第9章微机保护断线闭锁判据5课件

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《微机继电保护》课件

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03 微机继电保护的算法与实 现
微机继电保护的算法分类
01
02
03
04
差分算法
通过比较线路两侧的电流或电 压差值来检测故障,具有简单
、可靠的特点。
傅里叶算法
利用傅里叶变换分析信号频率 特性,用于检测谐波电流或电
压。
波形比较算法
通过比较正常与异常时的电流 或电压波形来检测故障。
人工神经网络算法
模拟人脑神经元网络,通过训 练学习识别故障特征。
微机继电保护的历史与发展
总结词
微机继电保护经历了从模拟式到数字式、从集中式到 分布式的发展历程。
详细描述
微机继电保护最早出现于20世纪70年代,当时采用的 是模拟式元件和电路,功能较为简单。随着计算机技 术和数字信号处理技术的发展,数字式微机继电保护 逐渐取代了模拟式保护。同时,随着分布式系统和网 络通信技术的发展,分布式微机继电保护系统也逐渐 成为主流。未来,随着人工智能和大数据技术的应用 ,微机继电保护将更加智能化和自适应化。
人工智能应用
人工智能和机器学习技术在微机继电 保护领域的应用正在逐步深化。这些 技术可以帮助系统自动识别和应对各 种复杂的电力故障情况。
网络化
网络技术的广泛应用为微机继电保护 带来了新的可能性。通过网络化控制 ,可以实现更快速、更准确的故障定 位和隔离。
集成化和模块化
为了提高系统的可靠性和可维护性, 微机继电保护系统正在朝着集成化和 模块化的方向发展。
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目 录
• 微机继电保护概述 • 微机继电保护的基本原理 • 微机继电保护的算法与实现 • 微机继电保护的应用与案例分析 • 微机继电保护的发展趋势与展望
01 微机继电保护概述

微机母线保护课程课件

微机母线保护课程课件
1.母线内部故障时流出的负荷电流,对复式比率系数定 值的取值影响较大,但是当采用故障分量差电流时就 可有效的减少负荷电流对差动保护的影响;
2.母线内部故障时,故障分量的电流特征为:母线各支 路同名相故障分量电流在相位上接近相等;理论上讲, 只要故障点过渡电阻不是无穷大,母线内部故障时, 故障分量电流的相位关系不会改变;采用故障分量式 比率差动保护可进一步减少故障前系统电源功角关系 对保护动作特性的影响,提高保护切除经过渡电阻接 地故障的能力。
六、BP-2B型微机母线复式差动保护程序逻辑原理 4.电流回路断线闭锁逻辑与电压回路断线告警逻辑
七、失灵保护与失灵起动装置配合方式 1.母线保护与220kv线路失灵起动装置的配合
七、失灵保护与失灵起动装置配合方式 2.不带电流检测元件启动装置时失灵保护还有另外一种配置方式
七、失灵保护与失灵起动装置配合方式 3.BP-2B型母线保护装置的母联(分段)失灵和死区保护逻辑
六、BP-2B型微机母线复式差动保护程序逻辑原理
2.母线(分段)充电保护逻辑
母线(分段)充电保护起动需同时满足三个条件: 1. 母联(分段)充电保护压板投入; 2. 其中一段母线已失压,且母联(分段)开关已断开; 3. 母联电流从无到有。
充电保护一旦投入自动展宽200ms后退出。
六、BP-2B型微机母线复式差动保护程序逻辑原理 3.母联(分段)过电流保护
2. 电力系统一次 -河南电网现况
电网存在主要问题
(1)洛三地区外送卡口。 (2)部分220kV电网短路电流偏大, 某些电磁环网无法打开。 (3)河南电网部分厂站低谷时段电压 偏高,调压困难。 (4)500kV主网缺乏电源支撑。
(4)局部短路电流上升较快。
2. 电力系统一次 -河南电网现况

