【正文】 輸出端子：采用光電隔離和繼電器繞組與接地之間隔離。嚴重的干擾還可能造成元件損壞。如果由于干擾使傳送地址出錯，它將從下一個錯誤的地址取得一個錯誤的操作碼。如果這是一個中間結(jié)果或者采樣數(shù)據(jù)，就會造成計算錯誤；如果這是一個標志字就會造成邏輯紊亂，這都有可能引起裝置誤動或拒動。CPU執(zhí)行存放在EPROM中的程序，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入到RAM中的數(shù)據(jù)進行分析處理，以完成繼電保護的功能。尤其較為復(fù)雜的保護裝置，其主保護和后備保護都是相互獨立的微機系統(tǒng)。這些硬件和軟件構(gòu)成的整個微機系統(tǒng)主要任務(wù)是將數(shù)據(jù)采集單元輸出的數(shù)據(jù)進行分析處理，并完成邏輯運算、擴展和記錄等任務(wù)，以實現(xiàn)各種繼電保護功能。它由多種輸入/輸出（I/O）接口芯片、光電隔離器件及有觸點的中間繼電器組成。 模數(shù)變換還可以采用VFC型的變換方式。重復(fù)上述的比較與設(shè)置，直到所設(shè)定的數(shù)碼總值轉(zhuǎn)換成反饋電壓U0盡可能地接近Ui的值。 微機保護用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器絕大多數(shù)是應(yīng)用逐次逼近法的原理實現(xiàn)的。微機保護的軟件系統(tǒng)由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊與自檢模塊等組成?？梢?，變壓器溫度信號裝置不僅可實時顯示變壓器的上層油溫，還起到了自動控制變壓器冷卻系統(tǒng)的作用。不得超過95 C176。過電流保護應(yīng)按躲過最大工作電流整定，起動值比較大，往往不能滿足靈敏度的要求。由于變壓器的過負荷能力強，流過變壓器的最大負荷電流大。當外部故障時，短路電流很大，使兩側(cè)電流互感器迅速飽和，勵磁阻抗下降，勵磁電流的差值也增大，不平衡電流增大。如果兩側(cè)的電流互感器仍采用通常的接線方式，則二次電流由于相位不同也會有一個差電流流入繼電器。縱差動保護動作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。 縱差動保護縱差動保護是反應(yīng)被保護變壓器各端流入和流出電流的相量差，通過比較變壓器各側(cè)電流大小及相位構(gòu)成保護原理。 瓦斯保護原理接線圖瓦斯保護的主要優(yōu)點是動作迅速、靈敏度高，安裝接線簡單、能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障包括輕微的匝間短路故障（這時其它變壓器保護無法做到的）。，上面的觸點表示“輕瓦斯保護”，動作后經(jīng)延時發(fā)出報警信號。第三章 電力變壓器微機保護中各保護的基本原理電力變壓器高低壓側(cè)的電壓為110KV、且變壓器的容量為50000KVA，為了保證電力系統(tǒng)和變壓器的安全運行，應(yīng)裝設(shè)以下動作可靠、性能良好的保護裝置。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的不斷進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。⑤ 調(diào)試維護方便微機保護的硬件是一片單片微型計算機及外圍設(shè)備，而各種復(fù)雜的功能是由相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)的。這些信息將有助于運行部門對事故的分析和處理。同時軟件也具有自檢功能，可以對輸入的數(shù)據(jù)進行校錯和糾錯，即自動的識別和排除干擾。 微機保護的特點與發(fā)展前景① 運行靈活 保護定值可保存于具有電可擦性質(zhì)的EEPROM中。 微機保護的基本構(gòu)成原有的保護裝置是使輸入的電流、電壓信號直接在模擬量之間進行比較和運算處理，使模擬量與裝置中給定的電氣量進行比較和運算處理，而計算機保護則由于計算機只能作數(shù)字運算或邏輯運算，因此，首先要求以模擬量輸入的電流電壓的瞬時值變換為離散的數(shù)字量，然后才送入計算機的中央處理器，按規(guī)定的算法程序進行運算，且將運算結(jié)果隨時與給定的數(shù)字進行比較，最后做出是否跳閘的判斷。微機保護的生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品眾多，在國內(nèi)，目前較為成熟和用量較大的微機保護產(chǎn)品有：① 南瑞繼電保護公司生產(chǎn)的LFP900系列微機保護裝置，含各種電壓等級的線路保護、變壓器成套保護、母線保護、變電端綜合自動化微機保護裝置及各種輔助設(shè)備。事實上，計算機保護裝置目前主要是以微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字電路構(gòu)成的，通常又稱為微機保護。自從世界上公認的第一臺電子計算機――電子數(shù)字積分計算機ENLAC 于1946年在美國誕生以來，計算機的發(fā)展速度很快，特別是微處理器的出現(xiàn)，給工業(yè)自動化控制帶來了深刻的變革。靈敏系數(shù)越高，表示保護裝置對故障的反應(yīng)能力越強，反之，則越弱。④ 靈敏性繼電保護的靈敏性是指保護裝置對于其保護范圍內(nèi)所發(fā)生的各種金屬性短路故障，應(yīng)具有足夠的反應(yīng)能力。