微机线路保护装置基本功能实验报告

A. 微机保护的基本构成和主要部分的功能有哪些

1、微机保护由硬件和软件两部分组成。

微机保护的软件由初始化模块、纯竖数据采集管理模块、故障检出模块、故障计算模块、自检模块等组成。通常微机保护的硬件电路由六个功能单元构成，即数据采集系统、微机主系统、开关量输入输出电路、工作电源、通信接口和人机对话系统。

2、保护功能

定时限/反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护、失压保护。

负序电压保护、风冷控制保护、零序电压保护、低周减载亩配保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护、过热保护、过流保护、逆功率保护、差动保护、启动时间过长保护、非电量保护等。

(1)微机线路保护装置基本功能实验报告扩展阅读：

运行原理：

微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。目前数字核心的主流为嵌入式微控制器（MCU）。

即通常所说的单片机;输入输出通做耐大道包括模拟量输入通道（模拟量输入变换回路（将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D转换的电压量，±2.5V、±5V或±10V）、低通滤波器及采样、A/D转换）和数字量输入输出通道（人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等）。

B. WXH-823微机线路保护装置

应用范围：
本装置是总结在国内大量使用的WXH-25/A、25/B微机线路保护装置几百套运行经验的基础上研制的。是适用于220～500kV输电线路的成套数字式保护装置。WXH-801装置在湖南云岗500kV线路，WXH-802装置在湖北葛双500kV线路均已投入运行。

主要特点：

* 吸收原WXH-25A、25B微机线路保护优点，保护原理采用适应性判据
* 采用32位DSP作为保护CPU，运行速度快
* 采用16位A/D作为数据采集，保护测量精度高
* 采用80186芯片作为人机对话（MMI），LCD采用全汉化显示
* 输出报告全汉化输出，可波形输出也可采样值输出
* 具有方便灵活的分析调试软件，可视化软件编程、通过调试分析了解程序逻辑走向
* 保护通道接口灵活。可以与各种通道设备连接。包括各种复用载波机接口装置，还增设了适用于弱电源侧的保护逻辑
* 保护动作事件记录。可记录故障前2周故障后8周数据，且掉电保持
* 具有RS-422/485或LonWorks总线网络。可直接同微机监控或保护管理机相连
* 机箱结构采用6U结构。装置强弱电回路、开入开回路合理布局。提高了装置的抗干扰能力
* 无Y2K问题
* 可选用的故障录波功能
* 带自动测试装置

主要技术指标:

★ 基本数据
◇ 额定交流数据
* 交流电压Un:相电压UΦ： V
* 线路抽取电压UXL： V或100V
* 交流电流In：5A或1A
* 频率：50Hz
◇ 额定直流电压：220V或110V
◇ 打印机工作电压：交流220V、50Hz
◇ 交流回路过载能力
* 交流电压：1.2Un-持续工作
* 交流电流：2In-持续工作，20In-1s
◇ 功率消耗
* 交流电压回路每相不大于 0.5VA
* 交流电流回路：当In=5A每相不大于1VA；当In=1A每相不大于0.5VA
* 直流电压回路：正常运行时，不大于40W；动作时，不大于60W
◇ 输出触点
l 出口跳闸触点在电压不大于250V，电流不大于1A，时间常数L/R为5±0.75ms的直流有感负荷电路中，触点断开容量为50W，长期允许通过电流不大于5A l 在电压不大于250V，电流不大于0.5A，时间常数L/R为5±0.75ms的直流有感负荷电路中，触点断开容量为20W，长期允许通过电流不大于3A
★ 主要技术性能指标
◇ 纵联保护
◇ WXH-801型纵联方向保护
* 正序故障分量电流元件整定范围：0.2～2In
* 整定误差不超过±10%
* 正序故障分量电压元件最小动作值为4V
* 动作范围：不大于140°，不小于100°
* 整组动作时间为25～30ms
◇ WXH-802纵联距离保护
* 整定范围：0.2～50Ω（1n=5A）,1～99.9Ω（In=1A）
* 整定误差不超过±2.5%
* 整组动作时间为25～30ms
◇ 距离保护
* 整定范围：0.01~50Ω（In=5A）,0.05～250Ω（1n=1A）
* 整定误差不超过±2.5%，测距误差不超过±2.5%；
* 精确工作电压：0.5V；
* 精确工作电流范围：0.1～20In
* I段的暂态超越不大于5%
* II、III段延时时间元件：0.2～9.9s，误差不超过±1%
* I段整组动作时间：在0.7倍整定阻抗内不大于25ms
◇ 零序电流（方向）保护
* 整定范围：0.1～20In
* 整定误差不超过±5%
* 零序功率方向元件的死区电压：不小于1V，不大于2V
* 零序功率方向元件动作范围：不大于180°，不小于140°
* I段的暂态超越不大于5%；
* 延时段时间元件：0.2～9.9s，误差不超过±1%
* I段整组动作时间：在2倍整定值的条件下，不大于20ms；在1.2倍整定值的条件下，不大于30ms
◇ 综合重合闸
* 具有单重、三重、综重及停用四种功能
* 无压检定元件整定范围为：0.2～0.7Un
* 同期元件整定范围为：20°～60°
* 重合闸延时时间元件：0.3～9.9s，误差不超过±1%
n 抗电气干扰 能承受GB6162规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一个半波、电压幅值共模为2.5kV、差模为1kV）脉冲群干扰检验
◇ 能承受IEC255-22-2标准规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电干扰检验
◇ 能承受GB/T14598.9标准规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰检验
◇ 能承受GB/T14598.10标准规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰检验

