微机继电保护2
继电保护原理微机继电保护原理
微机继电保护采用数字信号处理 技术，具有高精度的测量和判断 能力，提高了保护的准确性和可
靠性。
灵活性强
微机继电保护可以通过软件编程实 现不同的保护功能，适应性强，易 于扩展和维护。
易于远程控制
微机继电保护可以实现远程控制和 监控，方便了运行和维护。
传统与微机继电保护的结合应用
互补性应用
在电力系统中，可以将传统继电保护和微机继电保护结合使用， 以充分发挥各自的优势，提高整个系统的保护性能。
微机继电保护系统的构成
硬件部分
微机继电保护装置的硬件主要包括中 央处理器、存储器、输入/输出接口 电路等，用于实现各种保护功能。
软件部分
微机继电保护装置的软件主要包括系 统软件和应用软件，系统软件负责管 理硬件资源和应用软件，应用软件根 据保护原理实现具体的保护功能。
微机继电保护的算法
傅里叶变换算法
通过分析电流、电压信号的频 谱，检测设备是否出现故障。
最小二乘法算法
通过最小化误差的平方和，计 算出设备的参数，用于判断设 备是否出现故障。
波形比较算法
通过比较故障前后的电流、电 压波形，判断设备是否出现故 障。
递归最小二乘法算法
通过递归的方式计算设备的参 数，用于判断设备是否出现故
障。
微机继电保护的优点
定期维护
定期对微机继电保护装置 进行维护和检查，确保装 置的稳定运行和延长使用 寿命。
故障处理
在发生故障时，及时进行 故障定位和排除，恢复微 机继电保护装置的正常运 行。
05 微机继电保护的发展趋势 与展望
人工智能在微机继电保护中的应用
人工智能技术
利用人工智能算法，如神经网络、模糊逻辑等，对电力系统中的故障进行快速 识别和判断，提高继电保护的响应速度和准确性。
电力系统微型计算机继电保护
2002年4月电力系统微型计算机继电保护1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为微型机继电保护装置。
2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成正比。
3.脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之比值4.当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统不稳定。
5.在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为离散_控制系统。
6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流电流信号。
7.在一个采样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为顺序采样。
8.脉冲传递函数分子多项式为零的根，称为脉冲传递函数的零点。
9.从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为滤波。
10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够滤除输入信号中不需要的频率成份。
11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的频率成份信号。
12.数字滤波器脉冲传递函数的零点z i在脉冲传递函数表达式中以因子1-Z i Z-1的形式出现。
13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax，则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于2fmax。
14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采取的隔离技术是光电隔离。
15.利用正弦函数的三个_瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。
16.在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在自检循环并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。
17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、采样中断子程序和故障处理程序。
18.在电力系统正常运行时，相电流瞬时采值差的突变量起动元件△I bc等于零。
19.电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流差起动元件起动。
电力系统微机继电保护第二版课程设计