繼電保護快速動作可以減輕故障元件的損壞程度，減小對用戶工作的影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在設(shè)計與選用繼電保護時，需要依據(jù)被保護對象的具體情況，對這兩方面的性能要求適當?shù)赜枰哉{(diào)解。 繼電保護的基本要求電力系統(tǒng)繼電保護的基本性能有可靠性、選擇性、快速性、靈敏性，這些要求之間，有的相輔相承，有的相互制約，針對不同的使用條件，側(cè)重點也有所不同。測量部分邏輯部分執(zhí)行部分故障參數(shù)量整定值輸出信號 繼電保護裝置的原理結(jié)構(gòu)圖① 測量部分：測量被保護元器件分量，經(jīng)過轉(zhuǎn)換和構(gòu)成后，將其與整定值比較，據(jù)比較結(jié)果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”、等于“0”或“1”等邏輯信號，從而判斷保護是否應(yīng)該起動。如：反應(yīng)電流增大的過電流保護，反應(yīng)電壓降低的低電壓保護，反應(yīng)電壓和電流的比值，即阻抗變化的距離保護等。 繼電保護的基本原理、保護裝置的組成和基本要求 繼電保護的基本原理繼電保護裝置要能正確工作，首先必須具備有區(qū)分被保護設(shè)備正常運行與發(fā)生故障和異常運行狀態(tài)的能力。因此，變壓器油箱內(nèi)部故障是電力系統(tǒng)最危險的故障之一，在配置變壓器保護時應(yīng)該注意。因此，為了保證電力系統(tǒng)及變壓器的安全，并把故障和異常運行狀態(tài)限制在最小，在變壓器中必須裝設(shè)動作可靠的，性能良好的繼電保護裝置。本裝置將變壓器運行工況監(jiān)測與繼電保護結(jié)合，體現(xiàn)了新一代微機保護裝置的設(shè)計思想。在研制開發(fā)礦井35KV主變微機保護的調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，當前應(yīng)用于電力系統(tǒng)微機保護的中所采用的CPU多為8位或16位CPU。關(guān)鍵詞：變壓器,微機保護,繼電保護ABSTRACTIt is widely used that transferring electric power in China..In order to make zhe electrified wrie netting running normally that zhe protective relaying equipment advancing with zhe time.In this paper are introduced prehensively and electrical system of microputer protection principle and development trend of electric power, on the basis of the microputer protection of the transformer specially research. With the protection plan formulated for basis, put forward by the middle analog switches and circuit reactance converter, A/D converter transformer protection device of microputer as the concrete realization method. For protection device and the hardware and software module design makes a detailed research, satisfy the requirements of transformer microputer protection device. This device will transformer running condition monitoring and relay protection union, reflected the new generation of microputer protection device design thought. Keywords: Transformer,Microprocessorbased Protection, Reply protection 目 錄第一章 緒 論 1 第二章 繼電保護的基本概述 2 電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài) 2 繼電保護的基本原理、保護裝置的組成和基本要求 2 繼電保護的基本原理 2 繼電保護裝置 3 繼電保護的基本要求 3 微機保護系統(tǒng)簡介 4 4 微機保護的基本構(gòu)成 5 微機保護的特點與發(fā)展前景 6 第三章 電力變壓器微機保護中各保護的基本原理 8 瓦斯保護 8 縱差動保護 9 過電流保護 10 溫度信號 10 第四章 微機保護的基本組成 11 概述 11 模擬量輸入系統(tǒng) 11 開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng) 12 CPU主系統(tǒng) 12 微機保護的抗干擾措施 13 第五章 微機保護的硬件設(shè)計 14 微機保護系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 14 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 14 模擬量輸入變換 14 前置模擬低通濾波器 15 采樣保持電路 16 多路轉(zhuǎn)換電路 19 A/D轉(zhuǎn)換電路 