微機線路保護裝置基本功能實驗報告

A. 微機保護的基本構成和主要部分的功能有哪些

1、微機保護由硬體和軟體兩部分組成。

微機保護的軟體由初始化模塊、純豎數據採集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊、自檢模塊等組成。通常微機保護的硬體電路由六個功能單元構成，即數據採集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信介面和人機對話系統。

2、保護功能

定時限/反時限保護、後加速保護、過負荷保護、負序電流保護、零序電流保護、單相接地選線保護、過電壓保護、低電壓保護、失壓保護。

負序電壓保護、風冷控制保護、零序電壓保護、低周減載畝配保護、低壓解列保護、重合閘保護、備自投保護、過熱保護、過流保護、逆功率保護、差動保護、啟動時間過長保護、非電量保護等。

(1)微機線路保護裝置基本功能實驗報告擴展閱讀：

運行原理：

微機保護裝置的數字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計數器、Watchdog等組成。目前數字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU）。

即通常所說的單片機;輸入輸出通做耐大道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換迴路（將CT、PT所測量的量轉換成更低的適合內部A/D轉換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V）、低通濾波器及采樣、A/D轉換）和數字量輸入輸出通道（人機介面和各種告警信號、跳閘信號及電度脈沖等）。

B. WXH-823微機線路保護裝置

應用范圍：
本裝置是總結在國內大量使用的WXH-25/A、25/B微機線路保護裝置幾百套運行經驗的基礎上研製的。是適用於220～500kV輸電線路的成套數字式保護裝置。WXH-801裝置在湖南雲崗500kV線路，WXH-802裝置在湖北葛雙500kV線路均已投入運行。

主要特點：

* 吸收原WXH-25A、25B微機線路保護優點，保護原理採用適應性判據
* 採用32位DSP作為保護CPU，運行速度快
* 採用16位A/D作為數據採集，保護測量精度高
* 採用80186晶元作為人機對話（MMI），LCD採用全漢化顯示
* 輸出報告全漢化輸出，可波形輸出也可采樣值輸出
* 具有方便靈活的分析調試軟體，可視化軟體編程、通過調試分析了解程序邏輯走向
* 保護通道介面靈活。可以與各種通道設備連接。包括各種復用載波機介面裝置，還增設了適用於弱電源側的保護邏輯
* 保護動作事件記錄。可記錄故障前2周故障後8周數據，且掉電保持
* 具有RS-422/485或LonWorks匯流排網路。可直接同微機監控或保護管理機相連
* 機箱結構採用6U結構。裝置強弱電迴路、開入開迴路合理布局。提高了裝置的抗干擾能力
* 無Y2K問題
* 可選用的故障錄波功能
* 帶自動測試裝置

主要技術指標:

★ 基本數據
◇ 額定交流數據
* 交流電壓Un:相電壓UΦ： V
* 線路抽取電壓UXL： V或100V
* 交流電流In：5A或1A
* 頻率：50Hz
◇ 額定直流電壓：220V或110V
◇ 列印機工作電壓：交流220V、50Hz
◇ 交流迴路過載能力
* 交流電壓：1.2Un-持續工作
* 交流電流：2In-持續工作，20In-1s
◇ 功率消耗
* 交流電壓迴路每相不大於 0.5VA
* 交流電流迴路：當In=5A每相不大於1VA；當In=1A每相不大於0.5VA
* 直流電壓迴路：正常運行時，不大於40W；動作時，不大於60W
◇ 輸出觸點
l 出口跳閘觸點在電壓不大於250V，電流不大於1A，時間常數L/R為5±0.75ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為50W，長期允許通過電流不大於5A l 在電壓不大於250V，電流不大於0.5A，時間常數L/R為5±0.75ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為20W，長期允許通過電流不大於3A
★ 主要技術性能指標
◇ 縱聯保護
◇ WXH-801型縱聯方向保護
* 正序故障分量電流元件整定范圍：0.2～2In
* 整定誤差不超過±10%
* 正序故障分量電壓元件最小動作值為4V
* 動作范圍：不大於140°，不小於100°
* 整組動作時間為25～30ms
◇ WXH-802縱聯距離保護
* 整定范圍：0.2～50Ω（1n=5A）,1～99.9Ω（In=1A）
* 整定誤差不超過±2.5%
* 整組動作時間為25～30ms
◇ 距離保護
* 整定范圍：0.01~50Ω（In=5A）,0.05～250Ω（1n=1A）
* 整定誤差不超過±2.5%，測距誤差不超過±2.5%；
* 精確工作電壓：0.5V；
* 精確工作電流范圍：0.1～20In
* I段的暫態超越不大於5%
* II、III段延時時間元件：0.2～9.9s，誤差不超過±1%
* I段整組動作時間：在0.7倍整定阻抗內不大於25ms
◇ 零序電流（方向）保護
* 整定范圍：0.1～20In
* 整定誤差不超過±5%
* 零序功率方向元件的死區電壓：不小於1V，不大於2V
* 零序功率方向元件動作范圍：不大於180°，不小於140°
* I段的暫態超越不大於5%；
* 延時段時間元件：0.2～9.9s，誤差不超過±1%
* I段整組動作時間：在2倍整定值的條件下，不大於20ms；在1.2倍整定值的條件下，不大於30ms
◇ 綜合重合閘
* 具有單重、三重、綜重及停用四種功能
* 無壓檢定元件整定范圍為：0.2～0.7Un
* 同期元件整定范圍為：20°～60°
* 重合閘延時時間元件：0.3～9.9s，誤差不超過±1%
n 抗電氣干擾 能承受GB6162規定的頻率為1MHz及100kHz衰減振盪波（第一個半波、電壓幅值共模為2.5kV、差模為1kV）脈沖群干擾檢驗
◇ 能承受IEC255-22-2標准規定的嚴酷等級為Ⅲ級的靜電放電干擾檢驗
◇ 能承受GB/T14598.9標准規定的嚴酷等級為Ⅲ級的輻射電磁場干擾檢驗
◇ 能承受GB/T14598.10標准規定的嚴酷等級為Ⅳ級的快速瞬變干擾檢驗

