数字保护·第四章

1、数字保护软件系统配置简介数字保护软件系统配置简介数字保护主程序设计数字保护主程序设计采样中断服务程序设计采样中断服务程序设计故障处理程序框图原理故障处理程序框图原理习题习题第一节第一节 数字保护软件系统配置简介数字保护软件系统配置简介 由于数字保护的硬件分为人机由于数字保护的硬件分为人机接口和保护两大部分，因此相应的接口和保护两大部分，因此相应的软件也就分为软件也就分为接口软件接口软件和和保护软件保护软件两大部分。两大部分。一、接口软件一、接口软件接口软件接口软件是指人机接口部分的软件，其是指人机接口部分的软件，其程序可分为监控程序和运行程序。执行程序可分为监控程序和运行程序。执行哪一部分程序

2、由接口面板的工作方式或哪一部分程序由接口面板的工作方式或显示器上显示的菜单来决定。调试方式显示器上显示的菜单来决定。调试方式下执行监控程序，运行方式下执行运行下执行监控程序，运行方式下执行运行程序。程序。监控程序监控程序主要就是键盘命令处理程序，主要就是键盘命令处理程序，是为接口插件（或电路）及各是为接口插件（或电路）及各CPU保护保护插件（或采样电路）进行调试和整定而插件（或采样电路）进行调试和整定而设置的程序。设置的程序。接口的运行程序由主程序和定时中断服务接口的运行程序由主程序和定时中断服务程序构成。程序构成。定时中断服务程序定时中断服务程序包括了以下几个部分：包括了以下几个部分：主程序

3、主程序主要完成巡检（各主要完成巡检（各CPU）保护插件、键盘扫）保护插件、键盘扫描和处理及故障信息的排列和打印。描和处理及故障信息的排列和打印。软件时钟程序；以硬件时钟控制并同步各软件时钟程序；以硬件时钟控制并同步各CPU插件插件的软时钟，检测各的软时钟，检测各CPU插件启动元件是否动作的检插件启动元件是否动作的检测启动程序。所谓软件时钟就是每经过测启动程序。所谓软件时钟就是每经过1.66ms产生产生一次定时中断，在中断服务程序中软件计数器加一次定时中断，在中断服务程序中软件计数器加1，当计数器加到当计数器加到600时，秒计数器加时，秒计数器加1。二、保护软件的配置二、保护软件的配置各保护各保

4、护CPU插件的保护软件配置为主程序和两个中插件的保护软件配置为主程序和两个中断服务程序。断服务程序。通常把保护逻辑判断模块和跳闸（及后加速）处理模块总称为通常把保护逻辑判断模块和跳闸（及后加速）处理模块总称为故障处理模块。故障处理模块。一般来说前后两个模块，在不同的保护装置中一般来说前后两个模块，在不同的保护装置中基本上是相同的，而保护逻辑判断模块就随不同的保护装置而基本上是相同的，而保护逻辑判断模块就随不同的保护装置而相差甚远。例如距离保护中保护逻辑就含有振荡闭锁程序部分，相差甚远。例如距离保护中保护逻辑就含有振荡闭锁程序部分，而零序电流保护就没有振荡闭锁部分。而零序电流保护就没有振荡闭锁部

5、分。主程序有三个基本模块：主程序有三个基本模块：初始化和自检循环模块初始化和自检循环模块保护逻辑判断模块保护逻辑判断模块跳闸（及后加速）处理模块跳闸（及后加速）处理模块在不同的保护装置中，采样算法是不同的，例如采在不同的保护装置中，采样算法是不同的，例如采样算法上有些不同或者因保护装置有些特殊要求，样算法上有些不同或者因保护装置有些特殊要求，使得采样中断服务程序部分也不尽相同。使得采样中断服务程序部分也不尽相同。中断服务程序包括中断服务程序包括定时采样中断服务程序定时采样中断服务程序串行口通信中断服务程序串行口通信中断服务程序不同保护的通信规约不同，也会造成串行口通信中不同保护的通信规约不同，

