微机保护技术讲座（2）——微机保护的硬件结构

微机继电保护装置是以微处理器为核心，采集电力系统实时状态数据，按照给定算法来检测电力系统是否发生故障．故障性质以及故障范围等，并由此控制断路器跳闸或发报警信号的一种安全控制装置。微机保护的典型硬件结构如图1所示，主要包括微处理器、模拟数据采集系统、信号输入输出系统、通讯网络和提供多个不同直流电压的电源系统。     

智能电器测控单元应用软件

介绍了一种已投入使用的系统软件结构,并通过一个应用实例,归纳总结了这一结构的特色和优点,最后就其进一步改进作了一点探讨.     

微机保护装置硬件结构

对微机保护装置的发展阶段作了简略介绍。新的保护方案在改善保护性能的同时也对装置硬件提出了更高要求。针对不同类型和功能的保护的特点,结合分别使用的处理 及它们对装置工作性能的影响,讨论微机保护硬件的基本结构及其发展趋势。认为应强调保护功能的独立性,而进一步开发通用硬件有利于实现装置的开放与互连。     

新型分布式微机母线保护的研究

针对传统的集中式母线保护原理所存在的缺点，本文提出一种新型的分布式母线保护原理．这种原理是将母线保护分成若干单元分散地装设在母线上所联接的各个回路上，而通过计算机网络将它们联接起来．通过计算机网络每个保护单元可以得到所有回路的电流数值，各保护单元独立地进行母线区内外故障的计算和判断，当判断为母线区内故障时，只将本回路开关断开。这种装置不仅能够根据获取的信息，自动适应母线的结线和运行方式，快速切除各种故障，而且不会发生保护受干扰误动使母线全部停电的事故，因而能极大地提高保护的可靠性。文中介绍了装置的硬件构成及母线保护单元实时通信网络的构成原理和通信方式。     

关于WBH—80型微机式高压变压器保护硬件设计原理概述

本文主要论述了微机式220kV(包括500kV)以上高压变压器保护的硬件设计原理和思路。本产品结合了ARAS2000平台以及华北电力大学高压变压器保护平台的优点，借鉴了南自、东方、许继等公司的同类型产品，自行开发设计的硬件平台。     

微机保护测量元件的设计及性能分析

本文介绍微机保护测量部分的几种电路构成方式及其基本工作原理，并对常用的几种测量方法进行了误差分析和抗干扰性能分析。     

一种新型智能化微机保护测试仪

0 引言 继电保护系统在保护电力系统安全、可靠运行方面起着重要的作用,同样用于检测、校验继电保护设备以及仿真电网故障的各种试验装置的作用亦相当重要.不论是传统的整流型和晶体管型继电保护,还是目前大力发展的微机继电保护,在研制阶段和投运之前都需要经过静态、动态模拟,观察和判断装置动作行为的正确性和准确性.为此,笔者研制了一种基于Windows操作平台的计算机和8051单片机通讯构成的智能化调试仪,它可模拟现场电网各种故障情况下出现的电流、电压暂态波形,供继电保护装置做动态考核及调试实验之用.     

新型并联电容器组微机保护

根据变电站自动化系统对并联电容器组保护的新要求，弥补现有保护装置的不足，研究了新的保护测控一体化的并联电容器组微机保护，通过测量记录相关的特征量，能自主评估电容器，断路器及装置本身的状态，做出状态检修决策，通过设置操作权限和检测相关信号，可以实现部分的防误操作功能，对串联限流电抗器也可起到一定的保护作用，现场运行证明，该装置运行可靠，并能配合自动化系统完成测量，控制和设备的管理维护功能。     

智能型断路器测控单元的软硬件设计

介绍一种以80C196KC单片机的核心的智能型断路器测控单元及其软硬件设计。该测控单元实时监控电流电压信号，具有三段电流保护和接地漏电保护等动作特性，硬件和软件均采用模块化设计，硬件总体结构由开关电源，信号检测单元，微处理器系统以及执行元件四部分组成，软件设计采用主程序循环查询中断标志位的设计思思，将程序分为主程序和中断子程序两部分，并给出主程序和部门分中断子程序流程图，目前，该测控单元样机已投入运行，运动结果达到预期设计要求。     

新型通用智能单元系统的设计

基于新型微处理器芯片MSP430F149C和多任务实时操作系统构建了一个全新的通用智能化单元系统。该系统的硬件结构可满足当前电力系统多数智能终端单元、控制单元的需求。而实时操作系统大大改变了传统的软件开发过程，能克服顺序结构软件而导致的软件代码结构复杂、可移植性和可扩张性差的缺点。配备自主开发的多任务实时操作系统后，该系统具备了智能单元的软、硬件基础。用户基于此通用系统的软件开发、升级和维护变得较容易，且设备软件的性能得到保证。实际应用表明该系统的性能好。     

