電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù) 第4版 課件 第2章 繼電保護(hù)基本元件

第2章繼電保護(hù)基本元件普通電流互感器：一次繞組的匝數(shù)較少，串聯(lián)于電路中，二次繞組的匝數(shù)較多。

變比為一次、二次繞組磁勢(shì)相等，即

實(shí)際運(yùn)行中二次側(cè)負(fù)荷阻抗小，接近于短路狀態(tài)。

1、電流互感器原理2.1電流互感器穿芯式電流互感器其變比根據(jù)一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿芯匝數(shù)越多，變比越?。环粗?，穿芯匝數(shù)越少，變比越大。二次電流為2.1電流互感器2、電流互感器極性L1和K1為同極性端

注意事項(xiàng)：電流互感器極性端的標(biāo)注與變壓器不同。2.1電流互感器極性端標(biāo)注法。2.1電流互感器3、電流互感器的10%誤差曲線磁勢(shì)平衡方程

由于勵(lì)磁電流的存在，電流互感器的一次折算后的電流和二次電流大小不相等，相位不相同，說明電流轉(zhuǎn)換中將出現(xiàn)數(shù)值和相位誤差。

變比誤差2.1電流互感器保護(hù)用的電流互感器都要按10%誤差曲線校驗(yàn)，防止保護(hù)裝置在被保護(hù)對(duì)象發(fā)生故障時(shí)拒動(dòng)，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，提高繼電保護(hù)的正確動(dòng)作。2.1電流互感器為了控制誤差在一定的范圍，對(duì)一次電流倍數(shù)及二次側(cè)的負(fù)載阻抗有一定的限制。誤差曲線是指一次電流倍數(shù)與最大允許負(fù)載阻抗的關(guān)系曲線，稱為10%誤差曲線。

允許變比誤差為10％，角度誤差為7°。2.1電流互感器允許的二次負(fù)荷阻抗

一次電流倍數(shù)

二次負(fù)荷阻抗較大則允許的一次電流倍數(shù)就較小。如果二次負(fù)荷阻抗較小，則允許的一次電流倍數(shù)就較大。2.1電流互感器當(dāng)不滿足10%誤差要求時(shí)，采取的措施：1）改用伏安特性較高的電流互感器二次繞組，提高帶負(fù)荷的能力；2）提高變比或采用額定電流小的電流互感器；以減小一次電流倍數(shù)；3）串聯(lián)相同級(jí)別電流互感器二次繞組；2.1電流互感器5）將電流互感器的不完全星形接線方式改為完全星形接線方式；差電流接線改為不完全星形接線方式；6）改變二次負(fù)荷元件的接線方式，將部分負(fù)荷移至互感器備用繞組，以減小計(jì)算負(fù)荷。4）增大二次電纜截面或采用消耗功率小的繼電器；2.1電流互感器作用：1)變換電量：將電流或電壓轉(zhuǎn)換為弱電壓。2）隔離電路：將保護(hù)邏輯部分與電氣設(shè)備的二次隔離。

3)用于定值調(diào)整：改變繞組匝數(shù)以實(shí)現(xiàn)定值整定或擴(kuò)大定值范圍。4)用于電量的綜合處理：將多個(gè)電量綜合成單一電電，簡(jiǎn)化保護(hù)。2.2測(cè)量變換器2、分類電壓變換器電流變換器電抗變換器2.2測(cè)量變換器3、工作特性（1）電壓變換器鐵心工作在磁化曲線的直線部分，電壓變換器二次側(cè)電壓與一次側(cè)電壓的關(guān)系可近似表示為要求：為減小誤差要求勵(lì)磁電流要小、連接負(fù)載要大、漏抗要小，鐵芯工作在線性部分。2.2測(cè)量變換器（2）電流變換器

將一次側(cè)電流變換為一個(gè)與之成正比的二次側(cè)電壓。輸出電壓：

當(dāng)鐵心不飽和時(shí)，輸出電壓波形基本保持一次側(cè)電流的波形。2.2測(cè)量變換器（3）電抗變換器

電抗變換器將輸入電流直接轉(zhuǎn)換成與電流成正比電壓的一種電量變換裝置。輸出電壓：調(diào)相電阻，用于改變輸入電流與輸出電壓之間的相角差。2.2測(cè)量變換器