C. 線路微機保護原理

微機線路保護原理
1.微機保護硬體可分為：人機介面、保護 相應的軟體也就分為：介面軟體、保護軟體
2.保護軟體三種工作狀態：運行、調試、不對應狀態
3.實時性：在限定的時間內對外來事件能夠及時作出迅速反應的性 4.微機保護演算法主要考慮：計算機精度和速度 中低壓線路保護程序邏輯原理
4.選項子程序原理：判別故障相（選項），判定了故障的種類及相別，才能確定阻抗計算應取用什麼 相別的電流和電壓
5.電力系統的振盪大致分為：
一種 靜穩破壞引起系統振盪，另一種 由於系統內故障切除時間過長，導致系統的兩側電源之間的 不同步引起的 超高壓線路保護程序邏輯原理
6.高頻閉鎖方向保護的啟動元件兩個任務： 一是 啟動後解除保護的閉鎖
二是 啟動發信迴路，因此要求啟動元件靈敏度高，以防止故障時不能啟動發信
7.（1）閉鎖式高頻方向保護基本原理：
閉鎖式高頻方向保護原則上規定每端短路功率方向為正時，不送高頻信號。 因此在故障時收不到高頻信號表示兩側都為正方向，允許出口跳閘；在一段 相對較長時間內收到高頻信號時表示兩側中有一側為負方向，就閉鎖保護。 （2）允許式高頻方向保護基本原理：
當兩側均發允許信號時，可判斷是區內故障，但就每一側而言，其程序邏輯是收到對側允許信號及 本側視正方向，同時滿足經延時確認後發跳閘脈沖。
8.綜合重合閘四種工作方式：單相、三相、綜合、停用
綜合重合閘兩種啟動方式：①由保護啟動 ②由斷路器位置不對應啟動 電力變壓器微機線路保護
9.比率制動式差動保護的基本概念：比率制動式差動保護的動作電流是隨外部短路電流按比率增大， 既能保證外部短路不誤動，又能保證內部短路有效高的靈敏度
10.二次諧波制動原理：
在變壓器勵磁涌流中含有大量的二次諧波分量，一般占基波分量的40%以上。利用差電流中二次諧 波所佔的比率作為制動系數，可以鑒別變壓器空載合閘時的勵磁涌流，從而防止變壓器空載合閘時 保護的誤動。
11.變壓器零序保護
主變零序保護適用於110KV及以上電壓等級的變壓器。主變零序保護由主變零序電流、主變零序電 壓、主變間隙零序電流元件構成，根據不同的主變接地方式分別設置如下三種保護形式：
①中性點直接按接地保護方式 ②中性點不接地保護方式
③中性點經間隙接地保護方式
12.在放電間隙放電時。應避免放電時間過長。為此對於這種接地式應裝設專門的反應間隙放電電流的 零序電流保護，其任務是即時切除變壓器，防止間隙長時間放電
微機母線保護及斷路器失靈保護
13.1）母線是發電廠和變電站重要組成部分之一。母線又稱匯流是匯集電能及分配電能的重要設備
2）在發電廠或變電站，當母線電壓為 35至66kv出線較少時，可採用單母線接線方式；而出線較 多時，可採用單母線分段；對110kv母線，當出線數不大於4回線時，可採用單母線分段
3）母線故障類型主要有 ：單相接地故障，兩相接地短路故障（幾率小）及三相短路故障
4）要求：①高度安全性可靠性 ②選擇性強、動作速度快 14.母差保護分類
按阻抗分類：高、中、低母差保護
低阻抗母差保護（電流型母線差動保護） 按動作條件分：
①電流差動式母差保護 ②母聯電流比相式母差保護③電流相位比較式母差保護
15.大差元件用於檢查母線故障，小差元件選擇出故障所在的哪段或哪條母線
16.不同型號母差保護，採用的啟動元件有差異，通常有：電壓工頻變化量元件、電流工頻變化量元 件、差流越限元件
17.TA飽和時其二次電流有如下特點：
（1）在故障瞬間，由於鐵芯中的磁通不能越變，TA不能立即進入飽和區，而是存在一個時域為3至5ms 的線性傳遞區。在線性傳遞區內，TA二次電流與一次電流成正比
（2）TA飽和之後，在每個周期內一次電流流過零點附近存在不飽和時段，在此段內，TA二次電流又與 一次電流成正比