6、也会造成串行口通信中断服务程序有很大差异。断服务程序有很大差异。三、保护软件的三种工作状态三、保护软件的三种工作状态当选择为当选择为“调试调试”但不复位但不复位CPU并且接口插件工作在运行状态并且接口插件工作在运行状态时，就处于不对应状态。也就是说保护时，就处于不对应状态。也就是说保护CPU插件与接口插件状插件与接口插件状态不对应。设置不对应状态是为了对模数插件进行调整，防止态不对应。设置不对应状态是为了对模数插件进行调整，防止在调整过程中保护频繁动作及告警。在调整过程中保护频繁动作及告警。保护软件有三种工作状态保护软件有三种工作状态运行运行调试调试不对应状态不对应状态注：有的保护没注：有的保

7、护没有不对应状态，有不对应状态，只有运行和调试只有运行和调试两种工作状态两种工作状态当保护插件面板的方式开关或显示器菜单选择为当保护插件面板的方式开关或显示器菜单选择为“运行运行”，则，则该保护就处于运行状态，其软件就执行保护主程序和中断服务该保护就处于运行状态，其软件就执行保护主程序和中断服务程序。程序。当选择为当选择为“调试调试”时，复位时，复位CPU后就工作在调试状态。后就工作在调试状态。四、中断服务程序及其配置四、中断服务程序及其配置绝大多数的工控计算机应用软件都采用了绝大多数的工控计算机应用软件都采用了中断技术，微机保护装置是实时性要求较中断技术，微机保护装置是实时性要求较强的工控计

8、算机设备，更是离不开中断的强的工控计算机设备，更是离不开中断的工作方式。工作方式。(一一)实时性与中断工作方式概述实时性与中断工作方式概述例如保护装置需要在限定的极短时间内完成数据采样，在限定例如保护装置需要在限定的极短时间内完成数据采样，在限定时间内完成分析判断并发出跳闸命令或告警信号，在其他系统时间内完成分析判断并发出跳闸命令或告警信号，在其他系统对保护装置巡检或查询时及时响应。这些都是保护装置实时性对保护装置巡检或查询时及时响应。这些都是保护装置实时性的具体表现。保护要对外来事件做出及时反应，就要求保护中的具体表现。保护要对外来事件做出及时反应，就要求保护中断自己正执行的程序，而转去执行

9、服务于外来事件的操作任务断自己正执行的程序，而转去执行服务于外来事件的操作任务和程序。实时性还有和程序。实时性还有层次的要求，即系统对各种操作的优先层次的要求，即系统对各种操作的优先等级是不同的，高优先级的操作应该首先得到处理。显然，这等级是不同的，高优先级的操作应该首先得到处理。显然，这就意味着保护装置将中断低层次的操作任务去执行高一级优先就意味着保护装置将中断低层次的操作任务去执行高一级优先操作的任务，也就是说保护装置为了满足实时性要求必须采用操作的任务，也就是说保护装置为了满足实时性要求必须采用带层次要求的中断工作方式，在这里中断成为保护装置软件的带层次要求的中断工作方式，在这里中断成为

10、保护装置软件的一个重要概念。一个重要概念。所谓实时性就是指在限定的时间内对外来事件能够及时所谓实时性就是指在限定的时间内对外来事件能够及时作出迅速反应的特性。作出迅速反应的特性。总之，由于外部事件是随机产生的，凡需要总之，由于外部事件是随机产生的，凡需要CPU立即响应并及立即响应并及时处理的事件，必须用中断的方式才可实现。时处理的事件，必须用中断的方式才可实现。( (二二) )中断服务程序的概念中断服务程序的概念 电力网系统状态是保护最关心的外部事件，保护装电力网系统状态是保护最关心的外部事件，保护装置必须每时每刻掌握保护对象的系统状态。因此，置必须每时每刻掌握保护对象的系统状态。因此，要求保

11、护定时采样系统状态，一般采用定时器中断要求保护定时采样系统状态，一般采用定时器中断方式，每经方式，每经1.66ms中断原程序的运行，转去执行采中断原程序的运行，转去执行采样计算的服务程序，采样结束后通过存储器中的特样计算的服务程序，采样结束后通过存储器中的特定存储单元将采样计算结果传送给原程序，然后再定存储单元将采样计算结果传送给原程序，然后再回去执行原被中断了的程序。这种采用定时中断方回去执行原被中断了的程序。这种采用定时中断方式的采样服务程序称为定时采样中断服务程序。式的采样服务程序称为定时采样中断服务程序。 对保护装置而言，其外部事件主要是指电力网系统状对保护装置而言，其外部事件主要是指