电力系统微机继电保护第二版课程设计一、选题背景电力系统是一个高度复杂的系统，其中包含了大量的电气设备和线路，而这些设备和线路都需要得到可靠的保护，以确保电力系统能够正常运行。
因此，电力系统保护是电力系统中的一个重要环节。
为了确保电力系统保护的可靠性和高效性，需要采用对保护装置进行继电保护。
在电力系统中，微机继电保护是一种保护技术，它是在传统继电保护的基础上发展而来，具有更高的可靠性、更灵活的功能和更完善的通讯能力。
为了在工程实践中更好地应用微机继电保护技术，需要对其进行深入的研究和学习。
因此，电力系统微机继电保护第二版课程设计具有重要的意义。
二、课程设计内容2.1 课程设计目标通过电力系统微机继电保护第二版课程设计，使学生：1.熟悉微机继电保护技术的基本理论和应用；2.掌握微机继电保护的主要原理和技术特点；3.学会应用微机继电保护技术来设计实际电力系统保护方案；4.培养学生分析和解决实际电力系统保护问题的能力。
2.2 课程设计具体内容本次课程设计将涉及以下内容：1.微机继电保护技术概述；2.微机继电保护的工作原理；3.微机继电保护在电力系统中的应用；4.微机继电保护的设备接线和调试方法；5.微机继电保护系统的组成和通信原理；6.微机继电保护的应用案例分析；7.微机继电保护实验设计和仿真。
2.3 课程设计方案本次课程设计要求学生自主选择一个电力系统保护方案，并基于微机继电保护技术对其进行综合设计。
具体方案需包括以下内容：1.保护原理和方案选取；2.微机继电保护方案实现；3.保护系统调试和测试；4.系统运行效果评估。
学生可以自主选择保护方案的类型、系统电气拓扑、保护功能、保护参数等设计要素，并结合实际情况进行综合设计。
同时，本课程设计要求学生将设计结果进行实验验证，以提高学生实践能力。
三、课程设计要求1.熟读电力系统微机继电保护的相关技术文献，并有一定的电气基础；2.结合实际情况，组织系统保护方案设计和仿真实验；3.撰写并提交完整的课程设计报告，其中应包括设计方案、实验过程、测试结果、数据分析和结论等内容；4.设计报告需使用Markdown文本格式，文字规范、排版清晰、结论合理；5.课程设计评分标准包括：课程设计报告完整度、设计方案合理性、设计实验的规范性和完整性、数据分析的准确性和结论合理性。
线路微机保护和二次回路标准化设计规范
线路微机保护和二次回路标准化设计规范线路微机保护和二次回路标准化设计规范概述本标准旨在通过规范220 kV及以上系统的线路保护及辅助装置的输入输出量、压板设置、装置端子、装置虚端子、通信接口类型与数量、报吿和定值、技术原则、配置原则、组屏（柜）方案、端子排设计、二次回路设计。
是提高继电保护设备的标准化水平，为继电保护的制造、设计、运行、管理和维护工作提供有利条件，提升继电保护运行、管理水平。
一、六统一定义：“六统一”的含义：1）功能配置（含技术原则）；2）对外接口3）定值清单、4）动作报告、5）二次回路、6）组屏端子六个方面统一，在智能变电站大量采用的情况下，进一步延伸到：保护装置的虚端子、压板设置、通信接口类型与数量，组屏方案等。
1、1继电保护装置功能由“基础型号功能”和“选配功能”组成，“基础型号功能”应包含规范要求的全部“必配功能”；功能配置完成后，定值清单、设备参数、装置报文等应与所选功能一一对应。
选配功能数值型定值和控制字置于定值清单最末尾。
1、2“必备功能”是指某类型的保护装置按规范要求必须配置的功能，以线路纵联距离保护为例：四方公司生产的CSC-101AB型线路微机保护必备功能有：纵联距离保护、纵联方向保护、三段式相间接地距离保护，四段式零序保护、两段式定时限零序电流保护。
还有南瑞公司生产的RCS-931B型线路微机保护必备功能有：电流差动保护、零序电流差动保护、工频变化量距离保护、三段式相间接地距离保护，四段式零序保护等。
1、3“选配功能”是指由于地区电网的统筹考虑和管理习惯的原因，需要增加的一些功能，线路保护的选配功能有：反时限零序电流保护、三相不一致保护、远跳保护、重合闸功能。
1、4“基础型号功能”是指由于线路结构不同而对线路保护的特殊功能要求；线路纵联差动保护的基础型号功能有：双光通道方式的串补电容的线路保护，双光通道方式的一般线路保护。
线路纵联距离保护的基础型号功能有：双光纤通道的纵联距离保护、光纤和载波通道同时接入的纵联距离保护、接点方式的纵联距离保护。
电力系统微机继电保护第二版教学设计
电力系统微机继电保护第二版教学设计一、教学目标1.掌握电力系统微机继电保护的工作原理；2.掌握电力系统微机继电保护应用过程中的主要技术问题；3.了解电力系统微机继电保护的发展趋势。
二、教学内容1. 基础知识1.电力系统微机继电保护的组成和功能；2.电力系统微机继电保护的标准与规程。