21 CPU主系統(tǒng)設(shè)計 23 CPU8086 23 時鐘發(fā)生器8284電路 24 24 外圍輸入輸出器件譯碼電路 25 計數(shù)計時電路 25 中斷管理電路 25 開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng) 25 可編程并行I/O接口芯片8255A 26 開關(guān)量輸入電路 27 28 光電隔離電路 29 人機接口回路 29 第六章 微機保護的軟件設(shè)計 32 微機保護軟件的基本結(jié)構(gòu) 32 數(shù)字濾波 32 微機保護的基本算法 34 微機保護軟件流程 36 軟件框圖及軟件流程圖 36 數(shù)據(jù)采集 36 8255并行接口輸出 37 數(shù)字濾波 37 輸出部分 38 38 第七章 結(jié)論 40 參考文獻 41 致 謝 42 附錄A: 元件清單 43 附錄B: 程 序 清 單 44 附錄C：電力變壓器微機保護硬件原理圖 58 第一章 緒 論在電力系統(tǒng)微機繼電保護研究領(lǐng)域中，變壓器保護的研究和開發(fā)一直受到人們的廣泛關(guān)注。本文在全面介紹和評述電力系統(tǒng)的微機保護原理及其發(fā)展的趨勢的基礎(chǔ)上，對電力系變壓器的微機保護進行了專門研究。而電力變壓器作為電業(yè)系統(tǒng)中重要的變換電壓、聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、傳送功率的設(shè)備之一，作為保護它的裝置，要求更加的可靠和快速。本裝置將變壓器運行工況監(jiān)測與繼電保護結(jié)合，體現(xiàn)了新一代微機保護裝置的設(shè)計思想。但這些原理的實際應(yīng)用無不對微機保護的指揮中心——CPU的內(nèi)核結(jié)構(gòu)、高速運算能力以及與實時信號處理相適應(yīng)的尋址方式等許多方面的特性提出了更高的性能。并對保護裝置的硬件系統(tǒng)和軟件模塊設(shè)計進行了詳細的研究，滿足了變壓器微機保護裝置的要求。變壓器在電力系統(tǒng)的使用數(shù)量較多，且變壓器一旦發(fā)生故障，其影響范圍較大。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生這些故障時，短路電流在故障點產(chǎn)生的高溫電弧不僅可能燒壞繞組絕緣材料和鐵心，而且由于絕緣材料和變壓器油劇烈氣化產(chǎn)生大量氣體，可能使變壓器油箱局部變形，嚴重時甚至引起油箱爆炸。外部接地短路引起的中性點過電壓及系統(tǒng)過電壓或頻率降低引起的過勵磁等。利用故障中電氣量的特征，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護裝置。繼電保護的種類很多，一般由三大部分組成：即測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。如發(fā)出信號、跳閘或不動作等?？尚刨囆耘c安全性，都是繼電保護必備的性能，但兩者相互矛盾。③ 快速性繼電保護的快速性是指繼電保護應(yīng)以允許的可能最快速度動作于斷路器跳閘，以斷開故障或中止異常狀態(tài)發(fā)展。故障切除的總時間等于保護裝置和斷路器動作時間之和。 保護裝置的靈敏性通常用靈敏系數(shù)Ksen（又稱靈敏度）的大小來衡量。 微機保護系統(tǒng)簡介計算機的出現(xiàn)是20世紀最令人矚目的事件。就電力系統(tǒng)安全運行的重要領(lǐng)域――繼電保護而言，計算機保護的出現(xiàn)與廣泛應(yīng)用反映了這一技術(shù)發(fā)展潮流的一個方面。保護裝置通過微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，將保護的狀態(tài)、動作、信號傳送給集控站或調(diào)度所，值班人員可以在遠方投切保護裝置、查看保護狀態(tài)修改保護定值等。④ 國外產(chǎn)品有：美國GE公司生產(chǎn)的DLP型微機距離線路保護、美國SET公司生產(chǎn)的SEL301型微機線路保護、ABB公司生產(chǎn)的REL531微機距離保護、德國西門子公司生產(chǎn)的TSA531型距離保護等。微機保護的軟件由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊與自檢模塊等組成。它能自動檢測出硬件故障同時發(fā)出報警信號并閉鎖其跳閘出口回路。微機保護裝置可以配有打印機、顯示器等外部設(shè)備，在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息，如動作時間記錄、故障類型和相別、電流電壓波形記錄等。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的暫態(tài)期內(nèi)，就能正確判斷故障，如果故障發(fā)生了變化或進一步發(fā)展也能及時做出判斷和自糾。故對微機保護裝置可以說幾乎不用調(diào)試，大大減輕了調(diào)試和運行維護的工作量。電力系統(tǒng)對微機保護的要求也總是在不斷提高，除了具有保護的基本功能外，微機保護還具有大量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間、快速的數(shù)據(jù)處理功能、強大的通信能力，與其它保護控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)，以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力、高級