微机保护报告

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1、姓名：孙鹏 学号：1505060314班级：能动三班目录一、简要概括3二、微机保护发展史4三、微机保护的主要内容6四、微机保护的优缺点7五、微机保护的前景与未来8六、结语11一、简要概括：数字式继电保护是指基于可编程数字电路技术和和实时数字信 号处理技术实现的电力系统继电保护。在电力系统继电保护的学术界 和工程技术界，数字式继电保护又常被称作计算机型继电保护、微型 计算机型继电保护、微处理器型继电保护，或简称为微机保护（这也 是目前国内最常见的一种简称）。我们学校的书采用数字式继电保护 （简称为数字式保护）这个名称，因为它可以更为准确地反映该领域 的基本原理、技术特点和本质特征。上课时，老师和

2、我们说过，继电 保护装置按其实现技术可分为机电型、整流型、晶体管型、集成电路 型保护装置以及数字式保护装置等五大类型。这种关于各类保护装置 的排序恰好反映了历史发展过程，历史最长的是机电型保护装置，历 史最短的和最先进的是数字式保护装置。其中前四种类型的保护装置 的共同点是通过模拟电路直接对输人模拟电量或者模拟信号进行处 理，因而被统称为模拟式保护装置。数字式保护区别于模拟式保护的 本质特征在于它是建立在数字技术基础上的:在数字式保护装置中， 各种类型的输人信号（通常包括模拟量、开关量、脉冲量等类型的信 号）首先将被转化为数字信号，然后通过对这些数字信号的处理来实 现继电保护功能。数字式保护装

3、置不仅能够实现其他类型保护装置难 以实现的复杂保护原理、提高继电保护的性能，而且能提供诸如简化 调试及整定、自身工作状态监视、事故记录及分析等高级辅助功能， 还可以完成电力自动化要求的各种智能化测量、控制、通信及管理等 任务，同时也具有优良的性价比。这些特点使得数字式保护具有无可 比拟的技术和经济优势，从它诞生之日起很快就得到迅速的发展和普 遍的应用。目前尽管上述五类保护装置在电力系统中都有使用，但数 字式保护装置已在电力系统中占据主导地位，代表了现代继电保护发 展的方向。二、微机保护发展史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

4、的发展不断地 注入了新的活力,电力系统继电保护经过长期发展，已经进入微机继 电保护发展时期。微机继电保护指的是以数字式计算机 （包括微型机 ）为基础而构 成的继电保护。它起源于20 世纪 60 年代中后期，是在英国、澳大利 亚和美国的一些学者的倡导下开始进行研究的。20世纪60 年代中期， 有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，但是由于当时计算机的 价格昂贵,同时也无法满足高速继电保护的技术要求,因此没有在保护 方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和 程序结构的大量研究,为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算 机技术在 20 世纪 70 年代初期和中期出现了重大突破,

5、大规模集成电 路技术的飞速发展,使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。 价格的大幅度下降，可靠性、运算速度的大幅度提高，促使计算机继 电保护的研究出现了高潮。在 20 世纪 70 年代后期， 出现了比较完 善的微机保护样机,并投入到电力系统中试运行。20世纪80 年代，微 机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟 ,并已在一些国家推广应 用。20 世纪90 年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代， 它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。我国的微机保护研究起步于20 世纪70 年代末期、80 年代初期， 尽管起步晚,但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。经 过 10 年左右的

6、奋斗 , 到了 20 世纪 80 年代末，计算机继电保护，特别 是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保 护的研究过程中，高等院校和科研院所起着先导的作用。从70 年代 开始，华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学自动 化研究院都相继研制了不同原理、不同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的新一页，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-变压器组保护也相继于 1989 年、1994年通过鉴定，

7、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频保护也相继于 1993 年、1996 年通过鉴定。至此,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。因此到了20 世纪 90 年代，我国继 电保护进入了微机时代。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，并且应用于实际之中。三、微机保护的主要内容1、硬件原理数字保护装置的硬件系