2. 技术细节1.微机继电保护的硬件及软件设计；2.微机继电保护的一些特殊技术问题；3.微机继电保护的工作流程及应用方法。
3. 实践操作1.学生通过上机操作模拟电力系统微机继电保护的应用实践；2.学生通过对一些电力系统微机继电保护系统的实际案例进行分析，了解电力系统微机继电保护的实际应用。
4. 学习方法1.学生通过课堂学习理解电力系统微机继电保护的理论；2.学生通过实践操作了解电力系统微机继电保护的应用方法。
三、教学过程安排1.引入环节（10分钟）：通过引入电力系统微机继电保护的相关背景和现状，引起学生的兴趣。
2.理论知识讲解（60分钟）：讲解电力系统微机继电保护的相关理论，包括组成和功能，标准与规程。
3.实践操作（60分钟）：学生通过上机操作模拟电力系统微机继电保护的应用实践。
4.实例分析（60分钟）：学生通过对电力系统微机继电保护实际案例的分析，进一步了解电力系统微机继电保护的实际应用。
5.教学总结（10分钟）：对本次课程的主要内容进行总结，强化学生的学习效果。
四、教学方法1.讲解法：通过讲解电力系统微机继电保护的理论知识，让学生了解基本概念和原理。
2.实践操作：学生通过上机操作模拟电力系统微机继电保护的应用实践，增加实践经验。
3.案例分析：通过对电力系统微机继电保护实际案例的分析，让学生了解电力系统微机继电保护的实际应用。
4.课堂互动：通过课堂提问、小组讨论等方式增加学生的参与度和学习效果。
五、教学评估1.通过学生的上机操作和实际应用案例的分析，考核学生对电力系统微机继电保护的实际应用能力。
2.通过期末考试，考核学生对电力系统微机继电保护相关理论知识的掌握程度。
浅谈110kV及以下变电站微机继电保护及相关二次回路竣工投运验收要点
浅谈110kV及以下变电站微机继电保护及相关二次回路竣工投运验收要点摘要：在110kV及以下变电站的微机继电保护及相关二次回路验收中，安排恰当的验收项目，对继电保护装置进行正确的验收检验，是保证继电保护装置安全运行和可靠动作的极为重要的一环，探讨如何有效地进行保护投运前验收，以及二次回路检查、反事故措施的落实、验收常用方法，减少验收过程的人为失误、缺项漏项等、确保现场验收工作可控、在控、能控，提高验收质量保证继电保护装置及有关回路符合相关规程、规定、设计的要求，结合自己近年来在验收工作中的经验，为同行提供参考。
关键词：变电站；微机继电保护；二次回路；竣工验收1 工程竣工验收中存在的问题1.1 有些新建变电站，是为了服务当地新上大型工业项目而配套建设的，大多是纳入“里程碑计划”，因输变电工程项目和大型工业项目在科研、立项、设计、审批、资金落实等环节在各自系统走完程序所需时间上的差异，一定程度上存在工业项目等着用电的现象，从而导致新建变电站施工周期短，安装任务重，验收不到位，资料交不全的现象。
1.2 一般情况下，重要变电站的竣工验收多有相关部门重要领导到场，安排一天的验收时间较多，若在一天内全部对新建枢纽变电站的二次设备和继电保护及安全自动装置进行逐条线路、逐台设备的检查试验和重要设备、重要线路的充电运行，从时间的安排上，要想进行细致的检查和试验较为困难。
1.3新建枢纽变电站，因其设备和进出线回路多，因此上导致继电保护和安全自动装置整组联动试验项目多，有时会造成必要的试验项目遗漏。
容易忽略的项目有：1.3.1 中央信号部分：断路器、隔离开关在远方、就地分合时后台机显示器主接线图所对应的变位信号；六氟化硫断路器“压力异常信号”和弹簧操动机构的“弹簧未储能”信号。
1.3.2 继电保护部分：35kV及10kV系统的绝缘监察装置和主变瓦斯保护定值有时在保护方案中忘记整定；主变压器的瓦斯继电器只有出厂试验报告，大多情况下现场都未作试验。
第二节 微机继电保护算法介绍
第二节微机继电保护算法介绍第二节微机继电保护算法介绍第二节微机继电保护算法介绍这一节将要对微机保护算法进行简要概述，并介绍常见的几种算法。
一、微机保护算法概述把经过数据采集系统量化的数字信号经过数字滤波处理后，通过数学运算、逻辑运算、并进行分析、判断，以决定是否发出跳闸命令或信号，以实现各种继电保护功能。
这种对数据进行处理、分析、判断以实现保护功能的方法称为微机保护。
二、常见微机保护算法介绍1. 算法微机保护装置中采用的算法分类：（1）直接由采样值经过某种运算，求出被测信号的实际值再与定值比较。
例如，在电流、电压保护中，则直接求出电压、电流的有效值，与保护的整定值比较。
（2）依据继电器的动作方程，将采样值代入动作方程，转换为运算式的判断。
分析和评价各种不同的算法优劣的标准是精度和速度。
2. 速度影响因素（1）算法所要求的采样点数。
（2）算法的运算工作量。
3. 算法的计算精度指用离散的采样点计算出的结果与信号实际值的逼近程度。
4. 算法的数据窗一个算法采用故障后的多少采样点才能计算出正确的结果，这就是算法的数据窗。
算法所用的数据窗直接影响保护的动作速度。