12、电力网系统状态、人机对话、系统机的串行通信要求。态、人机对话、系统机的串行通信要求。在采样中断服务程序中，除了有采样和计算外，在采样中断服务程序中，除了有采样和计算外，通常还含有保护的启动元件程序及保护某些重通常还含有保护的启动元件程序及保护某些重要程序。要程序。例如：例如：高频保护在采样中断服务程序下安排检查收发信机的收高频保护在采样中断服务程序下安排检查收发信机的收信情况；信情况；距离保护中还设有两键全相电流差突变元件，用以检测距离保护中还设有两键全相电流差突变元件，用以检测发展性故障；发展性故障；零序保护中设有零序保护中设有3U0突变量元件等。突变量元件等。因此保护的采样中断服务程序是微

13、机保护的重要因此保护的采样中断服务程序是微机保护的重要软件组成部分。软件组成部分。保护装置还应随时接受工作人员的干预：改变保护装保护装置还应随时接受工作人员的干预：改变保护装置的工作状态、查询系统运行参数、调试保护装置，置的工作状态、查询系统运行参数、调试保护装置，这就是利用人机对话方式来干预保护工作。这种人机这就是利用人机对话方式来干预保护工作。这种人机对话是通过键盘方式进行的，常用键盘中断服务程序对话是通过键盘方式进行的，常用键盘中断服务程序来完成。有的保护装置不采用键盘中断方式，而采用来完成。有的保护装置不采用键盘中断方式，而采用查询方式。当按下键盘时，通过硬件产生了中断要求，查询方式。

14、当按下键盘时，通过硬件产生了中断要求，中断响应时就转去执行中断服务程序。键盘中断服务中断响应时就转去执行中断服务程序。键盘中断服务程序或键盘处理程序常属于监控程序的一部分，它把程序或键盘处理程序常属于监控程序的一部分，它把被按的键符及其含义翻译出来并传递给原程序。被按的键符及其含义翻译出来并传递给原程序。系统机与保护的通信要求，实际上是属于高一层次对系统机与保护的通信要求，实际上是属于高一层次对保护的干预。保护的干预。这种通信要求常用主从式串行口通信来实现。当系统主机对这种通信要求常用主从式串行口通信来实现。当系统主机对保护装置有通信要求时，或者接口保护装置有通信要求时，或者接口CPU对保护对

15、保护CPU 提出巡检提出巡检要求时，保护的串行通信口就提出中断请求，在中断响应时，要求时，保护的串行通信口就提出中断请求，在中断响应时，就转去执行串行口通信的中断服务程序。串行通信是按一定就转去执行串行口通信的中断服务程序。串行通信是按一定的通信规约进行的，其通信数据帧常有地址帧和命令帧二种。的通信规约进行的，其通信数据帧常有地址帧和命令帧二种。系统机或接口系统机或接口CPU（主机）通过地址帧呼唤通信对象，被呼（主机）通过地址帧呼唤通信对象，被呼唤的通信对象（从机）就执行命令帧中的操作任务。从机中唤的通信对象（从机）就执行命令帧中的操作任务。从机中的串行口中断服务程序就是按照一定的通信规约，鉴

16、别通信的串行口中断服务程序就是按照一定的通信规约，鉴别通信地址和执行主机的操作命令的程序。地址和执行主机的操作命令的程序。( (三三) )保护的中断服务程序配置保护的中断服务程序配置根据中断服务程序基本概念的分析，一般保护根据中断服务程序基本概念的分析，一般保护装置总是要配有定时采样中断服务程序和串行装置总是要配有定时采样中断服务程序和串行通信中断服务程序。对单通信中断服务程序。对单CPU保护，保护， CPU除除保护任务之外还有人机接口任务，因此还可以保护任务之外还有人机接口任务，因此还可以配置有键盘中断服务程序。配置有键盘中断服务程序。第二节第二节 主程序设计主程序设计上电或复位上电或复位初