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的首端标以K1,末端标以K2;CT电流互感器。
26
零序电流
2021/6/21
在三相四线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia+Ib+IC=0。如果在三相四 线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故 障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零, 其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流)。这样互感器二次线圈中就有一个感应电 压,此电压加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相 比较,如大于动作电流,即使灵敏继电器动作,作用于执行元件掉闸。这里 所接的互感器称为零序电流互感器,三相电流的相量和不等于零,所产生的
PT电压互感器,其极性是基本二次、线圈单项首端 为a,末端为x。辅助二次线圈首端为aD,末端为xD。
19
2021/6/21 20
2021/6/21
进线有流、开口电压、三相电压计算的综合判别法。
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CT断线:
2021/6/21
电流互感器是一种专门用于变换电流的特种变压器。 互 感器的一次绕组串联在电力线路中,线路电流就是互感器 的一次电流I1,二次绕组外部接有负荷,如果是测量用电 流互感器,二次就接测量仪表;如果是保护用电流互感器, 二次绕组就接保护控制装置。 电流互感器的一、二次绕组 之间有足够的绝缘,从而保证所有低电压设备和电力线路 的高电压相隔离。电力线路中的电流各不相同,通过电流 互感器一、二次绕组匝数比的配置,可以将不同的一次电 流变化成较小的标准的电流值,一般是5A或1A。这样可以 减小仪表和继电器的尺寸,也可以简化其规格,有利于仪 表和继电器的小型化、标准化
4. 按结构形式分按结构形式分按结构形式分按结构形式分 大致可以分为 1) 贯穿式 又可分为单匝贯穿式和多匝贯穿式 2) 支柱式 3) 母线式 适用于大电流场合,例如安装在发电机母线上,发电机母线就是互感

电力系统微机保护装置原理 ppt课件

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数据处理,逻辑判断及保护算法 的数字核心部件(CPU,存储器 等);
开关量输入/输出通道以及人机接 口(键盘,液晶显示器等)。
微机保护从功能上分为6个组成部 分: 数据采集系统(模拟量输入系统) 数据处理系统(CPU主系统) 开关量输入/输出回路 人机接口 通信接口 电源回路
数据采集系统:模拟量
离散的数字量
作用:滤去高于2fs信号 分类:有源滤波:滤波性能良好,介数高
无源滤波:频率特性是单调衰减
采样保持回路: Ts:采样周期 采样频率 fs=1/Ts 采样频率fs误差越小,CPU性能要求越高。 采集点数=fs/50
利用电压/频率变换(VFC)的数据采集系统
原理:VFC把输入的交流模拟电压量usr(t)转变为脉冲信号u0(t)输出。
模拟量:电量信号是在时间和数值上连续变化的信号。 数字量:信号在时间上离散,在数值上量化的信号。
两种A/D转换(数/模转换)方式: 一是基于逐次逼近型A/D转换方式(ALF) 二是利用电压/频率变换(VFC)
基于逐次逼近型A/D转换方式(ALF)的数据采集系统
基于逐次逼近型A/D转换方式(ALF)组成: 电压形成回路,模拟滤波器ALF,采样保持回路S/H,多路开关MPX,A/D转换
3. 继电保 护知识 复习
1、复合电压启动的过电流保护的 动作条件,原理图与逻辑图的比较
2、功率方向元件的作用、动作 特性及90°接线、按相启动
3、定时限与反时限电流保护特点
1、复合电压启动的过电流保护的动作条件
低电压 负序电压 过电流
原理图
比较
逻辑图
低电压U<和负序电压U2是或门关系 或门与过电流I>是与门关系 逻辑图比原理图直观清晰
功能:
故障计算