例如，全周傅氏算法需要的数据窗为一个周波（20ms），半周傅氏算法需要的数据窗为一个半周波（10ms）。
半周波数据窗短，保护的动作速度快，但是它不能滤除偶次谐波和恒稳直流分量。
一般地算法用的数据窗越长，计算精度越高，而保护动作相对较慢，反之，计算精度越低，但是保护的动作速度相对较快。
尽量提高算法的计算速度，缩短响应时间，可以提高保护的动作速度。
但是高精度与快速动作之间存在着矛盾。
计算精度与有限字长有关，其误差表现为量化误差和舍入误差两个方面，为了减小量化误关基保护中通常采用的A/D芯片至少是12位的，而舍入误差则要增加字长。
不管哪一类算法，都是算出可表征被保护对象运行特点的物理量。
5. 正弦函数的半周绝对值积分算法假设输入信号均是纯正弦信号，既不包括非周期分量也不含高频信号。
电力系统继电保护实验二(微机电流保护)
实验二 输电线路的电流微机保护实验（微机电流速断保护灵敏度检查实验）一、 实验目的1. 学习电力系统中微机型电流保护整定值的调整方法。
二、 2. 研究电力系统中运行方式变化对保护的影响。
三、 3. 了解电磁式保护与微机型保护的区别。
四、 接线方式及微机保护相关事项试验台一次系统原理图如图1所示。
实验原理接线图如图2所示。
A相负载B相负载C相负载图2实验原理接线图PT 测量 A.B 相接交流电压表, 以显示发电厂电压；做A.B 两相短路时, 电流表要接到A 相或B 相；微机的显示画面: 画面切换——用于选择微机的显示画面。
微机的显示画面由正常运行画面、故障显示画面、整定值浏览和整定值修改画面组成, 每按压一次“画面切换”按键, 装图1 电流保护实验一次系统图置显示画面就切换到下一种画面的开始页, 画面切换是循环进行的。
信号复位——用于装置保护动作之后对出口继电器和信号指示灯进行复位操作。
主机复位——用于对装置主板CPU进行复位操作。
微机保护装置故障显示项目DJZ-III试验台微机保护装置电流电压保护软件流程图如图3所示。
五、实验内容与步骤实验内容: 微机电流速断保护灵敏度检查实验。
实验要求：在不同的系统运行方式下, 调整滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10）, 做AB相, BC相和CA相短路实验, 记录对应的短路电流和保护是否动作。
如果保护不动作, 记录微机显示屏上“Ia”, “Ib”, “Ic”中的最大值；如果保护动作, 记录微机显示屏上“sd”的值。
四、实验过程及步骤（1）DJZ-III试验台的常规继电器和微机保护装置都没有接入电流互感器TA回路, 在实验之前应该接好线才能进行试验, 实验用一次系统图参阅图1, 实验原理接线图如图2所示。
按原理图完成接线, 同时将变压器原方CT的二次侧短接。
（2）将模拟线路电阻滑动头移动到0Ω处。
（3）运行方式选择, 置为“最小”处。
（4）合上三相电源开关, 直流电源开关, 变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM, 调节调压器输出, 使台上电压表指示从0V慢慢升到100V为止, 注意此时的电压应为变压器二次侧电压, 其值为100V（PT测量A, B相接交流电压表）。
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一、 简答题,
1.简述微机保护的现状和发展的趋势。
2.微机保护中A/D 的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？P4.P10
3.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选取？P14见收藏夹
4.简述VFC 型模数转换器的基本工作原理。
P16
5.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。
P27见收藏夹
6.数字滤波器有什么特点？
二、 相减（差分）滤波单元的差分方程为:
y(n)=x(n)-x(n-k)
画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m 与步长K 之间的关系。
三．假设某连续时间函数x(t)的频谱函数X (f)如下图所示：
现利用采样频率fs 对x(t)采样，分别按fs>2fc 、fs=2fc
和fs<2fc 三种情况，绘出采样后的离散信号x(nTs)的频谱
X *(f)。
三、 说明用程序查询方式实现数据采集系统与CPU 接口的原理。
答案 1.（1）现状：我国从7O 年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科院起着先导的作用。