開路結(jié)論：電壓超前電流約2.2測(cè)量變換器為了滿足被保護(hù)線路不同阻抗角要求，需要通過調(diào)整輸入電流與輸出電壓間的相位。措施：在接入調(diào)相電阻來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)移阻抗，復(fù)常數(shù)。2.2測(cè)量變換器調(diào)相電阻接入時(shí)結(jié)論：適當(dāng)選擇調(diào)相電阻，即可調(diào)節(jié)相位。2.1電流互感器電抗變換器特點(diǎn)：1）電抗變換器具有電感性質(zhì)，有放大高次諧波的作用。2）有較強(qiáng)抑制非周期分量的作用。3）鐵芯的線性范圍比電流變換器寬。要求：輸出電壓與輸入電流間呈線性關(guān)系，即轉(zhuǎn)移阻抗為常數(shù)。2.2測(cè)量變換器

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教學(xué)要求:掌握零序分量濾過器、負(fù)序分量濾過器工作原理以及分析方法。2.3對(duì)稱分量濾過器2.3.1概述電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路，故障參數(shù)出現(xiàn)負(fù)序分量，接地故障出現(xiàn)零序分量，正常運(yùn)行負(fù)、零序分量基本為零。序分量作用：1）利用電流、電壓的不對(duì)稱，判斷故障的位置和類型；2）利用反映負(fù)序、零序分量可構(gòu)成不對(duì)稱短路保護(hù)。2.3對(duì)稱分量濾過器序分量保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：能避開負(fù)荷電流，可提高保護(hù)靈敏度；不反映系統(tǒng)振蕩；能判斷故障位置類型；簡(jiǎn)化保護(hù)構(gòu)成。

當(dāng)輸入端三相電流、電壓中含有三序分量時(shí)，輸出端只輸出零序分量，稱為零序分量濾過器；只輸出負(fù)序分量時(shí)，稱為負(fù)序分量濾過器；只輸出正序分量時(shí)，稱為正序分量濾過器。2.3.2零序分量濾過器2.3對(duì)稱分量濾過器1、零序分量濾過器（1）零序電流濾過器

根據(jù)不對(duì)稱分量的理論，正序、負(fù)序三相仍然對(duì)稱，其三相相量和等于零。因此：2.3對(duì)稱分量濾過器

三相并聯(lián)的輸出電流為：2.3對(duì)稱分量濾過器正常運(yùn)行時(shí)：出現(xiàn)不平衡電流原因：互感器勵(lì)磁電流不對(duì)稱。

在保護(hù)區(qū)外發(fā)生短路故障時(shí)，因短路電流較大，互感器鐵芯飽和，不平衡電流要比正常運(yùn)行時(shí)大的多。2.3對(duì)稱分量濾過器

(2)零序電壓濾過器由于三相電壓不完全對(duì)稱，即使不發(fā)生接地故障，也有不平衡電壓輸出。2.3對(duì)稱分量濾過器

2.3.4負(fù)序電壓濾過器濾過器參數(shù)關(guān)系:

由于相間電壓中不存在零序分量，相當(dāng)于零序分量已被濾掉。因此，負(fù)序電壓濾過器無一例外地加入相間電壓。2.3對(duì)稱分量濾過器即2.3對(duì)稱分量濾過器輸出為2.3對(duì)稱分量濾過器

由于元件參數(shù)不準(zhǔn)確,阻抗值隨溫度及頻率的影響,加入正序電壓時(shí)有不平衡電壓輸出,使用時(shí)應(yīng)注意。

如果將負(fù)序電壓濾過器任意兩個(gè)輸入端互換連接，則濾過器就會(huì)成為正序電壓濾過器。2.3對(duì)稱分量濾過器2.3.5負(fù)序電流濾過器電流變換器的一次繞組匝數(shù)關(guān)系為：