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电力系统微机保护__绪论
1)采样数字化 保护装置直接接收电子式互感器输出数字信号,不依赖外部对时信号实现 保护功能。 2)保护就地化 保护装置采用小型化、高防护、低功耗设计,实现就地化安装,缩短信号 传输距离,保障主保护的独立性和速动性。 3)元件保护专网化 元件保护分散采集各间隔数据,装置间通过光纤直连,形成高可靠无缝冗 余的内部专用网络,保护功能不受变电站SCD文件变动影响。 4)信息共享化 智能管理单元集中管理全站保护设备,作为保护与变电站监控的接口,采 用标准通信协议,实现保护与变电站监控之间的信息共享。
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电力系统微机保护__绪论
继电保护是保证系统安全、稳定运行的第一道防线,是 系统安全稳定运行的“哨兵”! 继电保护学科方向—电力系统及其自动化二级学科 电力系统继电保护 内容:
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电力系统微机保护__绪论
• 一、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况 • (1)世界微机保护的发展历史
1、绪论 2、基本原理学习 3、学习讨论 4、微机保护硬件学习 5、微机保护常规算法的学习
本课程成绩评定:
1、出勤(10%) 2、学习讨论(20%) 3、考试(70%)
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电力系统微机保护__绪论
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电力系统微机保护__绪论
• 继电保护装置是一种能反应电力系统故障和不正常状 态,并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设 备。
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电力系统微机保护__绪论
3、智能化运检体系
1)加强智能站文件管控,提升变电站建设运行水平 构建智能站配置文件管控平台,确保配置文件的正确性及一致性;研究基于系统 描述的继电保护虚端子关联的自动化生成方法,简化智能站配置流程;建立基于标准 工程文件的继电保护数据、模型、图形的一体化展示平台,对二次设备实现自动精益 化评估。 2)实施智能化高效检修,实现智能站可观、可控、可维护 通过“装置智能诊断、远程终端支持、安措自动执行、二次回路可视、检修综合 决策”等技术,实现变电站可观、可控、可维护,提升现场工作效率和防误水平。 3)研发信息化单兵装备,提高现场智能感知和作业能力 研究、推广手持终端、智能穿戴设备等基于物联网技术的信息化单兵装备,提高 现场智能感知和作业能力,实现继电保护设备和人员的双向互动、现场和远程的双向 互动,提升现场工作的质量、效率和应急抢修能力。 4)开展自动化无人巡视,提升巡视质量和效率 利用人工智能技术,建立二次设备机器人巡视和远方巡视相结合的自动化巡视模 式,有效提高巡视效率,减轻现场人员压力。

09微机继电保护

09微机继电保护

第9 章
微机继电保护 9.1 概 述
4. 灵活性 由于微机保护的特性主要由软件决定,因此替换改变软件就可以改变保护 的特性和功能,且软件可实现自适应性,依靠运行状态自动改变整定值和特性 ,从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。 5. 改善保护性能 由于微型机的应用,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,利用模糊识别原理判断振荡过程中的短路故障,对接地距离保护 的允许过渡电阻的能力,大型变压器差动保护如何识别励磁涌流和内部故障, 采用自适应原理改善保护的性能等。 6. 简便化、网络化 微机保护装置本身消耗功率低,降低了对电流、电压互感器的要求,而正 在研究的数字式电流、电压互感器更易于实现与微机保护的接口。同时,微机 保护具有完善的网络通信能力,可适应无人或少人值守的自动化变电站。
(3) 模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断时的漏电流要小。 3) 采样频率的选择 采样间隔Ts的倒数称为采样频率fs。采样频率的选择是微机保护硬件设计中 的一个关键问题,为此要综合考虑很多因素,并要从中作出权衡。采样频率越高 ,要求CPU的运行速度越高。因为微机保护是一个实时系统,数据采集系统以采 样频率不断地向微型机输入数据,微型机必须要来得及在两个相邻采样间隔时间 Ts内处理完对每一组采样值所必须做的各种操作和运算,否则CPU跟不上实时 节拍而无法工作。相反,采样频率过低,将不能真实地反映采样信号的情况。由 采样(香农)定理可以证明,如果被采样信号中所含最高频率成分的频率为fmax, 则采样频率fs必须大于fmax的2倍(即fs>2fmax),否则将造成频率混叠。
1.5
第9 章
9.1.2 微机继电保护装置特点
微机继电保护 9.1 概 述
1. 调试维护方便 在微机保护应用之前,整流型或晶体管型继电保护装置的调试工作量很大, 原因是这类保护装置都是布线逻辑的,保护的功能完全依赖硬件来实现。微机保 护则不同,除了硬件外,各种复杂的功能均由相应的软件(程序)来实现。 2. 高可靠性 微机保护可对其硬件和软件连续自检,有极强的综合分析和判断能力。它能 够自动检测出本身硬件的异常部分,配合多重化可以有效地防止拒动;同时,软 件也具有自检功能,对输入的数据进行校错和纠错,即自动地识别和排除干扰, 因此可靠性很高。目前,国内设计与制造的微机保护均按照国际标准的电磁兼容 试验(EMC,Electromagnetic Compatibility)来考核,进一步保证了装置的可靠 性。 3. 易于获得附加功能 常规保护装置的功能单一,仅限于保护功能,而微机保护装置除了提供常规 保护功能外,还可以提供一些附加功能。例如,保护动作时间和各部分的动作顺 序记录,故障类型和相别及故障前后电压和电流的波形记录等。对于线路保护, 还可以提供故障点的位置(测距),这将有助于运行部门对事故的分析和处理。电 1.6 压互感器的二次是否发生断线等信息。