C. 线路微机保护原理

微机线路保护原理
1.微机保护硬件可分为：人机接口、保护 相应的软件也就分为：接口软件、保护软件
2.保护软件三种工作状态：运行、调试、不对应状态
3.实时性：在限定的时间内对外来事件能够及时作出迅速反应的性 4.微机保护算法主要考虑：计算机精度和速度 中低压线路保护程序逻辑原理
4.选项子程序原理：判别故障相（选项），判定了故障的种类及相别，才能确定阻抗计算应取用什么 相别的电流和电压
5.电力系统的振荡大致分为：
一种 静稳破坏引起系统振荡，另一种 由于系统内故障切除时间过长，导致系统的两侧电源之间的 不同步引起的 超高压线路保护程序逻辑原理
6.高频闭锁方向保护的启动元件两个任务： 一是 启动后解除保护的闭锁
二是 启动发信回路，因此要求启动元件灵敏度高，以防止故障时不能启动发信
7.（1）闭锁式高频方向保护基本原理：
闭锁式高频方向保护原则上规定每端短路功率方向为正时，不送高频信号。 因此在故障时收不到高频信号表示两侧都为正方向，允许出口跳闸；在一段 相对较长时间内收到高频信号时表示两侧中有一侧为负方向，就闭锁保护。 （2）允许式高频方向保护基本原理：
当两侧均发允许信号时，可判断是区内故障，但就每一侧而言，其程序逻辑是收到对侧允许信号及 本侧视正方向，同时满足经延时确认后发跳闸脉冲。
8.综合重合闸四种工作方式：单相、三相、综合、停用
综合重合闸两种启动方式：①由保护启动 ②由断路器位置不对应启动 电力变压器微机线路保护
9.比率制动式差动保护的基本概念：比率制动式差动保护的动作电流是随外部短路电流按比率增大， 既能保证外部短路不误动，又能保证内部短路有效高的灵敏度
10.二次谐波制动原理：
在变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，一般占基波分量的40%以上。利用差电流中二次谐 波所占的比率作为制动系数，可以鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止变压器空载合闸时 保护的误动。
11.变压器零序保护
主变零序保护适用于110KV及以上电压等级的变压器。主变零序保护由主变零序电流、主变零序电 压、主变间隙零序电流元件构成，根据不同的主变接地方式分别设置如下三种保护形式：
①中性点直接按接地保护方式 ②中性点不接地保护方式
③中性点经间隙接地保护方式
12.在放电间隙放电时。应避免放电时间过长。为此对于这种接地式应装设专门的反应间隙放电电流的 零序电流保护，其任务是即时切除变压器，防止间隙长时间放电
微机母线保护及断路器失灵保护
13.1）母线是发电厂和变电站重要组成部分之一。母线又称汇流是汇集电能及分配电能的重要设备
2）在发电厂或变电站，当母线电压为 35至66kv出线较少时，可采用单母线接线方式；而出线较 多时，可采用单母线分段；对110kv母线，当出线数不大于4回线时，可采用单母线分段
3）母线故障类型主要有 ：单相接地故障，两相接地短路故障（几率小）及三相短路故障
4）要求：①高度安全性可靠性 ②选择性强、动作速度快 14.母差保护分类
按阻抗分类：高、中、低母差保护
低阻抗母差保护（电流型母线差动保护） 按动作条件分：
①电流差动式母差保护 ②母联电流比相式母差保护③电流相位比较式母差保护
15.大差元件用于检查母线故障，小差元件选择出故障所在的哪段或哪条母线
16.不同型号母差保护，采用的启动元件有差异，通常有：电压工频变化量元件、电流工频变化量元 件、差流越限元件
17.TA饱和时其二次电流有如下特点：
（1）在故障瞬间，由于铁芯中的磁通不能越变，TA不能立即进入饱和区，而是存在一个时域为3至5ms 的线性传递区。在线性传递区内，TA二次电流与一次电流成正比
（2）TA饱和之后，在每个周期内一次电流流过零点附近存在不饱和时段，在此段内，TA二次电流又与 一次电流成正比