17、始化（一）初始化（一）工作方式？工作方式？初始化（二）初始化（二）全面自检？全面自检？有报告？有报告？数据采集系统初数据采集系统初始化始化不通过不通过通过通过至监控程序至监控程序调试调试运行运行告警告警QDB=1ZDB=1开放中断开放中断等待等待60ms清零所有标志及清零所有标志及计数器，所有开计数器，所有开出量返回出量返回通用自检项目通用自检项目专用自检项目专用自检项目YN向人机向人机对话插对话插件送报件送报告告自自检检循循环环整组复归整组复归保护装置硬件自检保护装置硬件自检3I0，3U0TV，TA断线自检断线自检系统静稳破坏自检系统静稳破坏自检 “初始化初始化”是指保护装置在上电或按下复位

18、键时首先执行的是指保护装置在上电或按下复位键时首先执行的程序，它主要是对单片微机程序，它主要是对单片微机(CPU)及可编程扩展芯片的工作方及可编程扩展芯片的工作方式、参数的设置，以便在后面的程序中按预定方案工作。初始式、参数的设置，以便在后面的程序中按预定方案工作。初始化有初始化（一）、初始化（二）及数据采集系统初始化三个化有初始化（一）、初始化（二）及数据采集系统初始化三个部分。部分。一）初始化一）初始化初始化（二）初始化（二）包括采样定时器的初始化、控制采样间隔时间、包括采样定时器的初始化、控制采样间隔时间、对对RAM区中所有运行时要使用的软件计数器及各种标志位清零区中所有运行时要使用的软

19、件计数器及各种标志位清零等程序。初始化完成后，开始对保护装置进行全面自检。等程序。初始化完成后，开始对保护装置进行全面自检。初始化（一）初始化（一）是对单片微机及其扩展芯片的初始化，使保护输是对单片微机及其扩展芯片的初始化，使保护输出的开关量出口初始化，赋以正常值，以保证出口继电器均不出的开关量出口初始化，赋以正常值，以保证出口继电器均不动作。初始化（一）后通过人机接口液晶显示器显示主菜单，动作。初始化（一）后通过人机接口液晶显示器显示主菜单，由工作人员选择运行或调试（退出运行）工作方式。若选择由工作人员选择运行或调试（退出运行）工作方式。若选择“运行运行”则开始初始化（二）。则开始初始化（二

20、）。二）自检的内容和方式二）自检的内容和方式 在完成初始化（二）之后进入全面自检。全面自检包括对在完成初始化（二）之后进入全面自检。全面自检包括对RAM、EPROM、E2PROM等回路的自检。等回路的自检。（二）定值检查（二）定值检查 每套定值在存入每套定值在存入E2PROM时，都自动固化若干个校验码。时，都自动固化若干个校验码。若发现只读存储器若发现只读存储器E2PROM定值求和码与事先存放的定值和定值求和码与事先存放的定值和不一致，说明不一致，说明E2PROM有故障，则驱动显示故障字符代码和有故障，则驱动显示故障字符代码和故障时间，故障类型说明故障时间，故障类型说明“E2PROM故障故障”

21、及故障范围（定及故障范围（定值区和参数区）。值区和参数区）。（一）（一）RAM的读写检查的读写检查 对对RAM的某一单元写入一个数（例如写入的某一单元写入一个数（例如写入AAH），），再从中再从中读出，并比较两者是否相等。读出，并比较两者是否相等。（三）（三）EPROM求和自检及求和自检及CRC自检自检求和自检求和自检EPROM时，将时，将EPROM中存放的程序代码从第一中存放的程序代码从第一个字节加到最后一个字节，将求和结果与固化在程序末尾的个字节加到最后一个字节，将求和结果与固化在程序末尾的和数进行比较。如发现求和自检与原程序求和结果不符，则和数进行比较。如发现求和自检与原程序求和结果不符

22、，则显示器显示相应故障字符、代码和故障时间、类型说明显示器显示相应故障字符、代码和故障时间、类型说明“EPROM故障故障”。（四）开出自检（四）开出自检开出自检主要检测开出通道是否正常，它是通过硬件开出反开出自检主要检测开出通道是否正常，它是通过硬件开出反馈来检测的。馈来检测的。三）开放中断与等待中断三）开放中断与等待中断 初始化时，采样中断和串行口中断仍然被初始化时，采样中断和串行口中断仍然被CPU的的软开关（软开关（IF或或EA）关断，这时关断，这时A/D转换和串行口通信转换和串行口通信均处于禁止状态。均处于禁止状态。 初始化之后，进入运行之前应开始模数转换，并初始化之后，进入运行之前应开

