微机继电保护设计原理及其具体应用.pdf

《电气开关》(2002No.1)21

文章编号:1004—289X(2002)01-0021-05
微机继电保护设计原理及其具体应用
朱永芳
(宁波电业局,浙江宁波315010)

摘要:阐述了微机继电保护的硬件具体构成及软件的设计方法,并对其在电力系统中的具体应用情况作了
一些讲述以及对微机继电器保护运行注意事项作了一定的介绍。
关键词:微机继电保护;单片机;硬件;软件;实时系统;具体应用
中图分类号:TM771文献标识码:B
DesignPrincipleofMicrocomputerRelayProtectionandItsSpecificApplication
ZHUYong-fang
(NingboPowerAdministation,NingboZhejiang315010China)
Abstract:Thispaperexpoundshardwareformofmicrocomputerrelayprotectionanddesignmethodof
software,andpresentsitsspecificapplicationinelectricpowersystemandattentionproblems
ontothemicrocomputerrelayprotectionrunning.
Keywords:microcomputerrelayprotecting;one-chipcomputer;hardware;software;timesystem;
specificapplication
系统又可分为过程控制与实时信息处理。

1前言2设计原理

随着国民经济持续快速发展以及人民大众生活水微机保护具体由硬件和软件两大部分组成,下面
平的日益提高,电力用户对电能的需求量越来越大,对分别予以详细阐述。
供电质量要求也越来越高,同时电力部门又受减员增2.1硬件方面
效的制约,在大规模发展建设电网同时,人员配备却没在设计产品时,应充分考虑到可靠性、可维护性和
有相应增加,于是近几年来无人值班变电站迅速发展可扩性。软件版本升级不应变更硬件。
起来,建成了一批能够实现“四遥”甚至综合自动化功
能的局域性电网。
变电站综合自动化主要涉及到计算机网络与数据
库及通信的技术,计算机技术的飞速发展及其与较完
善的通信技术的密切结合,可以使变电站综合自动化
比较容易实现;可以节约相当的人力、物力成本,使电
力企业创造出更佳的经济效益。
微机继电保护起着重要的作用,在继电器保护技
术领域,除了离线地运用计算机作故障分析和继电保图1
护装置的整定计算,动作行为分析外,目前成熟的微机微机保护硬件系统包含以下四个部分:数据处
实时保护已大规模进入继电保护领域,微机继电保护理单元,即微机主系统;数据采集单元,即模拟量输
是继电保护技术发展的重要方向。入系统;数字量输入/输出接口;即开关量输入输出
实时系统往往是专用的,系统与应用很难分离,常系统;!通讯接口。
常紧密结合在一起,实时系统并不强调资源利用率,更微机保护中CPU通过模数转换器(A/D)获得输
关心及时性(又称时间紧迫性)可靠性和完整性,实时入的电压,电流等模拟量为数字量(也可以含开关量输
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入)的过程称为采样,它实际上完成了输入连续模拟量具擦除后再重新固化。
到离散采样数字量的转换过程,它一般通过采样中断E2PROM(电可擦写的只读存储器)特点是5V
来实现。工作电源下可重新写入新的内容,并且+5V工作电源
从外面引入微机保护的开关量,如开关、闸刀位置消失后其内容不会丢失,所以E2PROM常用于存放定
辅助接点,收发信机的收发信状态触点等都是由“开值,重要参数等信息。缺点是写入较慢,有串行和并行
入”回路中的光电隔离技术处理后,将信息送至中央处两种方式。
理系统。从微机保护送出的开关量,如跳闸命令,告警FLASH用途同上,但其容量更大,写入速度快,
信息等,则是经“开出”回路中的光电隔离技术处理后,有替代E2PROM可能。
将中央处理系统的判断结果送出。光电隔离技术可以在CPU的选型问题上,首先考虑的是能否在两
有效抵御干扰侵入。个相邻采样间隔内完成它必须完成的工作,即CPU
中央处理系统即CPU主系统。由它对数据采集的速度问题。衡量速度的一个重要指标就是字长,字长
系统输入的各种原始数据进行计算分析、处理、判断,越长,它同时所能处理的数据位数越多,即处理速度越
完成各种继电保护功能。快;另一方面,CPU速度问题跟其采用的主工作频率
CPU主系统是微机保护系统的核心。它一般包有关,同时跟子系统模数转换器(A/D)的位数配合也
括:微处理器、只读存储器、随机存储器和定时器等部有关。
件,集成在一块板上叫单板机,集成在一