其目的是消除零序電流的影響。輸出電壓為：2.3對(duì)稱分量濾過器電抗變換器一次兩個(gè)繞組匝數(shù)相等，加入兩相電流差。其二次輸出為：

加入兩相電流差的目的也是為了消除零序分量的影響。2.3對(duì)稱分量濾過器負(fù)序電流濾過器的輸出為：2.3對(duì)稱分量濾過器如果，則無輸出。

加入正序分量時(shí)：2.3對(duì)稱分量濾過器加入負(fù)序分量時(shí)：輸出為2.3對(duì)稱分量濾過器2.3對(duì)稱分量濾過器二次極性相反

以上的分析中，沒有考慮變換器的角度誤差，若計(jì)及誤差存在，正常運(yùn)行時(shí)有一不平衡分量輸出。

通常可采取在電流變換器電阻旁并聯(lián)一個(gè)電容，可保證電流變換器輸出與電抗變換器輸出同相位。且二次電壓超前電流角度小于。2.3對(duì)稱分量濾過器小結(jié)：1)采用序分量濾過器的目的，可以提高保護(hù)的靈敏度；2)為獲得零序分量，只要將三相電流互感器同極性并聯(lián)，電壓順極性串聯(lián)；3)為了消除零序分量影響，加入負(fù)序電壓濾過器的電壓應(yīng)為線電壓；4)必須合理選擇參數(shù)，才能滿足負(fù)序分量濾過器的要求；2.3對(duì)稱分量濾過器5）如果參數(shù)失調(diào)，可構(gòu)成復(fù)合濾過器；6)若將負(fù)序?yàn)V過器的相序?qū)Q，則成為正序?yàn)V過器，即正序、負(fù)序?yàn)V過器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，只是相序不同而已；7）為了消除零序分量的影響，負(fù)序電流濾過器采用零序電流補(bǔ)償法與加入兩相電流差方法。2.3對(duì)稱分量濾過器

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2.4電磁型繼電器電磁型繼電器結(jié)構(gòu)：2.4電磁型繼電器1、電磁型電流繼電器線圈通過電流時(shí)，產(chǎn)生電磁力，力矩表示為當(dāng)轉(zhuǎn)矩大于反作用力矩和摩擦力矩時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合。2.4電磁型繼電器摩擦力矩反作用力矩2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器使繼電器動(dòng)作的最小電流，稱為繼電器的動(dòng)作電流。使繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流。2.4電磁型繼電器1、改變彈簧反作用力2、改變繞組聯(lián)接方式3、改變舌片初始位置返回系數(shù)：2.4電磁型繼電器輸入電流不變：串聯(lián)磁勢(shì)為并聯(lián)接磁勢(shì)為動(dòng)作電流并聯(lián)是串聯(lián)的2倍。串聯(lián)并聯(lián)2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器2、電磁型電壓繼電器過電壓繼電器動(dòng)作電壓、返回電返回系數(shù)與過電流基本相同。低電壓繼電器動(dòng)作電壓：使繼電器動(dòng)作的最高電壓。低電壓繼電器返回電壓：使繼電器動(dòng)作的最小電壓。2.4電磁型繼電器2、電磁型電壓繼電器串聯(lián)磁勢(shì)為并聯(lián)磁勢(shì)為結(jié)論：串聯(lián)是并聯(lián)的2倍。2.4電磁型繼電器3、信號(hào)繼電器作用：保護(hù)裝置動(dòng)作的信號(hào)指示，接通聲光信號(hào)回路。特點(diǎn)：動(dòng)作后觸點(diǎn)自保持，應(yīng)手動(dòng)復(fù)歸。2.4電磁型繼電器4、中間繼電器特點(diǎn)：觸點(diǎn)容量大，觸點(diǎn)數(shù)量多，可直接接通跳閘回路。可實(shí)現(xiàn)小延時(shí)。2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器檢驗(yàn)分類:新安裝驗(yàn)收檢驗(yàn)；定期檢驗(yàn)；補(bǔ)充檢驗(yàn)。1）新安裝驗(yàn)收檢驗(yàn)；要求對(duì)繼電器進(jìn)行全面檢查試驗(yàn)，以保證繼電器投入運(yùn)行后的性能和質(zhì)量滿足要求。