23、始模数转换，并进行一系列采样计算。所以必须开放采样中断，使采进行一系列采样计算。所以必须开放采样中断，使采样定时器开始计时，并每隔样定时器开始计时，并每隔Ts时间发出一次采样中断时间发出一次采样中断请求信号（请求信号（ET0）。同样的道理，进入运行之前应开同样的道理，进入运行之前应开放串行口中断（放串行口中断（ES），），以保证接口以保证接口CPU对保护对保护CPU的的正常通信。在开放中断后必须延时正常通信。在开放中断后必须延时60ms，以确保采以确保采样数据的完整性和正确性。样数据的完整性和正确性。四）自检循环四）自检循环 在开放了中断后，所有准备工作就绪了，主程序就进入自在开放了中断后，所

24、有准备工作就绪了，主程序就进入自检循环阶段。故障处理程序结束返回主程序，也是在这里进检循环阶段。故障处理程序结束返回主程序，也是在这里进入自检循环的。入自检循环的。 自检循环包括查询检测报告，专用及通用自检等内容。自检循环包括查询检测报告，专用及通用自检等内容。 在全面自检、专用自检及故障处理程序返回主程序时均带在全面自检、专用自检及故障处理程序返回主程序时均带有自检信息和保护动作信息，有必要将此信息打印出来，供有自检信息和保护动作信息，有必要将此信息打印出来，供值班人员查看、保存。所以自检循环一开始就安排查询检测值班人员查看、保存。所以自检循环一开始就安排查询检测报告程序。报告程序。在循环过

25、程中不断等待采样定时器的采样中断和串行口通信在循环过程中不断等待采样定时器的采样中断和串行口通信的中断请求信号。当保护的中断请求信号。当保护CPU接到请求中断信号，在允许中接到请求中断信号，在允许中断后，程序就进入中断服务程序。每当中断服务程序结束后断后，程序就进入中断服务程序。每当中断服务程序结束后又回到自检循环并继续等待中断请求信号。主程序如此反复又回到自检循环并继续等待中断请求信号。主程序如此反复自检、中断进入不断循环阶段，这是保护运行的重要程序部自检、中断进入不断循环阶段，这是保护运行的重要程序部分。分。同时还可以根据不同的保护特点，增加一同时还可以根据不同的保护特点，增加一些检测被保

26、护系统状态的程序。些检测被保护系统状态的程序。 第三节第三节 采样中断服务程序设计采样中断服务程序设计采样中断服务程序主要包括采样中断服务程序主要包括采样计算采样计算TV、TA断线自检断线自检保护启动元件保护启动元件YNYNYNYN采样中断入口采样中断入口采样计算采样计算工作方式运行？工作方式运行？KST=1？TV断线自检断线自检TV自检通过？自检通过？TA断线自检断线自检TA自检通过？自检通过？起动元件动作？起动元件动作？中断出口中断出口置置DYDX=1置置DLDX=1修改中断修改中断返回地址返回地址Y调试方式调试方式KST为启动标志为启动标志一）采样计算一）采样计算 进入采样中断服务程序，

27、首先进行采样计算。在计算之前进入采样中断服务程序，首先进行采样计算。在计算之前必须分别对三相电流、零序电流、三相电压、零序电压及线路必须分别对三相电流、零序电流、三相电压、零序电压及线路电压的瞬时值同时采样，如每周采样电压的瞬时值同时采样，如每周采样12点，采样频率为点，采样频率为12*50=600Hz，采样后按公式计算其瞬时值（采样后按公式计算其瞬时值（标度变换标度变换），然然后将各瞬时值存入随机存储器后将各瞬时值存入随机存储器RAM的对应地址单元内。的对应地址单元内。 应当指出，无论是运行还是采样通道调试都要进入采样中应当指出，无论是运行还是采样通道调试都要进入采样中断服务程序，都要进行采