D. 有誰知道微機繼電保護和測試儀的差動實驗的整組實驗要怎麼做，最好有完整的過程，詳細一點了！

你好，微機繼電保護和測試儀的差動實驗的整組實驗具體操作步驟：
整組試驗相當於繼電保護裝置的靜模試驗，通過設置各試驗參數，模擬各種瞬時、永久性的單相接地、相間短路或轉換性故障，以達到對距離、零序保護裝置以及重合閘的動作進行整組試驗或定值校驗。下面以「整組試驗Ⅰ」為例，簡要說明其使用方法。軟體界面如圖。
 整組校驗過流、零序和距離等保護，進行整組傳動試驗
 能測試在有（無）檢同期和檢無壓條件下，重合閘及後加速動作情況
 能模擬轉換性故障、反方向故障
第一節 界面說明
故障量設置
● 故障類型
可設定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型故障。
● 整定阻抗
按照定值單給定的阻抗設置方式，故障阻抗可以Z、Φ方式輸入或R、X方式輸入，當以一種方式輸入，另一種方式的值軟體會自動計算出來。
● 短路阻抗倍數
為n×「整定阻抗」，以此值作為短路點阻抗進行模擬。一般按0.95或1.05倍整定值進行檢查。如果不滿足，也可以0.8或1.2倍整定值進行檢查。這是「容忍性」的檢查界限，如果保護還不能正確動作，請檢查其它方面的原因。
● 零序補償系數
Ko = ( Z0 / Z1 – 1 ) / 3
如果正序組抗角Φ(Z1)與零序阻抗角Φ(Z0)不等，此時Ko為一復數，則常用Kor、Kox進行計算。
Kor = ( R0 / R1 – 1 ) / 3 Kox = ( X0 / X1 – 1 ) / 3
對某些保護(如901系列)以Ko、Φ方式計算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，則Ko為一實數，此時需設置Kor＝Kox＝Ko 。
● 故障方向
如果保護具有方向性，請注意選擇正確的故障方向。
● 故障性質
選擇「瞬時性」或「永久性」故障的不同點在於：在「時間控制」的試驗方式下，選擇「瞬時性」 故障時，當測試儀接收到保護的動作信號後即停止故障輸出進入下一狀態，盡管此時故障時間還沒有結束；但在「永久性」故障時，即便測試儀接收到保護的動作信號，故障量繼續存在，直到所設置的「故障持續時間」 到。也就是說，「永久性」故障時，測試儀的故障輸出時間只受「故障持續時間」控制。因此，在「永久性」故障下試驗容易造成後加速保護動作，並且重合閘無法重合。所以，建議一般選擇「瞬時性」故障方式。
● 故障電流
以上只設置了相應的短路阻抗，如果再告訴軟體一定的故障電流，軟體將自動計算出相應的故障電壓，由測試儀輸出相應的故障電壓和電流給保護。設置的故障電流應滿足以下要求：1、大於保護的啟動電流；2、故障電流與短路阻抗的乘積應不大於57.7V。
● 時間控制／接點控制
接點控制時，由測試儀接收到的保護的跳閘、重合閘、永跳接點變位信號來控制試驗狀態，決定測試儀在相應狀態應輸出的電流、電壓。
時間控制時，裝置根據所設置的時間順序，依次輸出故障前、故障時、跳閘、重合閘、永跳後的各種量，保護跳合閘時只記錄時間，而不改變各種量的輸出進程。

故障時間、斷開時間、重合時間
在時間控制方式，用於控制輸出故障量的持續時間、故障斷開後輸出正常量的持續時間、重合閘再次輸出故障量的持續時間，見上圖。在接點控制時不起作用。
轉換性故障／非轉換性故障
用於設置轉換性故障。從故障開始時刻起，當轉換時間到，無論保護是否動作跳開斷路器，均進入轉換後故障狀態。但跳開相的電壓電流不受轉換性故障狀態影響，其電壓V＝57.7V（PT安裝在母線側）或0V （PT安裝在線路側），I=0A。故障轉換時間是指從第一次故障開始時算起的時間。
轉換後故障類型
可設定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型。一般轉換後的故障類型設置為與第一次故障類型不同更符合實際。
轉換起始時刻和轉換時間
可以設定為從第一次開始故障時起算，還是從保護跳閘後起算，還是從重合閘後起算，何時發生故障轉換。
故障起始角
故障發生時刻電壓初始相角。由於三相電壓電流相位不一致，合閘角與故障類型有關，一般以該類型故障的參考相進行計算：單相故障以故障相、兩相短路或兩相接地以非故障相、三相短路以A相進行計算。
PT安裝位置
模擬一次側電壓互感器是安裝在母線側還是線路側。PT裝於母線側時，故障相斷開後，該相電流為零，電壓恢復到正常相電壓（V＝57.7V，I=0A）； PT裝於線路側時，故障相斷開後，該相電流及電壓均為零（V＝0V，I=0A）。
分相跳閘／三相跳閘
用於定義開入量A、B、C三端子是作為「跳A」、 「跳B」、 「跳C」端子還是「三跳」端子。若設為「分相跳閘」時，則單相故障時可以模擬只跳開故障相。即這種情況下，「跳A」、「跳B」、「跳C」哪幾個信號到，模擬哪幾相跳開。
斷路器斷開／合閘延時
模擬斷路器分閘/合閘時間。裝置接收到保護跳/合閘信號後，將等待一段開關分閘/合閘延時，然後將電壓電流切換到跳開/合閘後狀態。
故障後開出1延時閉合時間
輸出故障量後開出1將會延時這一時間閉合。此功能可用於：在試驗高頻保護時，用開出1模擬收發信機的「對側收信輸入」信號。
開出量2
開出2跟蹤斷路器的狀態變化，即保護跳閘時，開出2斷開，保護重合時，開出2閉合。故開出2可以作為模擬斷路器使用。
檢同期重合閘及Ux設置
Ux選擇
Ux是特殊相，可設定輸出 +3U0、-3U0、+×3U0、-×3U0、檢同期Ua、檢同期Ub、檢同期Uc、檢同期Ubc、檢同期Uca、檢同期Uab。
前4種3U0的情況，Ux的輸出值由當前輸出的Ua、Ub、Uc組合出的3U0成分乘以各系數得出，並跟隨其變化。
若選等於某檢同期抽取電壓值，則在測試線路保護檢同期重合閘時，Ux用於模擬線路側抽取電壓。以檢同期Ua為例，在斷路器合上狀態，Ux輸出值始終等於母線側Ua（但數值為100V），在保護跳閘後的斷開狀態，Ux值則等於所設定的檢同期電壓幅值和相角，該值可以設定為與此刻的Ua數值或相位有差，用以檢驗保護在此種兩側電壓有差的情況下的檢同期重合閘情況。
整組試驗Ⅱ說明
整組試驗Ⅱ與整組試驗Ⅰ的功能基本相同。整組試驗Ⅰ是按照阻抗方式設定各種故障情況，用於保護進行整組試驗，但對於某些保護無法獲知故障阻抗，而只有故障電壓和電流，如零序保護或35KV線路保護，此時可以用整組試驗Ⅱ進行試驗。
故障類型
可設定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABC型故障。
故障電壓U
對於單相故障和三相故障，故障電壓U為故障相電壓值，對於相間故障，故障電壓U為故障兩相的線電壓值。
整定電流I
為保護某段整定電流值。
短路電流倍數
短路電流為試驗倍數n×「整定電流」,以此值作為短路點電流進行模擬試驗。
注意：
1. 整組試驗中，所有故障數據全部由計算機完成。計算機根據所設定的故障電流和故障阻抗計算得出的短路電壓，每相不得大於額定電壓（57.7V），如果過大，則自動降低故障電流值，以滿足Vf ≤ 額定電壓（57.7V）的條件。
2. 如果故障阻抗較小，一般應設置較大故障電流，故障阻抗較大，可設置較小故障電流，以使故障電壓比較適當。這也符合實際運行情況。否則有可能影響測量結果。
其它各選項以及測試過程均與整組試驗1完全相同。

