　?。?—17）</b></p><p>　　從式（2—17）中可以知道，只要、、

65、是已采樣得到的采樣序列，經(jīng)過移相120°后，就可以得到各序分量的序列值。</p><p>　　2.4微機保護邏輯程序框圖原理</p><p>　　微機保護邏輯程序分為主程序和各種中斷服務程序兩大部分。主程序一般由三大模塊構成：初始化和自檢循環(huán)程序；保護邏輯判斷程序；保護跳閘和后加速處理程序。中斷服務程序有采樣中斷、通信中斷、定時器中斷、電源異常中斷等。保護程序流程都有其各自的特色

66、，它們相互關聯(lián)，構成一個軟件系統(tǒng)。</p><p>　　由于微機保護程序采用流程圖能夠比較直觀、形象、清楚地反映保護的工作和邏輯關系，所以在說明保護軟件原理時總是采用程序流程框圖來表達保護的工作原理、各個量之間的邏輯關系。通常程序流程按順序執(zhí)行或循環(huán)切換執(zhí)行，在進入循環(huán)流程時，每循環(huán)一次循環(huán)次數(shù)N=N+1，程序將按N值切換流程方向。</p><p>　　2.4.1微機保護主程序框圖原理&l

67、t;/p><p>　　微機保護主程序見圖（2—1）的保護邏輯判斷模塊，因各保護邏輯原理不同而差距較大，這里主要針對初始化和自檢循環(huán)。</p><p>　　圖 2—1 微機保護主程序邏輯圖</p><p>　　2.4.1.1初始化</p><p>　　“初始化”是指保護裝置在上電或按下復位鍵時首先執(zhí)行的程序，它主要是對單片微機及可編程擴展芯片的工作

68、方式、參數(shù)的設置，以便在后面的程序中按預定的方案工作。初始化有初始化（一）、初始化（二）及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)初始化三個部分。</p><p>　　初始化（一）是對單片微機及其擴展芯片的初始化，使保護輸出的開關量出口初始化，賦予正常值，你保證出口繼電器均不動作。初始化（一）是運行與監(jiān)控程序都需要用到的初始化程序。初始化（一）后通過人機接口液晶顯示器顯示主菜單，由工作人員選擇運行或調試工作方式。初始化（二）包括采樣定時器的

69、初始化、控制采樣間隔時間、對RAM區(qū)中所有運行時要使用的軟件計計數(shù)器及各種標志位清零等程序。</p><p>　　初始化完成后，開始對保護裝置進行全面自檢。若裝置不正常則顯示裝置故障信息，然后開放串行口中斷，等待管理系統(tǒng)CPU通過串行口中斷來查詢自檢狀況，向微機控制系統(tǒng)及調度傳送各保護的自檢結果。若裝置自檢通過，則進行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化主要是指采樣值存放地址指針初始化。</p>

70、<p>　　2.4.1.2自檢內容和方式</p><p>　　在完成初始化（二）后進入全面自檢.。全面自檢包括對RAM、EPROM、E²PROM等回路的自檢。</p><p><b>　　RAM的讀寫檢查</b></p><p>　　對RAM的某一單元寫入一個數(shù)，再從中讀出。并比較兩者是否相等。若不相等，說明隨機存儲器R

71、AM有問題，則驅動顯示器故障信號和故障時間，故障類型說明“RAM故障”。顯示故障的同時開放串行口中斷并等待管理CPU查詢。</p><p><b>　　定值檢查</b></p><p>　　每套定值在存入E²PROM時，都自動固化若干個校驗碼。若發(fā)現(xiàn)只讀存儲器E²PROM定值求和碼與事先存放的定值和不一致，則E²PROM有故障，則驅動顯示

72、故障字符代碼和故障時間，故障類型說明“E²PROM故障”及故障范圍。</p><p>　　EPROM求和自檢及CRC自檢</p><p>　　求和自檢EPROM時，將EPROM中存放的程序代碼從第一個字節(jié)加到最后一個字節(jié)，將求和結果與固化在程序末尾的和數(shù)進行比較。若結果不同，則顯示器顯示相應故障字符、代碼和故障時間、類型，說明“EPROM故障”。該求和自檢方式算法簡單，執(zhí)行速度快

