毕业论文--电力变压器的微机保护
微机保护论文
浅谈微机保护的发展姓名：王新新学院：电气工程学院班级：08电自学号：2008534123摘要：为了提高供电质量，维护电力系统安全、稳定运行，微机继电保护的研究发展至关重要。
本文回顾了国内外电力系统继电保护技术发展的过程，概述了微机继电保护技术的成就，继电保护技术计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
电力系统微机继电保护朝着高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵活性和网络化、智能化发展。
关键词：微机保护优点发展过程发展趋势0引言随着国民经济持续快速发展以及人民大众生活水平的日益提高，电力用户对电能的需求量越来越大，对供电质量要求也越来越高，同时电力部门又受减员增效的制约，在大规模发展建设电网同时，人员配备却没有相应增加，于是近几年无人值班变电站迅速发展起来，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。
即提高了供电质量，又节约相当的人力、物力成本，使电力企业创造出更佳的经济效益。
但是，国内外的运行经验表明，电网在发生自然或人为故障时，如果故障不能得到及时有效的控制，电网将会失去稳定运行，甚至会瓦解，造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。
因此，自从出现电力系统以来，如何保证其安全稳定运行，一直是一个永恒的主题。
继电保护装置（包括安全自动装置）是保障电力系统安全稳定运行的重要装置之一，它们在电力系统中得到了广泛的应用。
电力工业生产发展的需要和新技术的不断出现，是电力系统继电保护原理新技术不断产生的基本源泉。
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断的注入了新的活力，由于微机在继电保护中的应用，使继电保护发生了根本性的变化，并采用了很多新原理和新技术。
从而使电力系统运行更加稳定，输电质量显著提高，为国民生产提供可靠的能源保障。
1.微机保护的国内外历史及发展概况电力系统继电保护是指继电保护技术和由继电保护装置组成的继电保护系统。
电力变压器运行的安全与继电保护(三篇)
电力变压器运行的安全与继电保护电力变压器是电力系统中重要的电气设备，用于将高电压电能变换为低电压电能或者将低电压电能变换为高电压电能。
它承担着电力传输和分配过程中的重要功能，因此对电力变压器的安全运行和继电保护都非常重要。
一、电力变压器的安全运行电力变压器的安全运行涉及到多个方面，包括设备的可靠性、运行的稳定性、工作环境的适应性等。
1. 设备的可靠性电力变压器作为电力系统中的重要设备，其可靠性直接关系到整个电力系统的稳定运行。
在电力变压器的设计、制造和安装过程中，需要严格按照相关标准和规范进行，以确保电力变压器的可靠性。
此外，还需要对电力变压器进行定期的检修和维护，及时发现和排除隐患，保障设备的正常运行。
2. 运行的稳定性电力变压器在运行过程中需要保持稳定的电压和电流输出。
为了确保变压器的稳定运行，需要对变压器进行科学合理的运行管理。
具体包括合理选择变压器的额定容量、运行方式和负载率，保持合理的温度和湿度条件，及时发现和处理过载和短路等问题，以确保变压器的稳定运行。
3. 工作环境的适应性电力变压器的工作环境可能存在很多外部因素，如温度、湿度、气候条件等。
为了保证变压器的安全运行，需要对变压器的工作环境进行合理的规划和设计，同时还需要对变压器的防护措施进行加强，确保变压器能够适应各种不利的工作环境，并且不受其影响，保证其正常运行。
二、电力变压器的继电保护继电保护是指通过电气装置来监测电力系统中的故障状态，并在出现故障时，发出信号使分断故障电路，保护人员和设备的安全。
对于电力变压器来说，变压器的继电保护主要包括过电流保护、微机保护、差动保护、短路保护等。
1. 过电流保护过电流保护是根据电流大小来判断系统是否出现短路或过载故障的保护装置。
对于电力变压器来说，通过安装过电流保护装置，可以检测系统中的过电流故障，并及时采取措施，保护变压器不受损坏。
2. 微机保护随着计算机技术的不断发展，微机保护在电力系统中得到了广泛应用。
变压器微机保护装置的应用
变压器微机保护装置的应用摘要：变压器的保护装置对变压器的正常运行具有非常重要的作用，判断一个保护装置是否合理需要看该保护装置的可靠程度和灵敏程度。
而变压器的保护中也有较为传统的电磁式保护，但是由于其不可靠性、精度不够准确、行为动作也不够灵敏、参数的设置和调整不够方便等问题逐步被微机保护取代，微机保护的特点还有其相对于传统电磁式保护而言的优点，都促使了微机保护的应用越来越广泛。