2）定期檢驗(yàn)：分為定期全部檢驗(yàn)、定期部分檢驗(yàn)以及作用于斷路器的整組跳合閘試驗(yàn)。5、電流繼電器檢驗(yàn)2.4電磁型繼電器3）補(bǔ)充檢驗(yàn)：主要是指由于裝置改造、一次設(shè)備檢修或更換、運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象情況以及在事故以后所進(jìn)行的檢驗(yàn)。

試驗(yàn)接線：接線的基本構(gòu)成原則應(yīng)盡量模擬實(shí)際運(yùn)行情況，使得試驗(yàn)時(shí)加入繼電器的電氣量與繼電器的實(shí)際工作情況相符合。2.4電磁型繼電器過電流繼電器應(yīng)采用突然加入電流，模擬故障發(fā)生時(shí)電流突然上升的方法。測(cè)量誤差：真值：在測(cè)量中，被測(cè)量所具有的真實(shí)大小稱為該量的真值。測(cè)量誤差：測(cè)量結(jié)果對(duì)被測(cè)量的真值的偏差稱為測(cè)量誤差。2.4電磁型繼電器測(cè)量誤差通常分為：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。

絕對(duì)誤差是指被測(cè)得值與真值之間的差值。相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差：（整定值）平均誤差：在相同規(guī)定條件下，對(duì)同一繼電器所進(jìn)行的規(guī)定測(cè)量中，每次測(cè)量所得誤差值(絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差)的代數(shù)和的平均值。2.4電磁型繼電器動(dòng)作值變差：n次試驗(yàn)中動(dòng)作值的最大值與最小值之差稱為變差，其表示法有絕對(duì)變差和相對(duì)變差。絕對(duì)變差：相對(duì)變差：2.4電磁型繼電器動(dòng)作值的離散度：n次試驗(yàn)中與平均值之差最大的動(dòng)作值減去n次動(dòng)作值的平均值，再與n次動(dòng)作值的平均值之比稱為動(dòng)作值的離散度。

6、一般性檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求2.4電磁型繼電器（1）內(nèi)部和機(jī)械部分檢查（2）絕緣檢驗(yàn)（3）繼電器觸點(diǎn)工作可靠性檢驗(yàn)：帶上實(shí)際負(fù)荷對(duì)繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行檢查。（4）動(dòng)作電流和返回電流的檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法步驟：2.4電磁型繼電器

1)將繼電器的線圈串聯(lián)，將調(diào)整桿放在某一個(gè)整定值上，調(diào)壓器處在輸出電壓最小位置（電阻最大位置）。2.4電磁型繼電器

2)合上刀閘ＱＫ，然后調(diào)節(jié)輸出電壓，慢慢地增加電流直至繼電器動(dòng)作，停止調(diào)節(jié)。記下電流數(shù)值，即動(dòng)作電流，再重復(fù)二次，求它的平均值。2.4電磁型繼電器3)繼電器動(dòng)作后，均勻地減小輸出電流，直至繼電器的觸點(diǎn)剛剛分開，此時(shí)電流為返回電流，重復(fù)二次將其值填入表內(nèi)，求它的平均值。根據(jù)動(dòng)作電流和返回電流算出返回系數(shù)。2.4電磁型繼電器

動(dòng)作值與返回值的測(cè)量應(yīng)重復(fù)三次，每次測(cè)量值與整定值誤差不超過±3％。

過電流繼電器的返回系數(shù)應(yīng)不小于0.85。當(dāng)大于0.9時(shí)，應(yīng)注意觸點(diǎn)壓力。2.4電流繼電器檢驗(yàn)

6）返回系數(shù)的調(diào)整改變舌片的起始角與終止角、適當(dāng)調(diào)整觸點(diǎn)壓力。7）動(dòng)作值的調(diào)整

繼電器在最大刻度值附近時(shí)調(diào)整舌片的起始位置、繼電器在最小刻度值附近時(shí)調(diào)整彈簧。4)將調(diào)整桿放在其它標(biāo)度重復(fù)上述試驗(yàn)。