28、样计算，因此在采样中断服务程序中，断服务程序，都要进行采样计算，因此在采样中断服务程序中，完成采样计算后，需查询现在处于何种工作方式。完成采样计算后，需查询现在处于何种工作方式。 在计算各电流电压交流有效值时，取某个计算的模拟量的在计算各电流电压交流有效值时，取某个计算的模拟量的同一周期的一组瞬时值来计算，其算法是多种多样的。例如半同一周期的一组瞬时值来计算，其算法是多种多样的。例如半周积分算法、傅氏算法等。总之周积分算法、傅氏算法等。总之,保护的采样计算就是采用某种保护的采样计算就是采用某种适当的算法分别计算各相电压、电流的有效值、相位、频率及适当的算法分别计算各相电压、电流的有效值、相位、

29、频率及阻抗等。还可以阻抗等。还可以根据需要进一步计算各序电压、电流及各序功根据需要进一步计算各序电压、电流及各序功率方向，并分别存入率方向，并分别存入RAM指定的区域内，供后续的程序调用指定的区域内，供后续的程序调用（供逻辑判断及进一步计算使用）。（供逻辑判断及进一步计算使用）。二）二）TV断线的自检断线的自检 在保护判断起动之前，先检查电压互感器在保护判断起动之前，先检查电压互感器TV二次是否断线。二次是否断线。在小接地电流系统中，可简单地按以下两个判据检查在小接地电流系统中，可简单地按以下两个判据检查TV二次是二次是否断线。否断线。并非所有的保护都有该项功能，例如三段式电流保护就不需要做并

30、非所有的保护都有该项功能，例如三段式电流保护就不需要做TV断线自检。断线自检。 但在系统发生故障时正序电压也会下降，负序电压会增大，但在系统发生故障时正序电压也会下降，负序电压会增大，因此当满足上述任一条件后还必须延时因此当满足上述任一条件后还必须延时10s才能确定母线才能确定母线TV断线，断线，发出运行异常发出运行异常“TV断线断线”信号，待电压恢复正常后电压复归。信号，待电压恢复正常后电压复归。在在TV断线期间，软件中用专用的标志位断线期间，软件中用专用的标志位DYDX置置“1”来标志来标志TV断线，并通过程序安排闭锁自动重合闸。这时保护将根据整断线，并通过程序安排闭锁自动重合闸。这时保护

31、将根据整定的控制字决定是否退出与电压有关的保护。定的控制字决定是否退出与电压有关的保护。（1）正序电压小于）正序电压小于30V，而任一相电流大于而任一相电流大于0.1A。（2）负序电压大于负序电压大于8V。三）三）TA断线的自检断线的自检 在在TA二次回路断线或电流通道的中间环节接触不良时，二次回路断线或电流通道的中间环节接触不良时，有的保护（如变压器差动保护）有可能误动作，因此对有的保护（如变压器差动保护）有可能误动作，因此对TA二二次回路必须监视，在断线时闭锁保护并应报警。由于微机型变次回路必须监视，在断线时闭锁保护并应报警。由于微机型变压器保护中各侧引入电流均采用压器保护中各侧引入电流均

32、采用“Y接线接线”，因此，因此TA断线的判断线的判断变得简单明了，对大接地电流系统可采用如下二个零序电流断变得简单明了，对大接地电流系统可采用如下二个零序电流的判据：的判据：.CBAIII（1）变压器）变压器“ ”侧出现零序电流则判为该侧断线；侧出现零序电流则判为该侧断线；（2）“Y”接线侧，比较自产零序电流（接线侧，比较自产零序电流（ ）和变压器）和变压器中性点侧中性点侧TA引入的零序电流（引入的零序电流（3I0），），出现差流则判断该侧出现差流则判断该侧TA断线。断线。具体判据如下具体判据如下: 在系统发生接地故障时在系统发生接地故障时3I0数值增大数值增大,因此因此TA断线还必须增加断线

33、还必须增加另一判据另一判据,系统系统3I0小于定值小于定值 式中式中Id1和和Id2为为TA断线的两个电流定值。断线的两个电流定值。1.0.|3|dCBAIIIII2.0|3|dII 以上判据比较复杂，对于中低压变电所也可选择较简单的判断以上判据比较复杂，对于中低压变电所也可选择较简单的判断方法。以下是变压器保护采用负序电流来判断方法。以下是变压器保护采用负序电流来判断TA断线的两个判断线的两个判据：据：（1）TA断线时产生的负序电流仅在断线一侧出现，而在故障断线时产生的负序电流仅在断线一侧出现，而在故障时至少有两侧会出现负序电流。时至少有两侧会出现负序电流。（2）以上判据在变压器空载时发生故