8、统原理框图如下图所示:B外祁曲恬演口旳件4 开牛：【耳誥ri卜敎器（图91数字式包装置的硬件系统原理框图）11氏jnmSiwn由图可见，数字保护装置的硬件以数字核心部件为中心, 围绕着数字核心部件的是各种外围接口部件。2、数据采集与数字滤波(a)0(b)0图数字滤波耳1Xa-A) r xd(n-N/k)Ts tXa(/ xk(n-N,2k)TsxEs)3、特征量算法4、保护动作判据的算法5、软件流程四、微机保护的优缺点优点：(1) 改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主 要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地 实现故障分量保护;可引进自动控制、新的数学理论和

9、技术，如自适 应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行高正确率也已在 实践中得到证明。(2) 可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等， 可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。(3) 工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标 准; 装置体积小，减少了盘位数量，功耗低。(4) 可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、 电源波动、使用年限、元件更换的影响;且自检和巡检能力强，可用 软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。(5) 使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便 从而缩短维修时间;同时依据运行经验，在现场可

10、通过软件方法改变 特性、结构。(6) 可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变 电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。缺点：(1) 与传统的保护有根本性的差异。(2) 使用者较难维护。(3) 要求硬件和软件有高度可靠性。(4) 硬件很容易过时。(5) 在操作和维护过程中，使用人员较难掌握。五、微机保护的前景与未来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。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

11、高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势。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。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系 统的各种变化,进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引 起了人们的极大关注和兴趣。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、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对 电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系 统振荡的影响以及故障发

12、展问题,提出了自适应对策，从理论和实践 两方面探讨了实现自适应式微机距离保护的可行性。对自适应原理在 输电线路继电保护的应用作了全面的分类描述，使自适应继电保护的 原理得到了进一步的发展和完善。研究了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。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、 进化规划、模糊逻辑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。专家系统、人工 神经网络(ANN)和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电

13、保护中，为 继电保护的发展注入了活力。基于生物神经系统的人工神经网络具有 分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点，其应用研究发 展十分迅速，目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线 性优化等问题。近几年来,电力系统继电保护领域内出现了用人工神 经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备 保护等。提出用CPN）模型对交直流混合输电系统的故障类型进行识 别;EMTDC仿真计算结果表明,CPN模型能可靠地进行故障类型的判 别，并依据判别结果对直流控制器的参数进行调整 ,从而优化交直流 混合输电系统的动态运行特性。提出了一种基于人工神经网络的电力 系统故障诊断系统,该

14、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。这-系统可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，以保证电力系统供电的安全性、经济性。研究了用人工神经网 络原理来实现高压输电线路的方向保护，提出用BP模型作为方向保 护的方向判别元件。研究结果表明，该方向判别元件能准确、快速地 判别出故障的方向。阐述了基于神经网络的继电保护系统的优越性 ; 论证了由单层感知器网络或TH网络可以实现最小二乘算法，这两种 网络都可以在极短的时间（几纳秒或几百纳秒）内完成全部运算;给出 了电流继电器、圆特性以及四边形特性阻抗继电器的神经网络模型

15、， 并证明了三种模型都具有很强的自适应性。介绍了一种基于人工神经 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。它比传统保护能区分更多的故障类型,提高了继电保护的适用范 围,从原理上解决了经高阻抗的短路故障保护问题。六、结语微机系统保护经历这么多年的发展，我感觉已经发展的很不错 了，不过随着时代的进步，微机保护系统也要进一步优化改善，来更 好地用来为我们人类造福，不过无论其怎么发展，都不能忘记其初心， 始终牢记系统应具有可靠性、选择性、速动性和灵敏性的四大基本要 求。或许未来将有更好的系统来取代微机保护系统，但无论怎么样， 我都拭目以待，希望我们中国的继电保护技术愈发强大。