5)將繼電器線圈采用并聯(lián)接法，按上述步驟試驗(yàn)。重點(diǎn)1）電流互感器極性2）電流互感器10%誤差校驗(yàn)3）變換器作用4）電流繼電器原理及定值調(diào)整5）中間、信號(hào)繼電器作用6）電流繼電器檢驗(yàn)方法及要求

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2.5微機(jī)保護(hù)硬件微機(jī)保護(hù)主要部分是微型計(jì)算機(jī),須配備自電力系統(tǒng)向計(jì)算機(jī)輸入有關(guān)信息的輸入接口和計(jì)算機(jī)向電力系統(tǒng)輸出控制信息的接口。還需輸入相關(guān)計(jì)算和操作程序、輸出記錄的信息，供運(yùn)行人員分析事故。2.5.1硬件組成2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5微機(jī)保護(hù)硬件1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換、模-數(shù)轉(zhuǎn)換等功能塊。

其作用：將所檢測(cè)的模擬量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為微機(jī)所需數(shù)字量。2、微機(jī)主系統(tǒng)2.5微機(jī)保護(hù)硬件微機(jī)主系統(tǒng)（）：微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、定時(shí)器、并行及串行接口等。3、開關(guān)量輸入/輸出

由并行口適配器、光隔器件及觸點(diǎn)中間繼電器等組成。

主要實(shí)現(xiàn)：各種保護(hù)的出口跳閘、信號(hào)報(bào)警、外部觸點(diǎn)輸入及人機(jī)對(duì)話、通信等功能。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、電壓形成回路微機(jī)保護(hù)模擬量的設(shè)置以滿足保護(hù)功能為基本準(zhǔn)則，輸入量與計(jì)算方法結(jié)合后，能夠反映被保護(hù)對(duì)象的所有故障特征。以高壓輸電線路距離保護(hù)為例：2.5微機(jī)保護(hù)硬件

模擬量一般設(shè)置為：三相相電流、零序電流、三相相電壓和線路側(cè)相電壓。

微機(jī)保護(hù)從被保護(hù)對(duì)象的電流、電壓互感器或其他變換器上取得信息，但互感器二次值對(duì)微機(jī)保護(hù)電路不適用，通常將輸入量變換為±5伏或±10伏范圍內(nèi)的電壓信號(hào)。因此采用中間變換器實(shí)現(xiàn)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2、采樣保持電路和低通濾波器采樣基本原理：在極短時(shí)間內(nèi)測(cè)量輸入量在該時(shí)刻瞬時(shí)值，并在模-數(shù)轉(zhuǎn)換期間保持不變。要求：電子模擬開關(guān)AS的閉合時(shí)間應(yīng)滿足有足夠的充電或放電時(shí)間，即采樣時(shí)間。2.5微機(jī)保護(hù)硬件對(duì)采樣保持電路的要求：

采樣寬度短、保持時(shí)間長(zhǎng)、模擬開關(guān)的動(dòng)作延時(shí)、閉合電阻和開斷時(shí)的漏電流要小。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5微機(jī)保護(hù)硬件采樣頻率的選擇：采樣間隔的倒數(shù)稱為采樣頻率。2.5微機(jī)保護(hù)硬件要求：采樣頻率必須大于2倍最大頻率，即采樣定理。

因短路瞬間電流、電壓中含有高頻率信號(hào)，為了防止混疊誤差，要求采樣頻率很高，勢(shì)必增加對(duì)硬件的要求。目前大多數(shù)微機(jī)保護(hù)原理是反映工頻量的，可以在采樣之前將最高信號(hào)波頻率分量限制在一定頻帶內(nèi)。一般在采樣前用一個(gè)低通濾波器（ALF）將高頻分量濾掉。2.5微機(jī)保護(hù)硬件3、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)

多路轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱多路轉(zhuǎn)換器，它是將多個(gè)采樣保持后信號(hào)逐一與模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片接通的控制電路。常被測(cè)量或被控制量往往可能是幾路或幾十路。例如，阻抗、功率方向等都要求對(duì)各個(gè)模擬量同時(shí)采樣，以準(zhǔn)確的獲得各個(gè)量之間的相位關(guān)系，以進(jìn)行保護(hù)計(jì)算。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