D. 有谁知道微机继电保护和测试仪的差动实验的整组实验要怎么做，最好有完整的过程，详细一点了！

你好，微机继电保护和测试仪的差动实验的整组实验具体操作步骤：
整组试验相当于继电保护装置的静模试验，通过设置各试验参数，模拟各种瞬时、永久性的单相接地、相间短路或转换性故障，以达到对距离、零序保护装置以及重合闸的动作进行整组试验或定值校验。下面以“整组试验Ⅰ”为例，简要说明其使用方法。软件界面如图。
 整组校验过流、零序和距离等保护，进行整组传动试验
 能测试在有（无）检同期和检无压条件下，重合闸及后加速动作情况
 能模拟转换性故障、反方向故障
第一节 界面说明
故障量设置
● 故障类型
可设定为AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型故障。
● 整定阻抗
按照定值单给定的阻抗设置方式，故障阻抗可以Z、Φ方式输入或R、X方式输入，当以一种方式输入，另一种方式的值软件会自动计算出来。
● 短路阻抗倍数
为nד整定阻抗”，以此值作为短路点阻抗进行模拟。一般按0.95或1.05倍整定值进行检查。如果不满足，也可以0.8或1.2倍整定值进行检查。这是“容忍性”的检查界限，如果保护还不能正确动作，请检查其它方面的原因。
● 零序补偿系数
Ko = ( Z0 / Z1 – 1 ) / 3
如果正序组抗角Φ(Z1)与零序阻抗角Φ(Z0)不等，此时Ko为一复数，则常用Kor、Kox进行计算。
Kor = ( R0 / R1 – 1 ) / 3 Kox = ( X0 / X1 – 1 ) / 3
对某些保护(如901系列)以Ko、Φ方式计算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，则Ko为一实数，此时需设置Kor＝Kox＝Ko 。
● 故障方向
如果保护具有方向性，请注意选择正确的故障方向。
● 故障性质
选择“瞬时性”或“永久性”故障的不同点在于：在“时间控制”的试验方式下，选择“瞬时性” 故障时，当测试仪接收到保护的动作信号后即停止故障输出进入下一状态，尽管此时故障时间还没有结束；但在“永久性”故障时，即便测试仪接收到保护的动作信号，故障量继续存在，直到所设置的“故障持续时间” 到。也就是说，“永久性”故障时，测试仪的故障输出时间只受“故障持续时间”控制。因此，在“永久性”故障下试验容易造成后加速保护动作，并且重合闸无法重合。所以，建议一般选择“瞬时性”故障方式。
● 故障电流
以上只设置了相应的短路阻抗，如果再告诉软件一定的故障电流，软件将自动计算出相应的故障电压，由测试仪输出相应的故障电压和电流给保护。设置的故障电流应满足以下要求：1、大于保护的启动电流；2、故障电流与短路阻抗的乘积应不大于57.7V。
● 时间控制／接点控制
接点控制时，由测试仪接收到的保护的跳闸、重合闸、永跳接点变位信号来控制试验状态，决定测试仪在相应状态应输出的电流、电压。
时间控制时，装置根据所设置的时间顺序，依次输出故障前、故障时、跳闸、重合闸、永跳后的各种量，保护跳合闸时只记录时间，而不改变各种量的输出进程。