一种改进的微机保护装置研究

为了解决传统微机保护装置在电力系统断电恢复的瞬间无法快速有效地对已存在显性故障采取相应保护动作的问题,引入一种新型微机保护装置的研究。首先在硬件上利用蓄电池在电力系统断电时给整个微机保护装置供电,并且控制脉冲输出对跳闸电容进行充电,配合电容电压监测电路,时刻保证其电压值达到驱动断路器的临界电压。另外软件上设计了两种算法。一种适用于系统断电恢复时刻的“快速算法”,以保证能快速地切除断电恢复瞬间的故障。另一种适用于系统正常工作时的“精确算法”,以保证整个装置在正常运行时的可靠性。针对不同的情况,分别使用不同的算法,共同构成新型微机保护装置的保护算法。仿真实验表明：所设计的新型微机保护装置相比于传统的微机保护装置,能在更短的时间内切除电力系统断电恢复瞬间已存在的显性故障,并且不影响正常运行时保护动作的可靠性。     

基于DSP的继电保护装置硬件平台的研究与实现

针对传统继电保护产品存在的不足,分析了目前硬件平台的要求。采用32位定点DSPTMS320F2812作为核心,提出一种新型继电保护装置的硬件平台设计方案,为复杂保护算法的实现提供了硬件基础。围绕该硬件平台开发的继电保护产品已经投入实际应用。     

具有抗干扰性能的单片机智能仪表的设计

章从阐明抗干扰智能仪表的工作原理着手，介绍了智能仪表的强抗干扰能力的模拟输入电路、CPU主控模板、数码显示电路等几个硬件线路，并于对智能仪表的程序设计思想和智能仪表的其他特性也给出简要地说明。     

基于AT89C55WD的微机继电保护实验装置研制

开发了一种通用的微机保护实验装置,给出了基于AT89C55WD单片机的软硬件设计方案,对其实现方法及其关键技术进行了研究。该装置的外围电路由A/D转换单元、开关量输入/输出单元、频率测量单元和通信单元等组成,它与上位机和继电保护测试仪等组合,形成了继电保护实验系统。软件部分采用KeilC51结构化编程语言编程,进行模块化设计。整个系统能够有效地模拟、采集和处理继电保护中常见的电流与电压故障,并发出动作指令。     

DSP56800系列在电力测控系统中的应用

本文阐述了MotorolaDSP56800系列的主要特点与优势;并进一步介绍了DSP56800系列在电力配网自动化领域微机综合保护中的应用与设计。提出了一种基于DSP56F807的综合保护装置的解决方案并介绍了该保护装置的硬件设计思想。该保护装置充分体现了DSP56F807的优点,具有很高的稳定性和可靠性。     

基于DSP的电动机保护装置

基于DSP的电动机保护装置在传统装置基础上集成了多种保护措施,增加了针对大型电动机的差动保护功能。详细介绍了保护装置硬件电路的构成及其特点,采用可构成真正的多主冗余系统的CAN(Controller Area Network)总线网,同时采用RS-485通信网络,以适应不同层次的应用需要。从软、硬件两方面考虑抗干扰措施,采用自适应速断、过流保护原理,满足运行方式变化剧烈的要求。采用递推傅氏算法测频。动态跟踪频率变化,实时调整采样率进行定点采样;并采用滤除衰减直流分量的傅氏算法。提高了擞据精度、简化了硬件电路。最后,给出了软件设计框架。     

大型变压器微机保护装置研制

结合大型变压器微机保护的开发实践,对保护系统的硬件设计、不同保护原理的综合应用以及保护软件的编程实现方法等方面进行了研究和探讨。所开发的保护装置集主、后备保护于一体,通过采用高性能的TMS320C6713DSP作为保护CPU和配备带有嵌入式Linux操作系统的ARM处理器作为管理机,满足了复杂保护的应用要求。主保护通过综合采用多种保护原理,充分发挥不同保护原理的优势,进一步提高保护的综合性能。同时,借助功能强大的硬件平台,在软件设计中采用基于"继电器"功能模块的设计方法,实现了程序的模块化和透明化,提高了软件开发效率,且易于维护和扩展功能。目前,该装置已通过静模测试和动模实验。     

微机智能综合保护装置在供电系统中的应用

论述了在16配电室实现微机综合保护和配电室微机自动监控系统中的设计 ,硬件设备的选择。保护功能设计中遇到的低电压产生误判问题和降压起动问题的解决方法。