关键词：微机保护；特点；应用变压器的继电保护是电力系统继电保护的重要组成部分，电力企业又与人们生活密不可分，担负着为人们提供生活必不可少的电力资源的重要责任，所以对变压器继电保护的研究是很有必要的。
因为如果电力系统出现意外事故很有可能会引起火灾、爆炸等严重的事故，会对人和电气设备造成伤害。
除了对电力系统的保护方面，对电力系统供电能力与质量方面也应该加以提升，减少电力的浪费，提高经济收益，并且这个与人们用电的质量息息相关也进一步影响到了人们的日常生活。
1 微机保护简述微机保护，顾名思义便是微型计算机的保护，也就是用微型计算机组成的继电保护用以保护变压器，是继电保护在电力系统中很重要的一个发展方向，它与传统的保护装置相比有很多的优点，比如，可靠性、灵敏度和选择性都大幅提升，使得微机保护的应用范围也变的更加的广泛，比如在石化、民用、电力、矿石冶炼和建筑工程等方面都很经常的使用。
在硬件方面，微机保护以单片机为核心，也就是以微处理器为核心，然后辅之以人机和通讯接口还有输出和输入通道等部分。
微机保护的硬件装置是所有的微机保护都可以使用的，是相同的，微机保护装置的不同主要是其功能和性能不一样，而其功能和性能主要是由其软件决定的，即微机保护的硬件虽然一样但是软件是不同的。
微机保护运行的原理比较复杂，其数字控制核心是由存储器、计数器、CPU等组成的。
微机保护的工作过程可以简单的描述为，当电力系统发生故障时将电流量转换为数字量将故障信息输送给计算机，然后计算机对故障信息进行分析给电力系统输送出相应的解决方法进行跳闸操作。
变压器微机保护
变压器微机保护摘要作为电力系统继电保护重要组成部分的变压器继电保护，对保障变压器的安全运行具有十分重要的作用。
本文在介绍电力系统微机保护原理及其发展趋势的基础上,对电力系统中大量应用的220/35KV电压等级的变压器的继电保护进行了专门研究, 分析了影响变压器差动保护可靠性和灵敏度的不平衡电流的产生原因和特点，利用微机技术补偿不平衡电流的影响。
根据这一类变压器的运行特点，吸取以往各种保护方法的长处，制定了一套适合于220/35KV电压等级的电力变压器保护方案，以差动保护和瓦斯保护为主保护，低电压启动的过电流保护为后备保护。
以所制定的保护方案为依据，选择了以MCS-96 系列16位单片机8098为核心的变压器微机保护装置的硬件平台,进行保护装置的硬件系统设计和软件模块设计。
在硬件设计方面，主要包括数据采集系统、CPU主系统、开关量输入/输出系统及跳闸出口部分等电路的设计。
在软件设计方面, 对现有主要的微机保护算法进行了比较、分析，选择具有计算简便、收敛速度快、收敛过程稳定等优点的递推最小二乘算法，满足了变压器保护对算法估计精度和估计速度的要求。
关键词：变压器；差动保护；继电保护；微机保护AbstractTransformer relaying protection is one important part of power system relay protection, it is very important to the transformers' safe operation. This paper is on introduce the microprocessor-based protection power system to protect the foundation of the principle and its development trend , to power system inside large quantity application of 220/35KV electric voltage the grade 's transformer of relay protection the specialized researched, and analyze the produce cause and characteristic of the unbalanced current which influence the reliability and sensitivity of transformer differential protection, some microcomputer-based methods are compensating the unbalanced current. According to this the transformers' movement characteristics , absorb the strength of the every kind of protection method before , formulation