73、，多用于EPROM的在線實時自檢。但EPROM累加和自檢在多個字節(jié)變位時漏檢的可能性相對較大。對新投產(chǎn)檢驗時常用CRC循環(huán)冗余碼自檢方法。CRC自檢對每個字節(jié)的每個位均做規(guī)定的運算，錯誤檢出率高，但執(zhí)行速度慢，花費很長的CPU時間，因此不能用于在線實時自檢。</p><p><b>　　開入和開出自檢</b></p><p>　　開出自檢主要檢測開出通道是否正常，它是

74、通過硬件開出反饋來檢測的。開入自檢可通過注入檢測信號實現(xiàn)。</p><p>　　2.4.2開放中斷與等待中斷</p><p>　　在初始化之時，采樣中斷和串行口中斷仍然被CPU的軟開關關斷，這時A/D轉換和串行口通信均處于禁止狀態(tài)。初始化之后，進行運行之前應開始模數(shù)變換，并進行一系列采樣計算。所以必須開放采樣中斷，使采樣定時器開始計時，并每隔T時間后發(fā)出一次采樣中斷請求信號。同理，進入運行

75、之前應開放串行口中斷，以保證管理CPU對保護CPU的正常通信。在開放中斷后必須延時60ms，以確保采樣數(shù)據(jù)的完整性和正確性。</p><p>　　2.4.2.1自檢循環(huán)</p><p>　　在開放了中斷保護后，所有裝備工作就緒了，主程序就進入自檢循環(huán)階段。故障處理程序返回主程序及保護整組復位，也是在這里進入自檢循環(huán)。自檢循環(huán)包括查詢檢測報告，專用及通用自檢等。</p><

76、;p>　　微機保護上電后必須進行初始化設置和檢測,如進行堆棧指針設置、串行口、定時器工作方式的初始化等。通常微機保護面板上有一個工作方式開關，初始化后，由開關位置決定執(zhí)行調試程序還是運行程序。如在調試方式，則轉至監(jiān)控程序，等待人機對話插件的調試命令。在運行方式下則進行全面自檢，當全面自檢通過后才進行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初始化，包括計數(shù)器的初始化、采樣值存放地址指針的初始化等。然后開放中斷，通常等待60ms（三個周波）后才投入突變量起動元

77、件的計算。如果開放中斷后立即投入起動元件，由于RAM區(qū)的數(shù)據(jù)是隨機的，會造成起動元件誤動。自檢循環(huán)中的通用自瞼內容包括RAM區(qū)讀寫檢查、EPROM求和檢查、定值檢查、開關量輸出回路檢查、開關量監(jiān)視、對定值拔輪開關位置的監(jiān)視、電壓互感器二次斷線檢查、電流求和自檢等。</p><p>　　2.4.3采樣中斷服務程序原理</p><p>　　中斷開始后，首先進行采樣指針更新，接著對采樣數(shù)據(jù)進行差

78、分濾波，濾除采樣數(shù)據(jù)中的直流成分，并檢測零序電壓變化量，判斷零序電壓突變起動是否發(fā)生。如果發(fā)生，起動標志增加一次，否則起動標志清零。只要連續(xù)三點零序電壓變化量大于整定值，就確定第一突變點為故障發(fā)生點，并設定故障起動標志為l，計數(shù)器開始計時，否則清零故障起動標志并返回主程序。如果故障起動標志為1且計數(shù)器延時，開始計算中斷程序中的保護程序輸出，否則返回主程序。檢測保護輸出有出口否，有則修改中斷返回地址為故障處理程序首地址，并返回；如保護無出

79、口，返回主程序并順序執(zhí)行下面的程序。見圖（2—2）</p><p>　　圖2—3采樣中斷服務程序框圖</p><p>　　2.4.3.1故障處理程序</p><p>　　首先判斷系統(tǒng)是否有震蕩發(fā)生，若有則進入震蕩閉鎖模塊，待振蕩停息后返回整組復歸入口，清零各種標志并恢復起動元件，準備好下次再動作。如判斷確實有故障發(fā)生，則進入故障處理模塊，包括選相子模塊、繼電器計算子

