（一）目的 1．学习电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值
的调整方 法。
2．研究电力系统中运行方式变化对保护的影响。 3．了解电磁式保护与微机型保护的区别。 4．熟悉三相一次重合闸与保护配合方式的特点。
（二）原理 关于三段式电流保护和电流电压联锁保护的基本原理可参考第三章
有关内 容，以下着重介绍本试验台关于微机保护的原理。
1 ．微机保护的硬件
微型机保护系统的硬件一般包括以下三大部分。
（1）模拟量输入系统（或称数据采集系统） 。包括电压的形成，模拟滤波， 多路转换（MPX以及模数转换（A/D）等功能块,完成将模拟输入量准确的转换 为所需要的数字量的任务。
（2） CPU主系统。包括微处理器（80C196KC,只读存储器（EPROM随机 存取存储器（RAM以及定时器等。CPU执行存放在EPROM中的程序，对由数据 采集系统输入至RAM的原始数据进行分析处理，以完成各种继电保护的功能。
（3） 开关量（或数字量）输入 /输出系统。由若干并行接口适配器（ PIO）， 光电隔离器件及有触点的中间继电器组成， 以完成各种保护的出口跳闸， 信号报 警，外部接点输入及人机对话等功能。
微机保护的典型结构图 5-1 所示
输入输出系统
图5-1 微机保护典型硬件结构图
2. 数据采集系统
微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他 变换器上获取的有关信息，但这些互感器的二次数值、输出范围对典型的微机电 路却不适用，故需要变换处理。在微机保护中通常要求模拟输入的交流信号为土 5V电压信号，因此一般采用中间变换器来实现变换。交流电流的变换一般采用 电流中间变换器并在其二次侧并电阻以取得所需要的电压的方式。
对微机保护系统来说，在故障初瞬电压、电流中可能含有相当高的频率分量 （例如
2KHZ以上），而目前大多数的微机保护原理都是反映工频量的，
在采样前用一个低通模拟滤波器（ALF）将高频分量滤掉。
对于反映两个量以上的继电器保护装置都要求对各个模拟量同时采样，
为此可以
以准
确的获得各个量之间的相位关系，因而对每个模拟量设置一套电压形成。 但由于 模数转换器价格昂贵，通常不是每个模拟量通道设一个
A/D,而是公用一个，中
间经模拟转换开关（MPX切换轮流由公用的A/D转换成数字量输入给微机。模 数转换器（A/D转换器或称ADC。由于计算机只能对数字量进行运算， 而电力系 统中的电流。电压信号均为模拟量，因此必须采用模数转换器将连续的模拟量变 为离散的数字量。模数转换器可以认为是一编码电路。它将输入的模拟量
UA相
当于模拟参考量UR经一编码电路转换成数字量 D输出
3. 输入输出回路
（1）开关量输出回路
开关量输出主要包括保护的 及本地和中央信号等。一般都采 的输出口来控制有触点继电器
图5-2
装置开关量输出回路接线图
PBO ■H>—
PBO PB1 PB1 跳闸以 用并行
-E
（干簧
或密封小中间继电器）的方法, 提高抗干扰能力，也经过一级光电隔离，如图 5-2所但为了 示。
（2）定值输入回路
对于某些保护装置，如果需要整定的项目很有限，则可以在装置面板上设置 定值插销或拨轮开关，将整定值的数码的每一位象接点那样输入。 对于比较复杂 的保护装置，如果需要整定的项目很多时，可以将定值由面板上的键盘输入， 并 在装置内设置固化电路，将输入定值固化在
WPROM中。本装置采用键盘输入方
式设置定值，整定方法详见附录二中的有关使用说明。
4. CPU系统
选择什么级别的CPU才能满足微机保护的需求，关键的问题是速度。也就是 说，CPU能否在两个相邻采样间隔内完成必须完成的工作。本微机保护采用美国
INTEL公司高档16位微处理器80C 196KC作为中央处理器。在 80C 196KC的内 部集成了 8
路10位单极性A/D、6通道高速输出（HSO和2通道高速输入（HIS）
、4通道16位定时器、全双工串行通讯接口、多路并行 I/O 口、512字节片内寄
存器等，集成度高、功能强大，极其利于构成各种高性能控制器。
5．微机保护的软件
在DJZ-川实验保护台中，微机保护装有无时限速断电流保护，带时限电流 速断保护，定时限过电流保护以及电流电压联锁速断保护。在 机试验台中，装有变压器差动保护和变压器速切保护两种。
保护的软件是根据常规保护的原理，结合微机计算机的特点来设计的，具有 以下几个功能： （1） 正常运行时，装置可以测量电流（电压） ，起到类似电流、电压表的作 用，同时还起到监视装置是否正常工作的作用。
（2） 被保护元件（变压器及线路）故障时，它能正确地区分保护区内、外 故障，并能有效地躲开励磁涌流的影响。
（3） 它具有较完善的自检功能，对装置本身的元件损坏及时发出信号。
DJZ-m变压器微
4）有软件自恢复的功能
初始化 Pu初
I段保护投入?