在微機(jī)保護(hù)中，各個(gè)通道模擬電壓是在同瞬間采樣并保持記憶，在保持期間各路被采樣的模擬量電壓依次被取出進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換，但微機(jī)所得到的仍認(rèn)為是同一時(shí)刻的信息。4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理：電力系統(tǒng)中電流、電壓為模擬量，微機(jī)只能對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算，必須用模-數(shù)轉(zhuǎn)換器將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量。2.5微機(jī)保護(hù)硬件模-數(shù)轉(zhuǎn)換器被視為編碼電路。它將輸入模擬量相對(duì)于模擬參考量經(jīng)編碼電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。輸入與輸出關(guān)系：對(duì)于單極性模擬量，小數(shù)點(diǎn)在最高位前，既要求輸入必須小于參考量。2.5微機(jī)保護(hù)硬件也可寫成：

微機(jī)保護(hù)用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器絕大多數(shù)都是應(yīng)用逐次逼近法實(shí)現(xiàn)的。2.5微機(jī)保護(hù)硬件原理：逐次逼近法是指數(shù)碼設(shè)定方式是從最高位到低位逐次設(shè)定每位的數(shù)碼是“1”或“0”，并逐位將所設(shè)定的數(shù)碼轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓與待轉(zhuǎn)換的電壓相比較，從而確定各位數(shù)碼應(yīng)該是“1”還是“0”。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5.3微機(jī)主系統(tǒng)主系統(tǒng)包括：中央處理器、只讀存儲(chǔ)器、電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取儲(chǔ)器、定時(shí)器等。

1）中央處理器：用于實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)整體控制及保護(hù)各種功能運(yùn)算。2）只讀存儲(chǔ)器：用于存儲(chǔ)各種編寫好的程序，如監(jiān)控程序、保護(hù)功能等。2.5微機(jī)保護(hù)硬件3）電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器：用于存儲(chǔ)保護(hù)定值等信息數(shù)據(jù)，保護(hù)定值的設(shè)定或修改可通過面板鍵盤實(shí)現(xiàn)。4）隨機(jī)存儲(chǔ)器：用于采樣數(shù)據(jù)及運(yùn)算過程中數(shù)據(jù)的暫存。5）定時(shí)器：用于計(jì)數(shù)、產(chǎn)生采樣脈沖和實(shí)時(shí)鐘等。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

微機(jī)主系統(tǒng)還配有小鍵盤、液晶顯示器和打印機(jī)等常用設(shè)備用于人機(jī)對(duì)話。4、開關(guān)量輸入/輸出電路（1）開關(guān)量輸出電路2.5微機(jī)保護(hù)硬件微機(jī)保護(hù)裝置中設(shè)開關(guān)量輸出(DO，簡(jiǎn)稱“開出”)電路，用于驅(qū)動(dòng)各種繼電器。如跳閘出口繼電器、重合閘出口繼電器、裝置故障告警繼電器等。開關(guān)量輸出電路主要包括保護(hù)的跳閘出口、本地和中央信號(hào)及通信接口、打印機(jī)接口，一般都采用并行接口的輸出口來控制有觸點(diǎn)繼電器的方法，但為提高抗干擾能力，經(jīng)一級(jí)光電隔離。2.5微機(jī)保護(hù)硬件分類：一類是開出電源受告警，啟動(dòng)繼電器的觸點(diǎn)閉鎖開出量；另一類是開出電源不受閉鎖的開出量。