80、模塊和跳閘邏輯子模塊等。</p><p>　　(1)選相程序。故障處理程序的第一步是選出故障相別，以決定阻抗計算中應取什么相別的電壓和電流，因為只有故障相的阻抗才能正確反映故障點位置。該型保護裝置的選相程序首先計算三個相電流差突變量的有效值。并把它們分為大、中、小三類。如果(大一中)<<（中一?。﹦t必定是單相接地，且小者對應的兩相為非故障相。如不滿足上述條件則為相間故障，且大者對應的兩相為故障相。&l

81、t;/p><p>　　(2)保護繼電器計算程序，由具體繼電器算法編制。</p><p>　　(3)跳閘后程序。判為區(qū)內故障時，ll0kV以上電壓等級的微機保護系統(tǒng)通常驅動三個分相跳閘出口繼電器，發(fā)出跳閘命令后40ms內不考慮撤銷跳閘命令，以保證可靠跳閘。從40ms后判斷故障相有無電流，如無電流則認為跳閘成功收回跳閘命令；如發(fā)出跳今后0.25s仍有電流，則發(fā)三跳（后備三跳）命令，以期在本裝置三跳

82、出口回路拒動時起到后備作用。發(fā)出三跳命令后12s內三相均無電流，程序轉至整組復歸，取12s的原因是考慮三相重合閘最長時間不大于10s，發(fā)出三跳令后0.4s判斷任一相是否又有電流，如有電流，則進入后加速程序段。</p><p>　　2.5微機保護運行的工作設計原則</p><p>　　通常情況下，微機保護系統(tǒng)的使用壽命為8-10年，到期后應根據(jù)設備的運行情況進行改造。目前，保護改造允許的停電

83、時間也越來越短，在改造過程中，大量的時間都用來進行電纜的鋪設和接線、回路等的調試，如果更換保護時不需要進行屏體和電纜的更換，而只更換裝置或者插件，就能大大減少停電的時間，減少保護改造的工作量，節(jié)約成本微機保護的功能是通過數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行出口和邏輯判斷三個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)的，其標準化設計的目標是各個環(huán)節(jié)接口的物理特征以及交換信息的標準，以此來實現(xiàn)保護屏體及二次回路的良好運行，達到屏體與二次回路的設計和保護裝置的原理沒有關聯(lián)，提高保護裝置的可靠性。

84、</p><p>　　新的設計原則要求：首先要統(tǒng)一保護屏的配置及保護功能的正確配置；其次，統(tǒng)一裝置箱體的尺寸；第三，統(tǒng)一裝置箱體的橫端子及屏體的豎端子最后，統(tǒng)一包括軟報文信號硬接點信號及軟、硬壓板，也就是新的“四統(tǒng)一”原則。按照新的“四統(tǒng)一”原則對設備進行改造，可以大大減少維護改造成本。在設備費用方面，對保護裝置進行維護改造時，僅僅更換了裝置，其他配件均保持原來的狀態(tài)，大大節(jié)約了改造成本在控制電纜方面，保護裝置的

85、二次回路未發(fā)生變換，也無需對控制電纜進行更換，節(jié)省了更換電纜的費用。在設計和施工調試費用方面，按照新原則進行施工，不需要拆除或者安裝新的保護屏，也無需進行電纜和二次回路的接線和調試工作，更不需要重新設計二次回路，只需要更換裝置進行調試即可，極大地降低了工程量，縮短了工時，節(jié)省了施工費用在停電損失及其他方面，新原則下，施工時間大大縮短，停電的時間也相應縮短，停電造成的損失也相應地減少 所以，新的“四統(tǒng)一”大幅度降低了改造工程的工程量，加快

86、了工程改造進度，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，值得我們大力推行。</p><p><b>　　2.6 本章小結</b></p><p>　　本章主要介紹了微機保護軟件的程序組成。它是由數(shù)字濾波器、保護算法、保護邏輯三類程序組成的。首先講述了保護算法的定義、類型及其功能。接著介紹了數(shù)字型和模擬濾波器的功能以及它們的不同點。接下來介紹了微機保護邏輯框圖原理，主要介紹微機保護主程序框