a suitable for 220/35KV electric voltage the grade’s transformer protect the project , with differential protection and protect with gas to main protection , and the low electric voltage is after starting of protect over the electric current for to have the protection . With the established protection the project is a basis , and with the transformer microcomputer-based protection that MCS-96 series 16 single-chip machine 8098 for the core to choice ,hardware that protect the device terrace hardware that combine the right protect the device the system design and software mold the piece designed. Design the aspect in the hardware , include data collecting system , CPU main system , switch amount to import / output the system and trip to export the design of such circuit as some ,etc. mainly. Design the aspect in the software , protect algorithms to compare , analyze to the existing main computer, is it calculate simple and fast convergence speed , convergence course to is it recursive minimum 2 algorithm to pass advantaging such as being steady to have to choose, and satisfy the request that the transformer protects and estimates the precision and estimates the speed to the algorithm.Keywords:Transformer Differential ProtectionRelay Protection Microprocessor-based Protection目录第1章绪论 (1)1.1电力系统继电保护概述 (1)1.2计算机继电保护的国内外发展历程 (2)1.2.1国内外计算机继电保护发展概况 (2)1.2.2变压器保护理论发展现状 (3)1.3计算机变压器保护的特点 (4)1.4本次论文的主要内容 (6)第2章变压器微机保护原理及整定 (7)2.1变压器微机继电保护的特点及其现状 (7)2.1.1变压器故障类型及不正常运行状态 (7)2.1.2变压器保护功能要求 (7)2.1.3变压器保护面临的问题及解决方法 (8)2.1.4变压器微机保护方案的确定 (11)2.2比率差动保护装置的原理 (11)2.2.1变压器差动保护装置的现状 (11)2.2.2比率差动保护装置的原理 (12)2.3瓦斯保护原理 (15)2.4变压器后备保护 (16)2.5变压器保护整定计算 (18)2.5.1变压器主保护整定计算 (20)2.5.2变压器后备保护整定计算 (25)第3章变压器微机保护的硬件原理 (28)3.1硬件系统的结构组成 (28)3.2数据采集系统设计 (29)3.2.1电流电压采集 (29)3.2.2电压形成 (31)3.2.3VFC型A/D转换回路 (32)3.3 CPU主系统设计 (34)3.4开关量输入与输出回路 (35)3.4.1开关量输入回路 (35)3.4.2开关量输出回路 (38)3.5跳闸出口回路及信号电路设计 (38)3.5.1跳闸出口回路 (38)3.5.2 信号回路 (39)第4章变压器微机保护的算法研究 (41)4.1概述 (41)4.2递推最小二乘算法的推导 (41)4.3递推最小二乘算法中频响特性及精度分析 (43)第5章微机变压器保护软件设计 (45)5.1软件系统的结构组成 (45)5.2主程序设计 (45)5.3中断服务程序设计 (50)5.4故障处理子程序设计 (50)总结 (55)参考文献 (57)致谢 (58)。