AXJ告警繼電器觸點(diǎn)；QDJ起動(dòng)繼電器觸點(diǎn)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件正常運(yùn)行時(shí)，軟件通過并行口發(fā)出閉鎖開出電路的命令(即PB?7=1、PB?6=0、PB?5=0)，從而光電隔離不導(dǎo)通，出口繼電器均不動(dòng)作。2.5微機(jī)保護(hù)硬件發(fā)生故障后，起動(dòng)繼電器動(dòng)作QDJ的觸點(diǎn)閉合。經(jīng)微機(jī)保護(hù)程序計(jì)算，如故障位于保護(hù)區(qū)內(nèi)，則發(fā)出跳閘命令(即PB?7=0、PB?6=1)，光電隔離導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，24V電源經(jīng)告警繼電器的常閉觸點(diǎn)、三極管、隔離二極管使出口繼電器CKJ1動(dòng)作。軟件檢查斷路器跳閘成功后應(yīng)收回跳閘命令。2.5微機(jī)保護(hù)硬件保護(hù)裝置正常運(yùn)行時(shí)，軟件每隔一段時(shí)間對(duì)開出量電路進(jìn)行一次檢查。方法是：通過并行口發(fā)出動(dòng)作命令(即PB?7=0、PB?6=1)，然后從并行口的輸入線讀取狀態(tài)，當(dāng)該位為低電平時(shí)，說明開出電路正確，否則說明開出電路有斷路情況，報(bào)告開出電路故障。2.5微機(jī)保護(hù)硬件如檢查正確，則再發(fā)出閉鎖命令(即PB?7=1、PB?6=0)，然后從并行口的輸入線讀取狀態(tài)，當(dāng)該位為高電平時(shí)，說明開出電路正確，否則說明開出電路有短路情況，報(bào)告開出電路故障。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2、開關(guān)量輸入電路保護(hù)裝置中一般設(shè)置幾路開關(guān)量輸入電路。開關(guān)量輸入(DI，簡(jiǎn)稱“開入”)主要用于識(shí)別運(yùn)行方式、運(yùn)行條件等，以便控制程序的流程。開關(guān)量輸入電路主要是將外部一些開關(guān)觸點(diǎn)引入微機(jī)保護(hù)的電路，通常外部觸點(diǎn)不能直接引入微機(jī)保護(hù)裝置，必須經(jīng)過光電隔離芯片引入。開關(guān)量輸入電路包括斷路器和隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)或跳合閘位置繼電器觸點(diǎn)輸入，外部裝置閉鎖重合閘觸點(diǎn)輸入，輕瓦斯和重瓦斯繼電器觸點(diǎn)輸入，及裝置上連接片位置輸入等回路。2.5微機(jī)保護(hù)硬件開關(guān)量觸點(diǎn)分類：1）安裝在裝置面板上的觸點(diǎn)。這類觸點(diǎn)指鍵盤觸點(diǎn)及切換裝置工作方式用的轉(zhuǎn)換開關(guān)等。2)從裝置外部經(jīng)端子排引入裝置的觸點(diǎn)。由運(yùn)行人員不打開裝置外蓋而在運(yùn)行中切換的各種壓板、轉(zhuǎn)換開關(guān)以及其他保護(hù)裝置和操作繼電器的觸點(diǎn)等。2.5微機(jī)保護(hù)硬件圖a的原理：當(dāng)外部觸點(diǎn)接通時(shí)，光電隔離導(dǎo)通，其集電極輸出低電位；當(dāng)外部觸點(diǎn)斷開，光電隔離不導(dǎo)通，其集電極輸出高電位，讀并行口該位的狀態(tài)，即可知道外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件圖b的原理：當(dāng)外部觸點(diǎn)接通時(shí)，光電隔離導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出高電位；當(dāng)外部觸點(diǎn)斷開，光電隔離不導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出低電位，讀并行口該位的狀態(tài)，也可知道外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

謝謝！

敬請(qǐng)各位指導(dǎo)！

主講人：許建安2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置微機(jī)保護(hù)軟件分為監(jiān)控程序和運(yùn)行程序兩部分。監(jiān)控程序：對(duì)人機(jī)接口鍵盤命令處理程序及插件調(diào)試、整定設(shè)置、顯示等配置的程序。運(yùn)行程序：指保護(hù)裝置在運(yùn)行狀態(tài)下所需執(zhí)行的程序。

運(yùn)行程序軟件一般三個(gè)部分:2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置1）主程序:包括初始化，全面自檢、開放及等待中斷等；2）中斷服務(wù)程序:通常有采樣中斷、串行口中斷等。

采樣中斷包括數(shù)據(jù)采集與處理、保護(hù)起動(dòng)判定等，串行口中斷完成保護(hù)CPU與保護(hù)管理CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。