Y
有过电流故障?
N
N
丫
低压闭锁投入?
重合闸投入?
丫
N
重合闸条件满足?
N
丫
重合闸时间到?
N
故障时间到?
发重合闸指令
I段岀口 H段保护模块 山段保护模块
N
读键盘信息
丫
有键入信号?
读键盘信息
图5-3 DJZ-III试验台微机保护装置
电流电压保护软件流程图
(三) 实验内容
电流、电压微机保护实验内容与第三章的实验内容近似，可参考。下面列出 微机保护实验的有关内容。
1.三段式电流微机保护实验
1)电流速断保护灵敏度检查实验
A相负载
B相负载
C相负载
(1) DJZ-III试验台的常规继电器和微机保护装置都没有接入电流互感器
TA回路，在实验之前应该接好线才能进行试验，实验用一次系统图参阅图 3-1 , 实验原
理接线图如图5-4所示。按原理图完成接线，同时将变压器原方 CT的二 次侧短接。
(2) 将模拟线路电阻滑动头移动到 0Q处。 (3) 运行方式选择，置为“最小”处。
(4) 合上三相电源开关，直流电源开关，变压器两侧的模拟断路器1KM2KM 调节调压器输出，使台上电压表指示从0V慢慢升到100V为止，注意此时的电压 应为变压器二次侧电压，其值为100V。
（5） 合上微机装置电源开关，根据第三章中三段式电流整定值的计算和附 录二中所介绍的微机保护箱的使用方法，设置有关的整定，同时将微机保护的 段（速断）投入，将微机保护的II、山 段（过流、过负荷）退出。
I
（6） 此时A相、B相、C相负载灯全亮。
（7） 因用微机保护，则需将LP1接通（微机出口连接片投入）。 （8） 任意选择两相短路，如果选择AB相，合上AB相短路模似开关。 （9） 合上故障模拟断路器3KM模拟系统发生两相短路故障，此时负荷灯部 分熄灭，台上电流表读数大于保护整定值， 故应由保护动作跳开模拟断路器， 从 而实现保护功能。将动作情况和故障时电流测量幅值记录于表 5-1中。
表5-1 电流速断保护灵敏度检查实验数据记录表
短路阻抗/ Q 1 2 1 7.3 2 4 1 5 0 6 0 4.4 7 0 4.0 0 0 4.1 7 0 4.1 3 8 0 3.6 4 9 0 10 I段动作情况 1 8.7 0 AB相 短路 5.4 4.98 6 1 3.2 3.10 8 最 大 短路电流/A 9 2 0 0 4.4 5.10 6 I段动作情况 I段动作情况 1 8.9 1 7.4 0 1 7.6 1 0 3.7 7 0 3.8 9 8 0 0 运 BC相 短路 5.7 0 1 3.5 3.21 2 0 行 方 短路电流/A 8 1 5.21 0 4.5 0 5 6 式 CA相 短路 1 9.1 0 3.25 5.6 1 4 3.5 3 9 10 短路电流/A 3 1 2 7 AB相 I段动作情况 1 6.4 1 5.6 0 4.4 0 4.00 0 3.8 5 0 3.5 0 3.1 0 3.0 0 2.85 短路 正 常 短路电流/A 4 0 BC相 I段动作情况 9 0 0 0 3.1 0 3.0 8 0 4.4 1 6.5 1 5.6 0 4.00 0 3.8 5 0 3.5 0 2.85 运 短路 行 方 短路电流/A 5 0 CA相 I段动作情况 9 0 0 0 3.2 9 8 8 0 4.5 1 6.8 1 5.7 9 2 0 4.17 0 3.9 4 0 3.6 9 7 0 3.2 0 3.05 式 短路 短路电流/A 2 8 4 5 4 9 1 6 10 I段动作情况 1 5.8 0 5.1 0 0 5.0 5 0 4.1 0 3.83 0 3.6 3 0 3.3 1 0 2.9 6 0 3.0 0 0 2.8 AB相 2.75 最 短路 短路电流/A 4 小 9 0 3.4 3 0 2.9 6 I段动作情况 1 5.7 0 4.2 0 3.82 0 3.7 0 2.78 运 BC相 短路 行 方 短路电流/A 2 I段动作情况 1 1 5.2 8 0 4.2 8 0 3.0 式 CA相 短路 1 6.1 0 3.92 0 3.7 1 0 3.3 9 0 3.1 0 0 2.96 短路电流/A 4 5 5 (10) 断开故障模拟断路器，当微机保护动作时，需按微机保护箱上的“信
号复位”按钮，重新合上模拟断路器，负载灯全亮，即恢复模拟系统无故障运行
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