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1、第五章 微机保护软件 1 5 1 概述 一 微机保护的流程图 程序流程图是人们对解决问题的方法 思路或算法的一种描 述 微机保护的流程图能够比较直观 形象 清楚地反映保 护的工作过程和逻辑关系 流程图的优点 a 采用简单规范的符号 画 法简单 b 结构清晰 逻辑性强 c 便于描述 容易理解 2 5 2 程序流程的基本结构 一 中断功能的作用 为了满足实时系统的快速性和实时性要求 微型机的中断机 制是一种很有效的实现手段之一 中断的作用 当各种参数 信息 活动等需要及时处理时 可以在任意时 刻向微机发出中断请求 要求微型机快速响应 达到快速处 理的目的 实现微型机和其他设备同时工作 并实现对异常
2、 情况的自行处理 中断源 中断优先级别 3 二 程序流程的基本结构 三种典型的流程结构 1 顺序结构 2 切换结构 3 混合结构 4 5 3 电流保护流程图 电流保护的流程 在微机电流保护中 大致包括系统程序流程和中断服务程序 流程 1 系统程序 2 定时中断服务程序 3 其它中断服务程序 5 6 一 系统程序的流程 主程序流程 1 初始化 1 对硬件电路所设计的可编程并行接口进行初始化 2 是读取所有开关量输入的状态 并将其保存在规定的 RAM或FLASH地址单元内 以备以后在自检循环时 不断监视 开关量输入是否有变化 3 对装置的软硬件进行一次全面的自检 4 在经过全面自检后 应将所有标志
3、字清零 5 进行数据采集系统的初始化 2 系统程序的其它程序 1 开放中断 2 自检循环 包括软硬件自动检测 人机对话 定值显示 和修改 报文发送 7 二 中断服务程序的流程 1 初始化 1 控制数据采集系统 将各模拟输入量的信号转换成数字 量的采样值 然后存入RAM区的循环寄存器中 2 时钟计时功能 3 计算保护功能中用到的所有测量值 4 将测量电流与 段电流定值进行比较 5 在电流 段的功能之后 执行电流 段的功能 6 电流 段的功能 逻辑和比较过程均与电流 段相似 7 当 段的电流测量元件都不动作时 再控制出 口回路 使出口继电器处于都不动作状态 达到收回跳闸命 令的目的 8 三 系统程
4、序和中断服务程序的关系 在微型机开中断后 每间隔一个Ts 定时器就会发出一个采 样脉冲 随即产生中断请求 于是微型机先暂停一下系统程 序 转而执行一次中断服务程序 以保证对输入模拟量的实 时采集 9 四 电流保护中的方向元件 1 方程比较法 根据测量得到的电压相量和电流相量判断短路方向 最大灵敏角是0 最大灵敏 角是 10 电流保护中的方向元件 2 虚拟阻抗法 利用相量 Um 和Im 求出阻抗 动作条件为 11 五 提高电流保护灵敏度的方法 三相短路和两相短路的特征 1 三相短路时 2 两相短路时 3 星 三角变压器后发生两相短路 已有 电流保护 的灵敏度已经得到提高 本方案不考虑这种情况 线
5、路上发生两相短路的条件为 12 提高电流保护灵敏度的方法 13 5 4 高压线路保护流程图 一 高压线路保护的程序流程 高压线路的运行方式多变 复杂 高压线路保护需要考虑许 多特殊的情况 因而高压线路保护的程序流程图比较复杂 其基本程序流程也包括 1 系统程序 2 定时中断服务程序 3 其它中断服务程序 14 15 高压线路保护的程序流程 1 与电流保护流程相同部分不再重复介绍 2 初始化结束后 控制程序进入振荡闭锁方式 在数据采集系统刚开始工作时 没有历史数据 所以 突变量启动元件就很容易在正常负荷电流情况下启动 而此 时 没有任何记忆分量能够参与保护功能的判别 刚合上直流电源时 如果电力系
6、统正在振荡 那么 突 变量启动元件也可能要误动作 16 高压线路保护的程序流程 1 系统正常运行 系统在正常运行时 启动元件不动作 中断服务程序主 要进行数据采集 计算各种测量参数 启动元件判别和数据 自检功能 处于监视电力系统是否发生短路的状态 是否出 现静稳破坏 系统流程则执行人机对话 定值管理 显示 通讯和各种软硬件自检等功能 2 本线路发生短路 本线路发生短路时 启动元件检测出系统发生了短路 于是 一方面驱动启动继电器 开放出口回路的负电源端 参见图1 37 同时 启动收发讯机 以高频闭锁方式为例 另一方面 设置启动标志 表明启动元件已经动作了 3 非本线路短路 4 静稳破坏 17 三
7、 典型模块的流程 一 突变量启动 电流突变量作为主要的启动元件 监视绝大部分的故障 再用相电流和零序电流作 为辅助启动元件 监视大 过渡电阻接地等极少数电 流变化较缓慢的故障 18 典型模块的 流程 二 阻抗 逻辑模块 1 阻抗逻辑 流程 19 典型模块的流程 2 阻抗特性 1 圆特性 2 多边形特性 20 典型模块的流程 3 振荡期间再短路 1 电力系统振荡与短路的区别 系统振荡时 保护安装处的测量电阻随时间不断地持续 变化 且有时变化缓慢 有时变化剧烈 21 典型模块的流程 3 振荡期间再短路 1 电力系统振荡与短路的区别 被保护线路突然发生短路时 测量电阻先有一个突变 随 后 测量电阻基本上为短路电阻RK 其数值变化很小或几乎 维持不变 22 典型模块的流程 3 振荡期间再短路 2 振荡闭锁模块的流程 在系统振荡期间 电阻变 化率一般小于16倍的RZ定 值 所以 不满足条件1的 判别条件 如果振荡较剧 烈 导致满足条件1 那么 由于电阻变化率仍然会 持续变化较大 不会满足 条件2 保证不开放 条件 3是为了进一步可靠而设计 的 这样 经过三个条件 的把关 保证在系统振荡 期间不会误开放 23