2.6微機(jī)軟件配置3）故障處理程序:在保護(hù)起動(dòng)后才投入，用以進(jìn)行保護(hù)特性計(jì)算、判定故障性質(zhì)等。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置1、主程序給保護(hù)裝置上電或按復(fù)歸按鈕后，進(jìn)行必要的初始化（初始化一）。如堆棧寄存器賦值、控制口的初始化、查詢面板上開關(guān)的位置（如在調(diào)試位置進(jìn)入監(jiān)控程序，否則進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)）。CPU開始運(yùn)行狀態(tài)所需的各種準(zhǔn)備工作（初始化二）。2.6微機(jī)軟件配置首先往并行控制口寫數(shù)，讓所有繼電器處于正常位置；2.6微機(jī)軟件配置然后詢問面板上定值切換開關(guān)的位置，按照定值套號(hào)從EEPROM中取出定值，放至規(guī)定的定值區(qū)。準(zhǔn)備好定值后，將對(duì)裝置各部分進(jìn)行全面自檢，在確認(rèn)一切良好后才允許數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開始工作。2.6微機(jī)軟件配置完成采樣系統(tǒng)初始化后，開放采樣定時(shí)器中斷和串行口中斷，等待中斷發(fā)生后轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。全面自檢包括有：隨機(jī)存儲(chǔ)器讀寫檢查，質(zhì)讀存儲(chǔ)器程序和定值求和檢查，開出量回路檢查等。2.6微機(jī)軟件配置若中斷時(shí)刻未到，就進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)。它不斷進(jìn)行循環(huán)通用自檢及專用自檢項(xiàng)目。2.6微機(jī)軟件配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置通用自檢包括有：定值選擇撥輪的監(jiān)視和開入量的監(jiān)視等。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置專用自檢依不同的被保護(hù)元件或不同保護(hù)原理而設(shè)置。

2、采樣中斷服務(wù)程序包括：1）數(shù)據(jù)采樣及存貯；2）電流差突變量啟動(dòng)元件；3）電壓、電流求和自檢。

2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，先關(guān)閉其他中斷，在中斷返回前則應(yīng)開中斷。2.6微機(jī)軟件配置求和中斷故障中斷電壓、電流求和自檢目的是檢查是否斷線。

延時(shí)60ms后一直滿足，則置起動(dòng)標(biāo)志QDB=1，程序中斷返回時(shí)轉(zhuǎn)至故障處理程序。3、故障處理程序2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置進(jìn)入故障處理程序先查電壓、電流求和自檢標(biāo)志，以確定采樣中斷是求和自檢不通過，還是相電流差突變量啟動(dòng)元件動(dòng)作而進(jìn)入故障處理程序。若求和自檢不通過，需進(jìn)一步判定自檢不通過原因。

一次系統(tǒng)故障所致，那么此時(shí)應(yīng)滿足2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置(零序?yàn)V過器)當(dāng)表明電壓或電流采集通道故障，閉鎖保護(hù)并報(bào)警。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置（自產(chǎn)）2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置4、算法分類2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置保護(hù)算法的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)某種保護(hù)功能的數(shù)學(xué)模型。按該數(shù)學(xué)模型編制微機(jī)應(yīng)用程序，對(duì)輸入的實(shí)時(shí)離散數(shù)字信號(hào)量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，從而獲得保護(hù)動(dòng)作的判據(jù)。簡(jiǎn)單地說保護(hù)的算法是從采樣值中得到反應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)的特征量的方法。算法的輸出是繼電保護(hù)動(dòng)作的依據(jù)。（1）分類：正弦量函數(shù)算法、微分方程算法、按實(shí)際波形的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型算法及繼電器動(dòng)作方程直接算法。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置分析算法評(píng)價(jià)方法：精度和速度。精度：則往往要利用更多的采樣點(diǎn)和更多的計(jì)算量。速度：算法的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度（或稱采樣點(diǎn)數(shù)）、算法運(yùn)算工作量。（2）正弦函數(shù)模型的算法2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置假設(shè)：被采樣的電壓、電流信號(hào)都是純正弦特性，即不含有非周期分量，又不含有