87、圖和中斷服務程序框圖。最后介紹了下其工作運行原則。</p><p>　　輸電線路、變壓器的微機保護硬件結構</p><p>　　微機保護裝置是指將微型機、微控制器等器件作為核心部分構成的繼電保護裝置。一般典型的微機保護結構由五個部分構成的，即信號輸入電路、保護CPU系統(tǒng)、人機接口部分、輸出通道回路及電源部分。</p><p>　　3.1輸電線路微機保護硬件結構<

88、;/p><p>　　輸電線路微機保護裝置的硬件結構如圖（3—1）所示。 </p><p>　　圖3—1 輸電線路微機保護裝置的硬件結構</p><p>　　該硬件系統(tǒng)主要由以下幾部分構成：</p><p>　　(1) 模擬量輸入系統(tǒng)( 或稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)) : 包括電壓切換、交流輸入與變換、壓頻變換與隔離、計數(shù)器等幾部分. 其中壓頻變換與隔離、計數(shù)

89、器共同構成VFC型的A/D轉換器, 將模擬輸入量準確地轉換為所需的數(shù)字量, 并將數(shù)字電路部分與模擬電路部分隔離, 以減少共模干擾的影響。</p><p>　　（2）保護裝置采用了兩個獨立的數(shù)字信號處理器（DSP）插件構成保護單元。兩個DSP插件硬件結構完全相同，公用模擬量和開關量輸入信號，其啟動元件接點串連于跳閘插件的電源回路，只有當兩塊 DSP 插件均發(fā)出啟動跳閘信號時，裝置才能對外給出跳閘接點信號。采用這種方

90、式，可有效防止DSP硬件故障導致保護誤跳閘。每塊 DSP 插件配置有相同的保護程序，可獨立完成 AD 轉換、數(shù)據(jù)處理、保護啟動、故障判斷、邏輯出口等功能。</p><p>　?。?） 開關量(或數(shù)字量) 輸入/輸出系統(tǒng): 由若干并行接口適配器( PIA或PIO) 、光電隔離器件及有接點的中間繼電器等組成, 以完成各種保護的跳閘、合閘、信號、報警以及外部接點輸入、輸出等功能。</p><p>

91、;　?。?）裝置人機交互以及對外通訊通過管理單元插件完成。管理單元與保護單元之間僅通過串口通訊方式互連，且管理單元故障不影響保護單元的正常工作。這種分層式結構有助于提高保護單元工作的可靠性。</p><p>　　除保護單元插件和管理單元插件外，裝置還包含有交流輸入插件、信號板插件、跳閘板插件、電源插件以及母線電壓切換插件等輔助插件。整個裝置采用 6U 的背插式結構。裝置采用背插件式結構, 把整個硬件電路按照功能和

92、特點劃分為幾個部分, 每個部分做在一塊印刷電路插件板上, 板上對外聯(lián)系的引線通過后端的插頭引出, 各個插件之間的連接通過機箱后部的母板實現(xiàn)。見圖（3—2）</p><p>　　圖3—2 機箱結構框圖</p><p>　　3.2變壓器微機保護硬件結構</p><p>　　在高壓或超高壓輸電系統(tǒng)中, 大型高壓變壓器微機保護裝置一般采用雙重化配置, 兩套獨立的裝置同時工作

93、, “或”門出口。當一套裝置出現(xiàn)異常停役時, 另一套裝置仍可正常運行, 有效地防拒動。但是, 當一套裝置誤動時, 整個保護將出現(xiàn)誤動。因此, 在裝置內部需采用兩塊DSP插件并行工作“與”門出口的方式防誤動。</p><p>　　目前比較理想是下層采用雙DSP結構, 有兩種做法: 一種是兩塊DSP插件分別完成變壓器的主保護和后備保護的功能, 這樣在實現(xiàn)“與”門出口時就需要四塊DSP插件, 使得裝置過于復雜, 當一塊

94、DSP插件出現(xiàn)異常時容易誤動, 降低了裝置的可靠性。另一種做法是每一塊DSP插件同時完成變壓器主保護和后備保護, 兩塊DSP插件并行工作“與”門出口, 這就需要更高性能DSP芯片。這里主要介紹后一種方法。</p><p>　　保護裝置為6U標準機箱, 采用后插式的插件布置方案, 使用整體式面板結構見圖（3—3）。裝置包括交流插件、保護單元插件( CPU插件) 、開關量輸入插件、信號插件、出口插件、管理單元插件、電