第二節 試驗指導
整組試驗過程說明
數據設定完畢，按下「開始試驗」，裝置輸出「正常狀態」的各相對稱量，此時各相電壓為為額定電壓（57.7V）、電流為負荷電流。按下 「開始故障」按鈕，或「開入c」接通，裝置進入故障狀態，輸出故障電流、電壓，加至保護裝置上。保護跳閘後，裝置輸出跳閘後狀態量。保護重合閘後，如果是瞬時性故障，裝置輸出正常量（各相電壓為57.7V、電流為負荷電流）；如果是永久性故障，裝置再次輸出故障量，至保護第二次跳閘（永跳）後，再恢復輸出正常量。
「開入c」接通時裝置自動進入故障狀態
此功能有兩種作用： 1 、可模擬手合到故障線路後加速跳閘，可以很方便地測出動作時間。具體做法是將手合接點或TWJ接點接至「開入c」，手動合閘時接點動作測試儀即輸出故障量，可測試保護的動作情況。2、可由GPS 裝置的接點啟動故障，模擬線路兩側同步故障。
試驗期間，任何時候按下「停止」鍵，則試驗過程中止並退出。
試驗結束後，計算機自動將測試記錄區中的測試結果在硬碟「試驗報告\整組試驗\」子目錄下按文本格式存檔，並可用「列印」按鈕進行顯示、列印。亦可以拷貝出來進行編輯、修改。

參考資料：http://www.whhuatian.com/shownews_jswz.asp?id=3847

E. 微機保護裝置的使用和二次系統的認識

微機保護裝置的使用方法：
1、微機保護單元箱面板布置。
2、裝置整定值設置。
3、注意事項。二次系統的認識對於一個斷電保護裝置進行拆解，將各個板卡拿出，能逐個判斷各個板塊的名稱和功能，並對照圖紙對其背板接線進行熟悉。

