微机继电保护的原理及发展研究

【摘要】微机继电保护是靠软件实现保护功能，较之传统的晶体管、集成电路型保护，具有自检功能强、保护功能集成度高、动作特性稳定、可靠性高、维护量小等显著优点，代表了继电保护技术的发展方向。在各种电力或者电气设备实际应用技术过程过，对微机继电保护的安全运行有着非常高的要求，所体现的安全指标在相应系统中较为重要的组成部分，微机继电保护的应用，促进了电力和电气等设备安全技术的不断提高。

【关键词】微机继电保护；原理；发展

前言

基于微处理器来构成的数字电路，则为计算机保护装置，一般情况下会把计算机保护装置称之为微机保护。近年来，微机保护装置会应用在100kV左右的变电站中，然而220kV以上的变电站一般通过对不同原理的微机保护装置的应用，来实现微机保护的运行。并且，微机型的继电保护装置能够和监控系统构成完善的网络体系，控制室的保护装置会把微机监控系统中所具备的运行情况，合理的传递到监控中心，监控人员利用远程操作手段，对投切保护装置进行详细的查看，以此来切换保护定值。微机保护强有力的改善了传统继电保护中存在的硬件无法解决的问题。由于微机继电保护装置便于操作微机软件，使得微机继电保护的发展无可限量。

一、微机继电保护的特点

微机继电保护包含：高压电容电抗器保护、高压电动机保护、厂用变压器保护、母联备自投保护、母联分段保护等。微机继电保护和传统继电保护相比较，在保护性能方面有很大的差异。由于布线逻辑上所显现出的复杂结构特点，传统继电保护的各个功能都是利用相关的连线和硬件设备构成，然而微机继电保护，是通过有效运行微机系统中所具备的不同程序来达成的。微机继电保护和传统继电保护的差异显著的体现出，微机继电保护的优越特性：

1.1较强的经济型。

1.2大幅度提升了保护的可靠性及保护性能。

1.3提升多种保护动作的正确率。

1.4简化了定期的校验流程，并实现运行维护的便捷、灵活的目的。

1.5更加便捷的获取到不同形式下的附加功能。

可是，微机继电保护也会造成一些局限性的阻碍因素，例如：无法移植微机装置中的软件，无法更新微机装置中长期使用的硬件。需要通过对微机装置进行针对性的研究，并引入对微机继电保护的原理的研究，才能够改善这一系列阻碍到继电保护的因素。

二、微机继电保护的原理研究

微机继电保护和传统模拟式继电保护相比较，最大的区别为：传统模拟式继电保护使用的是软件，而微机继电保护使用的是数字继电器来实现保护功能。继电保护有较多的种类，根据保护对象来分类，包含线路保护和原件保护等。根据保护原理进行分类，包含：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护等。而无论哪种保护在算法的应用上，都是为了计算出保护对象运行特点的各个物理量，例如：电流、电压等有效值。广泛应用在微机继电保护中的算法分别为：微积分算法、傅里叶算法，在后备保护方面，具体采用的是微积分算法，能够在一定程度上确保达到每周波12点的高精度目的[1]。

微机继电保护软件的程序包含三个类别：其一，主程序。自检循环和初始化两部分构成了主程序，能够完成工作过程中对工作状态的确认、对定值的调用等工作。其二，采样中断程序。由三项内容构成了采样中断程序，分别为：电压自检、电流自检、采样电流实变量元件。其三，故障处理程序。该程序能够完成微机继电保护的相关保护功能，装置在复位或上电之后，需保护主程序的运行，并要每隔5/3ms才能执行一次采样中断服务程序，同时可以断定电流突变量气动元件能否正常动作。如果无法正常动作，需要中断执行程序，并转入到主程序中。如果正常动作，中断执行程序之后，需及时返回到故障程序中，达到保护功能的目的，指导主控程序能够在正常运行时停止[2]。图1为微机继电保护软件程序的结构：

微机继电保护软件共包含两部分，分别为：接口软件、保护软件。保护软件中的配置主要是中断服务程序和主程序。而接口处负责的是人机接口软件，所具备的程序包含：监控程序和运行程序，在运行模式下才能够执行运行程序，在调试模式下主要执行的是监控程序。保护软件工作状态包含：不对应、调试、运行三种。工作状态不同的情况下，所对应的程度也会有所异同。

2.1运行状态的工作原理

运行状态下的“工作”位置上需设置开关，在“禁止”的位置需设置定值固化开关，而定值拨轮开关需设置在运行定值区域，在“巡检”位置设置接口插件巡检开关，若保护运行灯亮起，要投入相应的保护功能，以此来促进运行工作的顺畅开展。运行状态下的工作共四个步骤，分别为：显示与打印保护定值、修改与显示运行时钟、显示与打印故障报告、显示与打印采样报告。

2.2不对应状态的工作原理

在运行状态下，才能够展开不对应状态工作，对于不对应状态来说，需要将随意一个保护插件中的工作方式开关从“工作”位转移到“调试”位，插件无需复位。在不对应状态下，保护插件只具备运行一些中断服务程序的采集数据功能。不对应状态可以用在精度采样、调试数据采集系统等情况下。

2.3调试状态的工作原理

调试的过程是将CPU插件开关从“工作”位转移到“调试”位，同时将CPU插件复位。若在这种调试状态下，保护插件运行中的OP灯灭，保护功能和数据采集都将退出。调试状态下的工作共三个步骤，分别为：输入定制、保护版本显示、CRC码检验、试验。

三、微机继电保护的发展趋势研究

对于国内与国外的微机继电保护的发展需求来说，在微机继电保护技术发展趋势上，能够归结为：人工智能化、通信数据一体化、网络共享化和计算机一体化等。安全指标得到控制，才能够保证检验工作的顺畅性，即提升安全性就说明已经提升了生产率。继电保护装置实际上是一台高性能、多功能的计算机，对电力系统网络是较为实用的智能终端。能够从网络信息中获得设备运行所必需的数据资料，并有效的传递到网络控制中心。因此，微机继电保护装置不单能够将达到继电保护功能有效性的目的，还能够达成控制、收集数据的功能，也就是说已充分实现测量、控制、保护一体化。

结语：在不断研究微机保护装置的过程中，保护软件、微机保护算法等得到了显著的成就。智能化保护方案成为了提升继电保护性能的主要原理。使得微机继电保护朝向智能化、灵活性的方向发展，提供了相应的各种安全技术方案，从而使设备运行达到了安全运行的目的。

参考文献

[1]李雪梅，王文彬.微机继电保护的现状及发展趋势[J].内蒙古石油化工，2013，11（08）：152-158.

[2]丁刚.电力系统微机继电保护仿真研究[D].南京理工大学，2013，10（07）：123-131.

作者简介

宋潇潇，1981年10月，女，汉，（河南省商丘市），学历硕士，助理，研究方向计算机通讯，从事的工作电子政务。