故障时间、断开时间、重合时间
在时间控制方式，用于控制输出故障量的持续时间、故障断开后输出正常量的持续时间、重合闸再次输出故障量的持续时间，见上图。在接点控制时不起作用。
转换性故障／非转换性故障
用于设置转换性故障。从故障开始时刻起，当转换时间到，无论保护是否动作跳开断路器，均进入转换后故障状态。但跳开相的电压电流不受转换性故障状态影响，其电压V＝57.7V（PT安装在母线侧）或0V （PT安装在线路侧），I=0A。故障转换时间是指从第一次故障开始时算起的时间。
转换后故障类型
可设定为AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型。一般转换后的故障类型设置为与第一次故障类型不同更符合实际。
转换起始时刻和转换时间
可以设定为从第一次开始故障时起算，还是从保护跳闸后起算，还是从重合闸后起算，何时发生故障转换。
故障起始角
故障发生时刻电压初始相角。由于三相电压电流相位不一致，合闸角与故障类型有关，一般以该类型故障的参考相进行计算：单相故障以故障相、两相短路或两相接地以非故障相、三相短路以A相进行计算。
PT安装位置
模拟一次侧电压互感器是安装在母线侧还是线路侧。PT装于母线侧时，故障相断开后，该相电流为零，电压恢复到正常相电压（V＝57.7V，I=0A）； PT装于线路侧时，故障相断开后，该相电流及电压均为零（V＝0V，I=0A）。
分相跳闸／三相跳闸
用于定义开入量A、B、C三端子是作为“跳A”、 “跳B”、 “跳C”端子还是“三跳”端子。若设为“分相跳闸”时，则单相故障时可以模拟只跳开故障相。即这种情况下，“跳A”、“跳B”、“跳C”哪几个信号到，模拟哪几相跳开。
断路器断开／合闸延时
模拟断路器分闸/合闸时间。装置接收到保护跳/合闸信号后，将等待一段开关分闸/合闸延时，然后将电压电流切换到跳开/合闸后状态。
故障后开出1延时闭合时间
输出故障量后开出1将会延时这一时间闭合。此功能可用于：在试验高频保护时，用开出1模拟收发信机的“对侧收信输入”信号。
开出量2
开出2跟踪断路器的状态变化，即保护跳闸时，开出2断开，保护重合时，开出2闭合。故开出2可以作为模拟断路器使用。
检同期重合闸及Ux设置
Ux选择
Ux是特殊相，可设定输出 +3U0、-3U0、+×3U0、-×3U0、检同期Ua、检同期Ub、检同期Uc、检同期Ubc、检同期Uca、检同期Uab。
前4种3U0的情况，Ux的输出值由当前输出的Ua、Ub、Uc组合出的3U0成分乘以各系数得出，并跟随其变化。
若选等于某检同期抽取电压值，则在测试线路保护检同期重合闸时，Ux用于模拟线路侧抽取电压。以检同期Ua为例，在断路器合上状态，Ux输出值始终等于母线侧Ua（但数值为100V），在保护跳闸后的断开状态，Ux值则等于所设定的检同期电压幅值和相角，该值可以设定为与此刻的Ua数值或相位有差，用以检验保护在此种两侧电压有差的情况下的检同期重合闸情况。
整组试验Ⅱ说明
整组试验Ⅱ与整组试验Ⅰ的功能基本相同。整组试验Ⅰ是按照阻抗方式设定各种故障情况，用于保护进行整组试验，但对于某些保护无法获知故障阻抗，而只有故障电压和电流，如零序保护或35KV线路保护，此时可以用整组试验Ⅱ进行试验。
故障类型
可设定为AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABC型故障。
故障电压U
对于单相故障和三相故障，故障电压U为故障相电压值，对于相间故障，故障电压U为故障两相的线电压值。
整定电流I
为保护某段整定电流值。
短路电流倍数
短路电流为试验倍数nד整定电流”,以此值作为短路点电流进行模拟试验。
注意：
1. 整组试验中，所有故障数据全部由计算机完成。计算机根据所设定的故障电流和故障阻抗计算得出的短路电压，每相不得大于额定电压（57.7V），如果过大，则自动降低故障电流值，以满足Vf ≤ 额定电压（57.7V）的条件。
2. 如果故障阻抗较小，一般应设置较大故障电流，故障阻抗较大，可设置较小故障电流，以使故障电压比较适当。这也符合实际运行情况。否则有可能影响测量结果。
其它各选项以及测试过程均与整组试验1完全相同。

