第六章 微机继电保护举例课件

1、1第六章第六章 牵引供电系统牵引供电系统微机保护举例一、牵引供电系统保护概述1.主变单元 主保护装置、后备保护装置、主变测控装置2.馈线单元 馈线保护测控装置：保护、测量和控制一体化。 主要保护功能：距离保护、电流速断保护、过电流保护、电流增量保护等。3.并补单元 并补保护测控装置：保护、测量和控制一体化。 主要保护功能：电流速断、过电流、差电压、差电流、谐波过电流、过电压、低电压等。4.通用测控装置2二、微机保护装置设计1.微机保护装置的主要技术指标模拟量数量、性质；开关量输入、开关量输出等；采样频率选择。保护元件技术指标。其它辅助功能：报告记录、录波、测距等。32.微机保护装置硬件设计数据

2、采集系统的设计 变换器选择、模拟低通滤波器设计、AD选择、与CPU接口等。保护CPU系统设计 开入、开出单元设计人机接口CPU系统设计 人机接口、通信接口等3.软件设计4三、牵引网馈线保护牵引供电系统的特点牵引供电系统的特点单相、移动、冲击性负荷；负荷电流变化范围大；负荷电流中的谐波含量高（20%30% ），在再生工况下更高（可达40%以上）；空载投入机车牵引变压器、含有AT或BT的牵引网空载投入时，将产生励磁涌流； 供电臂供电距离长，单位阻抗大；牵引网结构复杂，接触网机械故障的机率增大。 因此，与电力系统中的线路保护相比，牵引网馈线保护有其特殊性。5自适应距离保护自适应距离保护 对距离保护的

3、要求躲负荷过过渡电阻能力负荷特性对距离保护的影响因此，在牵引网馈线保护中距离保护通常采用偏移四边形特性。jXORabCZfZLZKZg 自适应距离保护的基本思想相控整流电力机车负荷电流中含有丰富的奇次谐波分量；电力机车通过电分相或空载投入AT，牵引网产生的励磁涌流中含有较高的二次谐波分量。基本思想：基本思想：根据负荷电流中综合谐波含量，自动调节阻抗继电器的边界。6综合谐波抑制综合谐波抑制综合谐波含量定义：综合谐波含量定义：23571IIIIKI11zdzdRRK 11zdzdXXK 自适应调节动作边界：自适应调节动作边界：自适应阻抗继电器的动作特性图二次谐波闭锁二次谐波闭锁目的：为了避免电力机

4、车通过电分相或AT供电方式下空载投入接触网产生的励磁涌流引起保护误动作。判据：221IKI7PT断线闭锁： ZD1nZDII 0.04I and UU90|75) I ,Uarg(|记忆电压： 1XZDXRZD2LRZDLhhhZDhZDhhRctgXRctgXXXRRXtg12h 0 0 0R- 且或且8电流增量保护电流增量保护目的提高躲过渡电阻能力。基本思想负荷电流在短时间（ms级）内增量不大；短路电流在短时间（ms级）内增量很大。电流增量定义qhIII时间间隔通常取一个工频周波：时间间隔通常取一个工频周波：20ms9 动作判椐动作判椐1111 (1)AghqAhhhZDIIK KIIIK

5、 K IKI 23571IIIIKI综合谐波含量：谐波抑制系数：AK（通常取大于1的数）二次谐波闭锁：221IKI原理框图10动作分析负荷故障故障电流基本为纯正弦波，则 ，显然，继电器的动作量为基波电流增量。 负荷负荷负荷电流中综合谐波含量越大，继电器的动作量也就越小，继电器的动作门槛值也就越大，继电器越不容易动作。可见其躲过渡电阻的能力大大增强。 1111 (1)AghqAhhhZDIIK KIIIK K IKI 0 hK11过电流保护当系统发生故障时，为了快速切除故障，设置了过电流保护。综合谐波抑制二次谐波闭锁信号跳闸1212/zdIK IIIIK SDt12反时限过负荷保护反时限过负荷保

6、护常用的三种反时限特性常用的三种反时限特性一般反时限一般反时限0.020.14101GFGFTtII甚反时限1 3 .51 01G FG FTtII极度时限28 01 01G FG FTtII特点：近处故障时动作时限短，远处故障时动作时间自动加长。13四、微机保护软件设计四、微机保护软件设计继电保护系统是一个对实时性要求很高的系统，为了满足实时性要求，微机保护软件主要由两部分构成：主程序主程序和中断服务程序中断服务程序。开始上电初始化通信初始化复位初始化自检计算测量值通信处理跳闸处理重合闸故障报告处理1循环处理模块主要功能：自检、实时电量计算、通信处理。通信处理主要包括：巡检、整定值读写、模拟