浅谈35kV电力变压器的微机继电保护
浅谈35kV电力变压器的微机继电保护随着当前社会经济的飞速发展，电力事业也随之不断发展完善。
35kV电力变压器作为电网当中的重要构成部分，为了能够保证其在电网当中正常的运行应当做好35kV电力变压器的继电保护。
本文针对当前电网当中所运行的电力变压器的微机继电保护展开全面的分析，并总结出当前电力变压器继电保护当中所存在的实际问题，并给出针对性的解决方案，从而使电网当中的35kV电力变压器安全稳定的运行，确保大众的生产生活能够正常进行。
标签：35kV变压器;微机继电保护;解决方案随着科学技术的不断普及和发展，电力已然成为当前社会当中大众日常生产生活所不可或缺的能源形式。
为了保证大众的日常生产生活能够正常进行，所以就需要不断的对电网进行建设并定时定期的对电网进行维护。
而35kV变压器作为电网当中的一个重要组成部分，其于电网运行过程的安全紧密相关。
因此为了能够保证电网安全运行，就需要时刻关注35kV变压器的运营状态。
本文针对35kV变压器的微机继电保护展开全面分析，望能令其在电网当中稳定运行，从而使电网建设能够得到稳步的进步。
一、变压器微机继电保护现状继电保护装置能够对电力系统当中所出现的故障和异常状况进行通过信号的形式及时的进行反馈，从而采取针对性的措施来保护电路的安全。
目前国内外有许多厂家在进行变压器微机继电保护装置的生产，就保护的形式而言，国外主要采取二次谐波制的对变压器进行比率差动保护，而国内的保护形式主要有两种，一种是二次谐波制，一种是间断角制。
这些形式对变压器进行维护的类型主要有以下几种。
（一）电流速断保护和差动保护电流速断保护和差动保护主要适用于35kV内部故障和引出线接地短路等状况，其主要表现为瞬间信号式跳闸。
（二）过负荷保护该保护形式通常是在电网当中的电流超过变压器负荷使用。
应对该种情况时，可以通过变压器本身所自有的保护系统来保护变压器。
（三）气体保护当油浸变压器出现内部故障时，由于短路而产生的电弧会将变压器油和其他绝缘物分解，通过这样的分解过程能够产生大量的气体。
变压器微机差动保护的工作原理和保护配置分析
寰压 器纵联 差动俱 护的单相 原理 固
变压器纵联差 动保护 的单相原理 接线如下 图所示 ， 在变压器 的两 侧装 有 电流互感器 ， 两侧 电流互感器 同级性 端子相连接 ，电流继 电器 接 在差流 回路 内。 将变压器看成是—个节点 （ 将两 侧电流归算至 同一 个电压 等级 ）设一次侧 的电 ， 流为 Ｉ Ｉ。二次侧的电流为 Ｉ 和 Ｉ ， ＇ 和 ２ ” ” 流人电 流继电器的电流 Ｉ 在正 常运行 和外部 ｋＩ － 点 短路时 ，如果 Ｔ １ Ａ 的二次 电流 Ｉ 和 Ｔ ２的二 “ ． Ａ 次电流 Ｉ 相等 （ ’ 或相差极小 ） 流人继 电器 Ｋ 则 Ａ 的电流为 Ｉ＝＂ Ｉ （ 差流值 极小 ） 电器 Ｖ Ｉ－” 或 ． １ Ａ ， 继 Ｋ Ａ不动作 。 而在差 动保 护的保 护区内 ｋ２ ＿ 点短 路 时 ， 于单端供 电的变压器来说 Ｉ－ ， 以 Ｉ 对 ＂ ０所 ￣
本 文分析 了纵联 差动 保护 的 工作 原理 原理 ， 讨 了其 保护 配 置。 探
关 键 词 ： 压 器 ； 联 差 动 保 护 ； 护 配 置 变 纵 保
１引 言
变压 器的故 障可分 为内部故障和外部故 障 两类 。 内部故障主要是变压器绕组的相问短路 、 匝间短路和中性点接地侧单 相接地短路 。内部 故障是和危险的 ，因为短路 电流产 生的电弧 不 仅会 破坏绕组的绝缘 ， 烧毁铁心 ， 且 由于绝缘 而 材 料和变压 器油受热 分解会 产生 大量 的气体 ， 可能引起变压器邮箱 的爆炸 。变压器最常见 的 外部 故障 ， 引出线绝缘套管 的故 障 ， 是 它可能 引 起 引 出线相 间短路或 接地 （ 对变 压器外 壳 ） 短 路。 变压器的不正 常工作 情况有 ： 由于外部短路 或过 负荷 引起的过电流 、油面 的降低 和温度升 高等 。 ２纵联差动保 护的工作原 理 变压 器纵联差 动保护是 反应 变压器 一 、 二 次侧 电流差 值的一种 陕速动作 的保 护装置 。用 来保护变压 器内部以及引 出线和绝缘 套管的相 间短路 ， 并且也 可用来 保护变压器 的匝间短路 ， 其保护 区在 变压 器一 、二次侧 所装 电流互感 器
浅谈几种电力变压器故障及其保护
浅谈几种电力变压器故障及其保护摘要:电力变压器是电力系统中非常重要的电气设备之一,本文首先针对电力变压器可能发生的各种故障和不正常的运行状态进行分析,然后对电力变压器微机保护进行了介绍。