95、源插件。</p><p>　　圖3—3 變壓器保護裝置插件布置結構圖</p><p>　　保護單元插件采用雙DSP系統(tǒng),，每塊插件內含有一套DSP系統(tǒng), 每套系統(tǒng)包含電源、采樣、DSP等硬件回路。 可獨立完成采樣、主保護、后備保護、出口、自檢、故障信息處理和故障錄波等全部功能。 兩個DSP系統(tǒng)采用并行工作“與”門出口，可以有效的防誤動，提高裝置的可靠性。因此,本保護裝置配有兩塊CPU插件,

96、 結構完全相同。</p><p>　　變壓器的電壓、電流信號是模擬量(隨時間連續(xù)變化的物理量)信號，微機系統(tǒng)是一種數(shù)字電路設備，只能接受數(shù)字脈沖，識別數(shù)字量，因此需將來自TA、TV的模擬信號換為相應的微機系統(tǒng)能接受的數(shù)字脈沖信號。為了實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，有時還需要輸出模擬信號，驅動模擬調節(jié)執(zhí)行機構工作，形成模擬量輸出回路。</p><p>　　計算機利用存儲器把程序和數(shù)據(jù)保存起來，使計算

97、機可以在脫離人的干預下自動地工作，它的存儲容量和訪問時間直接影響著整個計算機系統(tǒng)的性能。在變電站綜合自動化裝置中，常見的存儲器包括EPROM(紫外線擦除電可編程只讀存儲器)、EEPROM(電擦除可編程只讀存儲器)、SRAM(靜態(tài)隨機存儲器)、FLASH(快擦寫存儲器)以及NVRAM(非易失性隨機存儲器)等。EPROM的可靠性較高，通常只有紫外線長時間照射才可以擦除保存于其中的內容，在變電站綜合自動化裝置中一般用來保存運行程序和一些固定不

98、變的數(shù)據(jù)。EEPROM可以在運行時在線改寫，掉電后內容不易丟失，在變電站綜合自動化裝置中一般用來保存整定值。SRAM主要作用是保存程序運行過程中臨行需要暫存的數(shù)據(jù)。NVRAM和FLASH都是近幾年來訊速發(fā)展的非易失性存儲器，由于它們具有掉電后數(shù)據(jù)不丟，而且讀寫簡單方便等優(yōu)勢，在變電站綜合自動化裝置中通常將它們用來保存故障數(shù)據(jù)，以便事后分析事故用。還有一些新的變電站綜合自動化裝置將FLASH替代EPROM作為保存運行程序和固定參數(shù)用。隨著

99、大規(guī)模集成電路和存儲技術的長足發(fā)展，半導體存儲器的集成度成倍地提高，現(xiàn)在已有</p><p>　　定時器/計數(shù)器在變電站綜合自動化裝置中十分重要，除計時作用外，它還有兩個主要用途:用來觸發(fā)采樣信號，引起中斷采樣;在電壓一頻率(V/F)變換式A/D中，定時器/計數(shù)器是把頻率信號轉換為數(shù)字信號的關鍵部件。</p><p>　　管理單元插件主要承擔保護裝置整定與調試的人機接口、故障數(shù)據(jù)收集整理以

100、及顯示打印、實時時鐘對時與廣播、各DSP運行狀態(tài)監(jiān)視、通訊協(xié)議轉換、本地以及遠程調試維護通訊等任務如圖（3—4）。其功能分兩部分: 一是借助鍵盤、液晶顯示實現(xiàn)人機對話功能, 運行人員可通過人機對話接口進行整定值維護、開入開出調試、正常運行時電氣參量監(jiān)測、故障報告和SOE報告的上傳等; 二是通訊功能, 實現(xiàn)管理單元對各個保護DSP的通信任務,實現(xiàn)上層管理軟件( 如綜合自動化系統(tǒng)) 和保護裝置之間的通訊任務。保護管理單元的絕大部分功能實現(xiàn)都