华中理工大学、东南大学、南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理型式的微机保护装置。
1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。
在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机、压器组保护也相继于1989.1994年通过鉴定，投入运行。
南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。
天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。
不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，
（2）趋势：继电保护技术发展趋势向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展［5］。
随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势。
并且应用于实际之中
3．1 自适应控制技术在继电保护中的应用
自适应继电保护的概念始于20世纪80年代，它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。
基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，改善保护的性能。
这种保护原理的出现引起了人们的关注，自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可 靠性和提高经济效益等优点，在输电线路的距离保护、变压器保护等有着广泛的应用前景。
针对电力系统频率变化的影响、从理论和实践两方面实现自适应式微机距离保护的可行性。
在输电线路继电保护的应用作了全面的分类描述，得到了进一步的发展和完善。
将自适应继电保护的原理应用于距离保护中，根据系统运行工况的变化，调整距离保护的动作特性，从而提高了距离保护的性能。
3．2 人工神经网络在继电保护中的应用
进入20世纪90年代以来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、等在电力系统各个领域都得到了应用，电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究家系统、发展十分迅速，主要集中在人工智能、信息处理、自动控制等问题.用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定等。
模型对交直流混合输电系统的故障类型进行识别，从而优化交直流混合输电系统的动态运行特性。
基于人工神经网络的电f
力系统故障诊断系统，利用电力系统中继电器和断路器的状态信息来进行故障范围的估计。
应用于电力系统控制中心，辅助调度员对故障范围进行判别，及时地采取措施对故障进行处理，保证电力系统供电的安全性、经济性。
用人工神经网络原理实现高压输电线路的方向保护，用BP模型作为方向保护的方向判别元件。
能准确、快速地判别出故障的方向。
基于神经网络优越性；实现最小二乘算法，这两种网络都可以在极短的时间内完成全部运算；给出了电流继电器、圆特性以及四边型特性阻抗继电器的神经网络模型，并证明了三种模型都具有很强的自适应性。
基于人工神经网络的智能型自适应继电保护原理，利用了比传统保护多得多的信息量。
提高了继电保护的适用范围，解决了经高阻抗的短路故障保护问题。
提出一种利用人工神经网络实现自适应电流保护的方法。
实现对电力系统中的各种故障识别，解决电流保护中的灵敏度补偿和故障方向识别问题，使电流保护对正方向各种故障都有足够的保护范围，而对反方向的各种故障实行闭锁，从而实现电流保护的自适应。
2、1.传感器部分，将非电物理量转化为电量信号
2，信号处理部分，将前部分得到的电量信号进行去噪，放大和整形灯处理，以适用AD转换需要3，取样和保持
4、如果是多路AD转化网络，还要又转化开关，一般通过地址选择可以选择不同开关通路
5，AD转换，这里边又有一些组成部分，就以渐次逼近型转换原理说，里边又包含DA转换装置、电压比较器和逻辑控制电路等。
3、为了防止无用的高频信号进入采样过程，造成采样信号失真为此，需要加装低通滤波器
1、开关量输入电路
（1）健盘操作节点，可直接至微型机的行输入接口芯片上，原理图如下：画图见收藏夹
并PAO
行
接
口
6、通过对输入信号的进行数字运算的方法来实现滤波器
实现手段：一段程序；数字运算器件（DSP,FPGA）
1特性一致性好②不存在由于温度变化，原件老化等因素对滤波器特性影响问题③不存在阻抗匹配问题
④灵活性好⑤精确度高。