关键词:电力变压器故障保护电力系统中变压器的安全运行对于保证电力系统的正常运行和对供电的可靠性,以及电能质量起着决定性的作用,同时大容量电力变压器的造价也十分昂贵。
因此,做好电力变压器的故障分析与保护工作特别重要。
变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类。
引起变压器内部故障的主要原因是,相问短路、绕组匝间短路及单相接地短路。
发生内部故障是很危险的,因为短路电流产生电弧不仅会烧坏绕组及绕组的绝缘,烧坏铁心,而且由于绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体,还可能导致变压器油箱爆炸。
油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。
电力变压器不正常的运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流,负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低,以及过电压、过励磁等。
为了保证电力变压器的安全运行,应在电力变压器装设必要的保护。
1 瓦斯保护瓦斯保护的核心元件是气体继电器,它安装在油箱与油枕的连接管道中。
根据物体的物理特性,热的气流和油流在密闭的油箱内向上冲,为了保证气流和油流能顺利通过气体继电器,安装时应注意,变压器顶盖与水平面应有一定的坡度,连接管道也应有合适的坡度。
变压器的瓦斯保护的保护范围是:变压器内部多相短路、匝间短路,匝间与铁心或外壳短路、铁心故障(发热烧损)和油面下降或漏油等。
瓦斯保护的主要优点是灵敏度高、动作迅速、简单经济。
当变压器内部发生严重漏油或匝数很少的匝间短路时,往往纵差动保护与其他保护不能反应,而瓦斯保护却能反映(这也正是纵联差动保护不能代替瓦斯保护的原因)。
但是瓦斯保护只反映变压器油箱内的故障,不能反映油箱外套管与断路器间引出线上的故障,因此它也不能作为变压器惟一的主保护。
电力变压器微机保护
(1)变压器漏油使分接开关裸露在空气中，裸露的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路，损坏变压器。
(2)变压器分接开关在频繁的调动中会造成触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染，电流的热效应会使弹簧的弹性变弱，从而使动、静触头之间的接触压力下降。
七、引线接头过热
引线接头过热是常见的故障之一，一旦发生将造成导电杆与接线端子间打火，甚至损坏导电杆丝扣，烧断接头，同时发热会造成桩头密封圈老化渗油，油溢至套管，沾粘吸附上导电性的金属尘埃，当遇到潮湿天气、系统谐磁、雷击过电压等就可能发生套管闪络放电或爆炸。
微机继电保护技术的成熟与发展是近三十年来继电保护领域最显著的进展。经过长期的研究和实践，现在人们已普遍认可了微机保护在电网中无可替代的优势。微机保护具有自检功能，有强大的逻辑处理能力、数值计算能力和记忆能力，并且具备很强的数字通信能力，这一切都是电磁继电器、晶体管继电器所难以匹敌的。计算机技术的进步，更高性能、更高精度的数字外围器件的采用，一直是微机继电保护不断发展的强大动力。
11课题的理论价值与现实意义12课题内容的发展现状和趋势21电力变压器的常见故障及其分析211变压器的常见故障及产生原因212合理的预防措施22电力系统的微机继电保护221微机保护装置的特点222微机继电保护系统223提高微机保护装置可靠性的措施1231交流电量的采样1232微机保护的常用算法1233其他算法的简介1841微机保护的硬件系统组成1842保护测控装置的硬件设计19421dsp模块20422模拟量输入及转换回路20423开关量输入输出回路20424通信接口21425人机接口回路26参考文献27附录
变压器发生故障可能产生的原因有以下几点：
一、避雷器接地电阻高
由于避雷器接地电阻高，所以雷电流流过接地电阻时导致变压器外壳电位增高。当其超过一定数值时，就会引起变压器绝缘击穿损坏。
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毕业论文--电力变压器的微机保护 毕业设计论文 题 目 电力变压器的微机保护
