单片机在电力系统微机保护模块中的应用

作者：时间：2013-02-20 来源：网络

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　　保护模块不仅要有保护装置，还要与测量显示模块实现异步通信。要从测量显示模块得到设定值及从自身得到闸刀的开关状态，必须要有开关量的输入输出。从其他模块得到的开关量直接接在P3口上，而自身得到的开关量需要有开关量输入电路。

　　1．4．1 开关量输入电路

　　图5中，开关量经过光电隔离后与CPU相连。其中，当输人端为高电平时，输出端为低电平。

　　1．4．2 开关量输出电路

　　开关量输出电路是跳闸合闸信号的通道，低电平有效，如图6所示。

　　2 软件部分

　　微机保护的软件由初始化模块、数据采集模块、故障计算模块、故障检出模块、数字滤波模块及自检模块等组成。其核心部分是故障计算模块和故障检出模块，这些模块是根据所需保护的保护算法用高级语言编写的。

　　2．1 主要技术指标

　　2．1．1 电流速断保护

　　电流速断保护指当电流超过一定值，闸刀立即断开。这个一定值Idz1由用户自行设定。用户在显示模块中设定后，通过异步通信传输到保护模块中。由于是计算机控制，所谓的立即断开是指经过连续数次采样，每次采样值都在设定值之上，CPU输出跳闸信号。这里采用6次采样后跳闸。

　　2．1．2 三段式过流保护

　　三段式过流保护指用户设定三个电流保护值，Idz1，Idz2，Idz3，当电流高过任何一个时都执行调闸，但每个跳闸延时不一样。这里，当测量值高过一段值时进行速断保护，测量值在一段值和二段值之间时，延时跳闸。同样在二段值和三段值之间也进行延时跳闸。两次延时时间tdz2和tdz3不同，且都由用户设定。延时时间的测定在程序中由定时器提供。

　　2．1．3 反时限保护

　　反时限保护是动作时间与被保护线路电流大小有关的一种保护，当电流大时保护的动作时限短，而电流小时动作时限长。

　　2．1．4 零序保护

　　在大接地电流系统中，零序电流保护是利用中性点直接接地电网中发生接地故障时出现零序电流的特点而构成的。从保护构成情况看，零序电流保护与相间电流保护类似，其主要区别在于零序电流保护的测量元件(电流继电器)接人的电流量性质不同，零序保护的测量元件则接在零序电流滤波器的出口。零序保护的数值 I0dz和时间t0dz由用户设定。

　　2．1．5 带后加速的三相一次重合闸

　　自动重合闸的作用是针对电网故障的不同类型起作用的。对于瞬时性故障，断路器断开后再合上，电网就能恢复正常供电。对于永久性故障，即使合上电源，由于故障的存在，线路还要被继电保护再一次断开，因而就不能恢复正常的供电。

　　带后加速的三相一次重合闸是指在闸刀断开后，经过一段延时，闸刀自动合上，此时若故障在一段时间内仍然存在，就再次断开闸刀，这一次断开后闸刀就不再自动合上。若在一段时间内，测量值未大于设定值，则动作结束，系统正常供电。在软件中，用定时器实现重合延时时间，重合后再检测参数并判断。由用户设定重合时间tch和记忆时间tjy。

　　2．2 软件流程图

　　2．2．1 程序流程图

　　主程序的流程比较简单，如图7所示。主程序作为一个永久循环，不断与测量显示模块实现通信。