101、需要依靠通訊規(guī)約與保護CPU進行數(shù)據(jù)交互。</p><p>　　圖3—4 變壓器保護裝置硬件結構簡要框圖</p><p><b>　　3.3 本章小結</b></p><p>　　本章主要介紹了微機保護對輸電線路、變壓器的硬件結構。它是由信號輸入系統(tǒng)、保護單元、人機接口部分、輸出通道回路及電源部分這五個部分構成。目前微機保護裝置均按模塊化設計。

102、也就是說對于輸電線路、變壓器保護，根據(jù)不同的軟件保護來確定模塊數(shù)量。這樣給設計、運行及維護、測試人員都帶來了極大方便。</p><p>　　第4章 微機保護在輸電線路中的應用</p><p>　　微機保護充分利用了計算機技術上的兩個顯著優(yōu)勢： 高速的運算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D 模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術，使其在速動性、可靠性方面均

103、優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護，而顯示了強大生命力。與傳統(tǒng)的繼電保護相比，微機保護有許多優(yōu)點，其主要特點如下：</p><p>　?。?）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，正確動作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性; 其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護; 可引進自動控制、新的數(shù)學理論和技術，如自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等，其運行正確率很高，已在運行實踐中得到證明。</p>&l

104、t;p>　?。?）可以方便地擴充其他輔助功能。由于計算機的特點，使得微機保護能做到硬件和軟件資源共享，在不加任何硬件的情況下，只需要增加一些軟件就可以獲得各種附加功能或輔助功能。如在微機線路保護中遇到故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。</p><p>　?。?）工藝結構條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，相同的硬件可以通過不同的軟件來構成原理差異的保護。因此硬件的

105、通用性較強，容易形成統(tǒng)一標準，有利于提高工藝質量和降低成本。</p><p>　?。?）可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響; 且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。</p><p>　　（5）使用靈活方便，人機界面越來越友好。其維護調試也更方便，從而縮短維修時間; 同時依據(jù)運行經(jīng)驗，在現(xiàn)場可

106、通過軟件方法改變特性、結構。</p><p>　?。?）可以進行遠方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡使微機保護具有遠方監(jiān)控特性。</p><p>　　輸電線路是電力系統(tǒng)中最重要的電氣元件,線路保護性能對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著十分重要的影響。近年來,隨著我國高壓電網(wǎng)建設的快速發(fā)展,電網(wǎng)自動化水平的不斷提高,對高壓線路保護性能提出了新的更高要求。與此同時,

107、計算機技術的進步,特別是高性能DSP 芯片的出現(xiàn)和應用,使得微機保護硬件平臺資源更豐富,計算速度更快,為保護的功能完善提供了良好的硬件支持。因此,利用線路保護原理研究的新成果,以高性能硬件平臺為基礎,研究和開發(fā)性能更好的高壓線路微機保護具有重要的理論和現(xiàn)實意義。</p><p>　　在微機保護故障處理中，最主要的是保護邏輯程序。各種不同的保護因功能和原理不同，它們的邏輯程序也相差甚遠。</p>&l

108、t;p>　　電力系統(tǒng)運行中，輸電線路不可避免地會發(fā)生故障和出現(xiàn)不正常工作狀況。最常見的故障是各種形式的短路，如三相短路、兩相接地短路、兩相短路、單相接地短路等。此外，輸電線路還可能發(fā)生一相或兩相斷線以及斷線和短路同時發(fā)生或者相繼發(fā)生的復雜故障。最常見的不正常工作狀況是過負荷，長時間過負荷會使設備的絕緣溫度升高，加速絕緣老化或使設備遭到破壞，嚴重時甚至引起故障。故障和不正常工作狀況都有可能在電力系統(tǒng)中引起事故。國內外運行經(jīng)驗表明，大

109、型電力系統(tǒng)一旦發(fā)生自然或人為故障，若不能及時有效地得到控制而失去穩(wěn)定運行，導致電網(wǎng)瓦解，將會造成大面積停電，給社會帶來災難性的后果。而作為系統(tǒng)內部和各系統(tǒng)之間聯(lián)系樞紐的大功率遠距離超高壓輸電線路，其運行的可靠性必將極大地影響整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，因此對這些超高壓輸電線路的保護提出了更加嚴格的要求。電網(wǎng)結構的復雜化，也對保護的設計提出了更高的要求。</p><p>　　4.1.線路微機保護的軟件結構 <