F. 簡述微機保護硬體電路的構成及各部分的作用。

這是浙江華健HJ501F微機綜合保護裝置的硬體原理和作用。請參考。
結構
採用標准機箱，整面板、背插式結構，嵌入式、後接線安裝
方式，強弱電隔離，大大加強了其產品的電氣性能。
本裝置的插件上包括CPU插件、AC和TRIP插件：其中CPU

插件
插件為裝置的核心，為高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash
Memory和AD等晶元的功能；AC插件包括電源和模擬量採集；
TRIP插件包括出口、開入和操作迴路。

◆ CPU1）
CPU系統
CPU系統由微處理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等
構成。包括高性能的64位微處理器CPU，大容量的ROM、RAM
及Flash Memory，使得該CPU模件具有極強的數據處理及記錄能
力，可以實現各種復雜的故障處理方案和記錄大量的故障數據，
可記錄的事件數不少於500次。保護定值等運行配置信息也存入該
存儲器中，這些信息在裝置掉電後均不會丟失。

2）開關量輸入及輸出部分
開入量分為內部開入和外部開入，內部開入採用DC5V開
入，電源由裝置電源本身提供，外部開入採用一級光耦，實現
DC220V直接輸入電平。
開出是用於驅動出口的繼電器， 共有2個，一個為跳閘繼電
器，一個為合閘繼電器。

3)通信部分
本插件內含通信速度極高、具備通用性介面的RS485匯流排網
絡晶元，RS485網為本裝置接入系統的主要通信介面。

4)時鍾迴路
插件內設置了硬體時鍾迴路,採用的時鍾晶元精度高,並配有電
池以掉電保持。
另外，CPU插件採用了多層印製板及表面封裝工藝，外觀小
巧，結構緊湊，大大提高了裝置的可靠性及抗電磁干擾能力。
◆ 開入、開出及操作迴路
1)外部開入迴路：設置有8路外部開入迴路，均採用DC220V
直接開入方式，裝置軟體採取了防抖措施，避免了誤發信。
2)邏輯繼電器：邏輯繼電器由CPU插件直接驅動，這類繼電
器包括：跳閘繼電器、合閘繼電器。
3)操作迴路：DC220V或AC220為操作電源，它由各種操作
迴路跳閘繼電器組成。其中包括了跳閘位置繼電器（TWJ）、合
閘位置繼電器（HWJ）、手動跳閘繼電器STJ、跳閘保持繼電器
TBJ、合閘保持繼電器HBJ等。跳閘、合閘保持電流的調整採用自
適應方式，范圍0.5A～4A，採用此種電路避免了跳合閘參數變化
後需更換相應繼電器的麻煩。

◆ 交直流迴路
人機對話（MMI）插件主要功能是顯示保護CPU輸出的信
息，本插件上的顯示窗口採用四行，每行八個漢字的液晶顯示
器，人機界面清晰易懂，配置通用的鍵盤操作方式，使得人機對
話操作方便、簡單。本插件上還配置了燈光指示信息，使本裝置
的運行信息更為直觀。
1)直流逆變電源：DC220V電壓輸入經抗干擾濾波迴路後,利
用逆變原理輸出本裝置需要直流電壓,且採用浮地方式,同外殼不相
連。
2)模擬量採集：外部電流經隔離互感器隔離變換後，由低通
濾波器輸入至模數變換器，CPU經采樣數字處理後，構成各種數
字式保護繼電器，並實時計算各種測量值。UA、UB、UC 、U0
、IA、IB、IC、I0端子為保護模擬量輸入, Ia、Ib、Ic為測量模擬量
輸入。

人機對話插件（MMI）
人機對話（MMI）插件主要功能是顯示保護CPU輸出的信
息，本插件上的顯示窗口採用四行，每行八個漢字的液晶顯示
器，人機界面清晰易懂，配置通用的鍵盤操作方式，使得人機對
話操作方便、簡單。本插件上還配置了燈光指示信息，使本裝置
的運行信息更為直觀。