7、量发送、故障报告、自检报告、事件报告、负荷录波等。1.1.主程序主程序初始化模块主要功能：保护CPU系统硬件、中断向量、数据缓冲区、各种标志的初始化。故障处理模块主要功能：跳闸、重合闸、故障报告处理14跳闸模块跳闸模块开 始记 录 故 障 发 生 时 间驱 动 出 口 板 BSJ置 DELAY_TIME=1元 件 动 作 ?元 件 启 动 ?DELAY_TIME无 故 障 ， 返 回保 存 故 障 参 数出 口 事 件 记 录驱 动 信 号 继 电 器检 测 重 合 闸 充 电 时 间Save故 障 电 流 -KX_DDLBS_I启 动 重 合 闸 延 时发 跳 闸 命 令有 故 障 ?NoY

8、es置 跳 闸 失 败 标 志置 跳 闸 成 功 标 志结 束失 灵 事 件 记 录仅适用于馈线15重合闸模块重合闸模块开始允许重合闸?Yes等重合闸延时重合闸投入？YesNo无重合闸，结束No发合闸命令重合闸事件记录等待100ms复位合闸命令置DELAY_TIME=1有故障?DELAY_TIME0.5A？Yes辅 助 元 件 启 动 ？NoNoYes综 合 谐 波 元 件 启 动 ？NoYes置 RESULT0=0置 RESULT0=1Z 启 动 ？NoYes置 RESULT2=0置 RESULT2=1AX=0?检 测 小 阻 抗 特 性AX=0-未 进 入 小 阻 抗 区AX=1-小 阻

9、抗 特 性 动 作AX=2-小 阻 抗 特 性 未 动 作Yes阻 抗 特 性 判 断AX=0?YesNo23NoAX=1?YesNo32222清Z启动标志清Z定时器SJJL_IP=1?Yes返回置SJJL_IP=0DLQ_SLIP=0?YesZ返回事件记录NoNo3置Z启动标志DZ_IP=0?YesDLQ_SLIP=0?YesSJJL_IP=0?Yes置SJJL_IP=1置Z定时器为1CY_TIME=0?Yes置CY_TIME=1NoZ启动事件记录返回NoNoNo二次谐波闭锁、PT断线19 辅助元件辅助元件开始进入小阻抗区？YesNo清启动标志用故障前的电压与当前电流进行方向判断-15165

10、之间为正方向，其余为反方向正方向？Yes置启动标志No返回开始PT断线投入？YesPT断线？NoNo二次谐波投入？Yes二次谐波启动？Yes进入小阻抗区？Yes返回清启动标志不闭锁阻抗元件NoYesNoNo置启动标志闭锁阻抗元件电流0.2A?Yes电流定值?YesPT断线定时器=0？No电压定值*1.03Yes电压20ms?YesSJJL_IP=0?Yes置SJJL_IP=1PT断线事件记录返回NoNoNoNoNo清PT断线标志定时器清0SJJL_IP=1?Yes置SJJL_IP=0PT断线解除事件记录返回No记忆电压元件记忆电压元件阻抗辅助元件阻抗辅助元件PT断线检测断线检测20阻抗特性判断

11、阻抗特性判断XXZDRZDR1L2XKKXRKKRhhhhhh)1 ()1 (自适应判据：自适应判据：ZDLhhhZDhZDhhRctgXRctgXXXorRRXtg12h and 0 0 and 0R- 动作方程：动作方程：阻抗特性判断说明：入口参数3个，分别是RESULT00H:0-无综合谐波闭锁 1-有综合谐波闭锁RESULT02H:0-元件未启动 1-元件已启动AX:0-阻抗段 1-阻抗段 2-阻抗段开始RESULT00H=0?YesRESULT02H=0?YesKX_R1=KX_RKX_X1=KX_XKX_R1=KX_R_97KX_X1=KX_X_97NoNoRESULT02H=0?

12、KX_R1=KX_FD_RKX_X1=KX_FD_XKX_R1=KX_FD_R_97KX_X1=KX_FD_X_97YesNoKX_R1=0?NoKX_X1=0?NoKX_R1=0?YesYesYesNoAX=0 返回根据AX的值,取三段阻抗元件的整定值存入变量KX_R_SET、KX_X_SET 中KX_X1=0?YesKX_X1=KX_X1*CtgQ1?YesNoKX_R1=-KX_R1*TgQ2?YesKX_R1=0?YesKX_R1不启动 AX=1-启动214.4.变压器保护变压器保护主要保护功能： 差动速断保护 比率差动保护 高压侧过电流保护 低压侧过电流保护 过负荷保护制 动0差 动ISDI1I2IDZK1K2制 动 区速 断 动 作 区比 率 差 动 动 作 区差动保护动作特性差动保护动作特性 2222121 21111IIIIKIKIIKIIIIIIIKIIIIIZDDZZDCDZDDZZDCDZDDZCD当当当比率差动动作方程：二次谐波闭锁：I2AKICDAI2BKICDB I2CKICD 22差动电流、制动电流计算差动电流、制动电流计算ABCIIIII变压器主护保IA- IBI- IBCIAC- IIIIIIABI压护II主保器- I- I- I