摘 要 目前随着超高压特高压输变电技术在全国范围的广泛应用对于确保电网安全运行的继电保护装置也由传统的电磁型向微机型发展而电力变压器作为电业系统中重要的变换电压联络系统传送功率的设备之一作为保护它的装置要求更加的可靠和快速 本文在全面介绍和评述电力系统的微机保护原理及其发展的趋势的基础上对电力系变压器的微机保护进行了专门研究以所制定的保护方案为依据提出了以中间模拟转换器和电抗转换器AD转换器等各种微机变压器保护装置的具体实现方法并对保护装置的硬件系统和软件模块设计进行了详细的研究满足了变压器微机保护装置的要求 本装置将变压器运行工况监测与继电保护结合体现了新一代微机保护装置的设计思想 关键词变压器微机保护继电保护 ABSTRACT It is widely used that transferring electric power in ChinaIn order to make zhe electrified wrie netting running normally that zhe protective relaying equipment advancing with zhe time In this paper are introduced comprehensively and electrical system of microcomputer protection principle and development trend of electric power on the basis of the microcomputer protection of the transformer specially research With the protection plan formulated for basis put forward by the middle analog switches and circuit reactance converter AD converter transformer protection device of microcomputer as the concrete realization method For protection device and the hardware and software module design makes a detailed research satisfy the requirements of transformer microcomputer protection device This device will transformer running condition monitoring and relay protection union reflected the new generation of microcomputer protection device design thought Keywords TransformerMicroprocessor-based Protection Reply protection 目 录 第一章 绪 论 - 1 - 第二章 继电保护的基本概述 - 2 - 21 电力系统的故障和不正常运行状态 - 2 - 22 继电保护的基本原理保护装置的组成和基本要求 - 2 - com 继电保护的基本原理 - 2 - com 继电保护装置 - 3 - com 继电保护的基本要求 - 3 - 23 微机保护系统简介 - 4 - com护的应用与发展概况 - 4 - com 微机保护的基本构成 - 5 - com 微机保护的特点与发展前景 - 6 - 第三章 电力变压器微机保护中各保护的基本原理 - 8 - 31 瓦斯保护 - 8 - 32 纵差动保护 - 9 - 33 过电流保护 - 10 - 34 温度信号 - 10 - 第四章 微机保护的基本组成 - 11 - 41 概述 - 11 - com 模拟量输入系统 - 11 - com 开关量输入输出系统 - 12 - com CPU主系统 - 12 - 42 微机保护的抗干扰措施 - 13 - 第五章 微机保护的硬件设计 - 14 - 51 微机保护系统的基本结构 - 14 - 52 数据采集系统 - 14 - com 模拟量输入变换 - 14 - com 前置模拟低通滤波器 - 15 - com 采样保持电路 - 16 - com 多路转换电路 - 19 - com AD转换电路 - 21 - 53 CPU主系统设计 - 23 - com CPU8086 - 23 - com 时钟发生器8284电路 - 24 - com器及有关电路 - 24 - com 外围输入输出器件译码电路 - 25 - com 计数计时电路 - 25 - com 中断管理电路 - 25 - 54 开关量输入输出系统 - 25 - com 可编程并行IO接口芯片8255A - 26 - com 开关量输入电路 - 27 - com输出电路 - 28 - com 光电隔离电路 - 29 - com 人机接口回路 - 29 - 