[正式版]微机保护硬件原理ppt资料

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教学要求:掌握微机保护装置基本结构、微机 保护数据采集系统工作原理、模块工作原理、 开关量输入/输出回路。
保护实现:传统保护是利用硬件电路。
微机保护:利用微机硬件的同时还要使用软件。
微机保护装置硬件结构
微机保护主要部分是微机,但还必须配备有关 信息输入的接口、输出控制信息接口。同时微 机还要输入有关计算和操作程序,输出记录信 息。
通道1
采样保持器1
通常被测量或被控制量往往可能是几路或几十路。

微机系统指挥中心是CPU,CPU是依赖通于道2 程序采样的保持器运2 行。路
A/D式数据采集系统图

3 CPU模块工作原理
.
.
.

.
.
.

通道n
采样保持器3

A/D转换器


线
2)低通滤波
采样间隔的倒数称为采样频率。
要求:采样频率必须大于2倍最大频率,这 就是采样定理。
微机利用存储器将程序和数据保存起来。
常见的存储器有:紫外线擦除电可编程只读存储 器EPRROM、电擦除可编程只读存储器 EEPROM、快擦写存储器FLASH等。
3、开关量输入/输出系统
开关量:保护装置压板、连接片、屏上切换开 关、其他保护动作的触点等。
开关量输出:如起动继电器、跳闸出口继电器、 信号继电器等,完成跳闸或信号报警。
A/D式数据采集系统图
变 换 器
电压形成回路 电压形成回路
低通滤波 低通滤波
采样保持 采样保持
多 路 转 换 开 关
总线
存储器
1、电压形成回路
微机保护从被保护对象电流或电压互感器上取 得的信息,需要降低或变换。

第九章 微机保护概述 电力系统继电保护课件

第九章 微机保护概述 电力系统继电保护课件

图9-10 WXB-11型微机保护装置硬件框图
图9-11 WXB-11型微机保护装置面板图
第三节 微机保护的算法
一、数字滤波 数字滤波器由软件编程去实现,改变算法或某些
系数即可改变滤波性能,即滤波器的幅频特性和 相频特性。 基本形式有差分滤波(减法滤波)、加 法滤波、积分滤波等。
1. 差分滤波原理 差分滤波器输出信号的差分方程形式为
例如,当采样频率为600Hz,且P1,若滤掉三次谐波,
差分滤波器的k值应为
k P fS 4 mTSf1 3f1
2. 差分滤波器的频率特性 从频域的角度讨论差分滤波器的滤波特性,可
将式(9-1)进行Z变换,得
Y(z)X(z)1 (zk)
从而得出说差分滤波器的传递函数 H (z) 为
H(z)Y(z) 1zk X(z)
y(n )x(n )x(n k)
(9-1)
x(t) A1 sin 2f1t
A3 sin 3f1t t
t nTS kTS t nTS kTS
图 9-12 差 分 滤 波 器 滤 波 原 理 说 明
那么上式所示的滤波器是如何起到滤波作用的哪?我们以图
9-12来说明滤波的原理。设输入信号中含有基波,其频率
开关量输入 (断路器、 隔离开关
状态)