第二节 试验指导
整组试验过程说明
数据设定完毕，按下“开始试验”，装置输出“正常状态”的各相对称量，此时各相电压为为额定电压（57.7V）、电流为负荷电流。按下 “开始故障”按钮，或“开入c”接通，装置进入故障状态，输出故障电流、电压，加至保护装置上。保护跳闸后，装置输出跳闸后状态量。保护重合闸后，如果是瞬时性故障，装置输出正常量（各相电压为57.7V、电流为负荷电流）；如果是永久性故障，装置再次输出故障量，至保护第二次跳闸（永跳）后，再恢复输出正常量。
“开入c”接通时装置自动进入故障状态
此功能有两种作用： 1 、可模拟手合到故障线路后加速跳闸，可以很方便地测出动作时间。具体做法是将手合接点或TWJ接点接至“开入c”，手动合闸时接点动作测试仪即输出故障量，可测试保护的动作情况。2、可由GPS 装置的接点启动故障，模拟线路两侧同步故障。
试验期间，任何时候按下“停止”键，则试验过程中止并退出。
试验结束后，计算机自动将测试记录区中的测试结果在硬盘“试验报告\整组试验\”子目录下按文本格式存档，并可用“打印”按钮进行显示、打印。亦可以拷贝出来进行编辑、修改。

参考资料：http://www.whhuatian.com/shownews_jswz.asp?id=3847

E. 微机保护装置的使用和二次系统的认识

微机保护装置的使用方法：
1、微机保护单元箱面板布置。
2、装置整定值设置。
3、注意事项。二次系统的认识对于一个断电保护装置进行拆解，将各个板卡拿出，能逐个判断各个板块的名称和功能，并对照图纸对其背板接线进行熟悉。

F. 简述微机保护硬件电路的构成及各部分的作用。

这是浙江华健HJ501F微机综合保护装置的硬件原理和作用。请参考。
结构
采用标准机箱，整面板、背插式结构，嵌入式、后接线安装
方式，强弱电隔离，大大加强了其产品的电气性能。
本装置的插件上包括CPU插件、AC和TRIP插件：其中CPU

插件
插件为装置的核心，为高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash
Memory和AD等芯片的功能；AC插件包括电源和模拟量采集；
TRIP插件包括出口、开入和操作回路。

◆ CPU1）
CPU系统
CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等
构成。包括高性能的64位微处理器CPU，大容量的ROM、RAM
及Flash Memory，使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能
力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据，
可记录的事件数不少于500次。保护定值等运行配置信息也存入该
存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。

2）开关量输入及输出部分
开入量分为内部开入和外部开入，内部开入采用DC5V开
入，电源由装置电源本身提供，外部开入采用一级光耦，实现
DC220V直接输入电平。
开出是用于驱动出口的继电器， 共有2个，一个为跳闸继电
器，一个为合闸继电器。

3)通信部分
本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的RS485总线网
络芯片，RS485网为本装置接入系统的主要通信接口。

4)时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电
池以掉电保持。
另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小
巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
◆ 开入、开出及操作回路
1)外部开入回路：设置有8路外部开入回路，均采用DC220V
直接开入方式，装置软件采取了防抖措施，避免了误发信。
2)逻辑继电器：逻辑继电器由CPU插件直接驱动，这类继电
器包括：跳闸继电器、合闸继电器。
3)操作回路：DC220V或AC220为操作电源，它由各种操作
回路跳闸继电器组成。其中包括了跳闸位置继电器（TWJ）、合
闸位置继电器（HWJ）、手动跳闸继电器STJ、跳闸保持继电器
TBJ、合闸保持继电器HBJ等。跳闸、合闸保持电流的调整采用自
适应方式，范围0.5A～4A，采用此种电路避免了跳合闸参数变化
后需更换相应继电器的麻烦。

◆ 交直流回路
人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信
息，本插件上的显示窗口采用四行，每行八个汉字的液晶显示
器，人机界面清晰易懂，配置通用的键盘操作方式，使得人机对
话操作方便、简单。本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置
的运行信息更为直观。
1)直流逆变电源：DC220V电压输入经抗干扰滤波回路后,利
用逆变原理输出本装置需要直流电压,且采用浮地方式,同外壳不相
连。
2)模拟量采集：外部电流经隔离互感器隔离变换后，由低通
滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种数
字式保护继电器，并实时计算各种测量值。UA、UB、UC 、U0
、IA、IB、IC、I0端子为保护模拟量输入, Ia、Ib、Ic为测量模拟量
输入。

人机对话插件（MMI）
人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信
息，本插件上的显示窗口采用四行，每行八个汉字的液晶显示
器，人机界面清晰易懂，配置通用的键盘操作方式，使得人机对
话操作方便、简单。本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置
的运行信息更为直观。