第六章 微机保护的软件设计 - 32 - 61 微机保护软件的基本结构 - 32 - 62 数字滤波 - 32 - 63 微机保护的基本算法 - 34 - 64 微机保护软件流程 - 36 - com 软件框图及软件流程图 - 36 - com 数据采集 - 36 - com 8255并行接口输出 - 37 - com 数字滤波 - 37 - com 输出部分 - 38 - com分 - 38 - 第七章 结论 - 40 - 参考文献 - 41 - 致 谢 - 42 - 附录A 元件清单 - 43 - 附录B 程 序 清 单 - 44 - 附录C电力变压器微机保护硬件原理图 - 58 - 第一章 绪 论 在电力系统微机继电保护研究领域中变压器保护的研究和开发一直受到人们的广泛关注一方面将传统的保护原理比如率制动和二次谐波制动原理应用于微机保护并借助计算机计算机所具有的技术优势重点针对保护原理的具体实现技术进行改进和完善以提高变压器的保护的总体性能另一方面充分利用计算机的数字运算逻辑处理以及长记忆能力不断的探索新的保护原理如采用故障电流实现差动保护采样值差动保护波形对称性原理以及根据变压器磁通变化特性来判断励磁涌流等但这些原理的实际应用无不对微机保护的指挥中心CPU的内核结构高速运算能力以及与实时信号处理相适应的寻址方式等许多方面的特性提出了更高的性能在研制开发矿井35KV主变微机保护的调研时发现当前应用于电力系统微机保护的中所采用的CPU多为8位或16位CPU如INTEL公司的8086MCS51系列及其兼容产品80988086以及80C196等 本文主要在全面介绍和评述电力系统的微机保护原理及其发展的趋势的基础上对电力系变压器的微机保护进行了专门研究以所制定的保护方案为依据提出了以中间模拟转换器和电抗转换器AD转换器等各种微机变压器保护装置的具体实现方法并对保护装置的硬件系统和软件模块设计进行了详细的研究满足了变压器微机保护装置的要求 本装置将变压器运行工况监测与继电保护结合体现了新一代微机保护装置的设计思想 第二章 继电保护的基本概述 21 电力系统的故障和不正常运行状态 变压器是电力系统中大量使用的重要的电气设备它的安全运行直接关系到电力系统供电的可靠性及运行的稳定性变压器在电力系统的使用数量较多且变压器一旦发生故障其影响范围较大因此为了保证电力系统及变压器的安全并把故障和异常运行状态限制在最小在变压器中必须装设动作可靠的性能良好的继电保护装置 电力变压器广泛采用油浸式结构其故障可分为变压器油箱内部故障和油箱外部故障两大类 ① 内部故障 由于变压器置身油箱内部因而变压器油箱内部故障应包括有绕组的相间短路匝间短路和中性点接地系统侧的接地短路当变压器油箱内部发生这些故障时短路电流在故障点产生的高温电弧不仅可能烧坏绕组绝缘材料和铁心而且由于绝缘材料和变压器油剧烈气化产生大量气体可能使变压器油箱局部变形严重时甚至引起油箱爆炸因此变压器油箱内部故障是电力系统最危险的故障之一在配置变压器保护时应该注意 ② 外部故障 变压器油箱外部故障主要是在电力系统绝缘套管和引出线上发生的相间短路和中性点接地系统侧的接地短路 变压器的异常运行状态有多种常见的有外部短路引起的过电流过负荷油箱漏油造成的油面降低或冷却系统系统故障引起的油温升高外部接地短路引起的中性点过电压及系统过电压或频率降低引起的过励磁等 22 继电保护的基本原理保护装置的组成和基本要求 com 继电保护的基本原理 继电保护装置要能正确工作首先必须具备有区分被保护设备正常运行与发生故障和异常运行状态的能力电力系统发生故障时电流电压的大小和相位发生变化还会产生负序零序电流电压分量当突变量达到一定值时起动逻辑控制环节发出相应的跳闸脉冲或信号 利用故障中电气量的特征可以构成不同原理的继电保护装置如反应电流增大的过电流保护反应电压降低的低电压保护反应电压和电流的比值即阻抗变化的距离保护等 com 继电保护装置 供电系统发生故障时会引起电流的增加和电压的降低以及电流电压间相位角的变化因此利用故障时参数与正常运行时的差别就可以构成不同原理和类型的继电保护继电保护的种类很多一般由三大部分组成即测量部分逻辑部分和执行部分其原理结构图如图21所示 图21 继电保护装置的原理结构图 ① 测量部分测量被保护元器件分量经过转换和构成后将其与整定值比较据比较结果给出是非大于不大于等于0或1等逻辑信号从而判断保护是否应该起动 ② 逻辑部分根据测量部分各输出量的大小性质输出的逻辑状态出现次序或组合方式确定保护装置是否动作 ③ 执行部分根据逻辑部分所做出的判断执行保护装置的任务如发出信号跳闸或不动作等 com 继电保护的基本要求 电力系统继电保护的基本性能有可靠性选择性快速性灵敏性这些要求之间有的相辅相承有的相互制约针对不同的使用条件侧重点也有所不同 ① 继电保护的可靠性