键盘



显示器


打印机
部 件
通讯
输 入 /输 出 系 统
一、数据采集系统
1.电压形成回路
在微机保护中通常要求输入信号为±5V或±10V 的电压信号,取决于所用的模数转换器的型号。
电压变换常采用小型中间变换器来实现。电流变
换器、电压变换器和电抗变换器的原理图分别如
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K 3
二次侧一相或两相断线,差电压有 一定的数值。 当三相电压有效值均很低时,可以 识别出三相断线;当正序电压很小 时,也可以反应三相断线。
2)断线判据 一相或两相断线判据为: 微机保护起动元件不动作,同 时满足
U U >8(V) U a b c
(U U U ) >8(V) 或 KU 感器二次回路无故障时, 三相电压对称,则 U U 0 U
a b c
当一相或两相断线时,出现零序 电压。一相断线时零序电压为
)E )E (1 C (1 C 3U 0 1 b 2 c
当三相断线时,三相电压数值和为
U U 0 U a b c
若电压互感器接在线路侧,三相 断线的判据是: 微机保护起动元件未起动,断 路器在合闸位置,或有一相电 流大于无电流门槛值 I set 。同 时满足 U U ≤0.5U2N U a b c
或采用
Ua
<8(V)、 U b <8(V)
U c <8(V)。 也可采用
U 1 < 0.1U 2n
E U c c
E C 1 b
U a
E U b b
断线相电压下降,相位变化近
、 U 180 , ab U ac 幅值降低,相位

也发生了变化。 将可能导致阻抗继电器误动。
1、断线闭锁元件 闭锁元件可根据零序电压、负序电压、 电压幅值下降、相位变化等特征构成。
对断线失压闭锁元件要求:二次断线时, 闭锁元件灵敏度要满足要求;一次系统 短路,不应将保护闭锁;有一定动作速 度,动作后可靠将保护闭锁,解除闭锁 由运行人员进行。
(1)断线阻抗继电器动作行为
E a E b
U a
Z ac
Z ab Z bc
E c
Z1
Z 2 Z3
U b U c U n
a相断线
C 1
E E C C U a 1 b 2 c
C 2 Z1 // Z ab Z ac ( Z1 // Z ab )
教学内容:
3.7 断线闭锁装置
1、断线阻抗继电器动作行为; 2、断线闭锁元件
教学要求: 通过学习要求掌握断 线对阻抗继电器产生的影 响及断线闭锁元件工作原 理、断线判据。
3.7 断线闭锁装置 在运行中,可能发生电压互感 器二次侧短路故障、二次熔断器熔 断、二次侧快速自动开关跳闸、断 线等引起失压现象。这些都将使保 护装置电压下降或消失,或相位变 化,导致阻抗继电器失压误动。
检出三相断线后,闭锁保护, 发出断线信号。
2、检测零序电压或电流的断 线闭锁元件
U U >8(V) 若只采用 U a b c
判别断线失压,一次系统接 地短路故障时,闭锁元件将出现 误动。采取的措施可采用开口三 角形电压进行平衡,也可以采用 检测零序电流进行闭锁。
断线失压判据满足
U U >8(V) U a b c
Z1 // Z ac Z ab (Z1 // Z ac )
E a
U a
E b
E c
Z1
Z2
Z ac
Z ab Z bc
U b U c
Z3
E a
U n
E C 2 c
E U c c
E C 1 b
U a
E U b b
E a
E C 2 c
外,还要满足
3I 0 < 3I 0.set 3I 0.set K rel 3I 0.unb. max
在中性点不接地系统采用检测负序 电压、电流也可判别断线失压。因 单相接地不存在负序分量。
结论: (1)采用三相电压相量求和,与检测 零序电压或零序电流,可检测一相或两 相断线; (2)检测三相电压数值和,可检测三 相断线; (3)当采用线路侧电压互感器时,须 增加断路器合闸位置信号和线路有电 流信号。
中性点非直接接地系统
100 / 3 U 3U 10 U 1N / 3
差电压为
(U U U ) U dif KU a b c
K系数,中性点直接接地,
K 1/ 3
,中性点不接地
。 电压互感器二次回路完好或 一次系统发生接地短路故障 时,差电压 U dif 0 ;
一相或两相断线时,有
U U U a b c
≥ U 2N
判别三相电压相量和大小可识别一相 或两相断;三相电压数值和大小可识 别三相断线。
: 当一次系统存在零序电压 U 10
中性点直接接地系统
开口三角形侧零序电压为
3U U 10 100 U 1N / 3
100 U a U b U c 3U 10 U 1N
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