34、障的情况下，因仅电源侧）以上判据在变压器空载时发生故障的情况下，因仅电源侧出现负序电流，将误判出现负序电流，将误判TA断线。因此要求另加条件：降压变压断线。因此要求另加条件：降压变压器低压侧三相都有一定的负荷电流。器低压侧三相都有一定的负荷电流。 在在TA断线期间，软件同样要置标志位断线期间，软件同样要置标志位DLDX=1来标志来标志TA断线，并根据整定的断线，并根据整定的控制字决定是否退出运行。控制字决定是否退出运行。 应该指出，并不是所有的保护都必须做应该指出，并不是所有的保护都必须做TA和和TV断线自检，应根据断线自检，应根据TA和和TV断线对保断线对保护的影响来设计断线自检程序。护的影

35、响来设计断线自检程序。四）起动元件框图原理四）起动元件框图原理为了提高保护动作的可靠性，保护装置的出口均为了提高保护动作的可靠性，保护装置的出口均经起动元件闭锁，只有在保护起动元件起动后，经起动元件闭锁，只有在保护起动元件起动后，保护装置出口闭锁才被解除。在微机保护装置里，保护装置出口闭锁才被解除。在微机保护装置里，起动元件是由软件来完成的。起动元件起动后，起动元件是由软件来完成的。起动元件起动后，启动标志位启动标志位“KST”置置1。（一）起动元件作用（一）起动元件作用oR4&oR3oR6&oR5oR2&oR11o微机保护内部工作电源微机保护内部工作电源来自来自CPU光隔光隔o启动继电器开放

36、保护启动继电器开放保护KST=0 输出输出“1”闭锁保护闭锁保护KST=1 输出输出“0”开放保护开放保护A相跳闸信号相跳闸信号B相跳闸信号相跳闸信号C相跳闸信号相跳闸信号起动元件程序可采用多种方式来完成，目前系统中通常采用的起动元件程序可采用多种方式来完成，目前系统中通常采用的方式是相电流突变量起动方式。具体做法是求出每个采样点的方式是相电流突变量起动方式。具体做法是求出每个采样点的相电流瞬时值与前一个工频周期相同相位的瞬时采样值之差值，相电流瞬时值与前一个工频周期相同相位的瞬时采样值之差值，即取突变量值，如大于整定值保护就起动。突变量起动方式可即取突变量值，如大于整定值保护就起动。突变量起

37、动方式可表示为：表示为： ，式中，式中N为每周采样点数。为每周采样点数。 相电流突变量相电流突变量起动方式的程序较为简单，抗干扰能力较差，起动方式的程序较为简单，抗干扰能力较差，起动较为频繁容易造成误起动。起动较为频繁容易造成误起动。stNkkI|II |（二）相电流差突变量起动元件（二）相电流差突变量起动元件tIkk-NIkIk-NI相电流突变量相电流突变量 这样的起动方式可以克服系统频率偏离额定值时造成的不平这样的起动方式可以克服系统频率偏离额定值时造成的不平衡电流（采样点位置不对应）。衡电流（采样点位置不对应）。stN2kNkNkkAI|II |II|I在实际应用中采取在实际应用中采取相

38、电流突变量差相电流突变量差的起动方式，即两两相邻周的起动方式，即两两相邻周期的突变量之差，期的突变量之差，A相的突变量差值为：相的突变量差值为：tIK-NK-2NIk-NIk-2NIkIk相电流突变量差相电流突变量差tIK-NK-2NIk-NIk-2NkIkK+1K+3 当任一相的相电流差突变量大于整定值四次，保护当任一相的相电流差突变量大于整定值四次，保护装置即起动，其逻辑框图如下图所示装置即起动，其逻辑框图如下图所示;| stBAIII;| stCBIII;| stACIII为了进一步提高起动的抗干为了进一步提高起动的抗干扰能力，在程序中是采用相扰能力，在程序中是采用相电流差突变量起动方式

39、，可电流差突变量起动方式，可表示为：表示为：相电流差突变量相电流差突变量定值|Ai? KA=0？C相起动元件相起动元件 KA+1 KA-1?4AK至采样中断出口至采样中断出口起动元件入口起动元件入口NYYNYN保护起动保护起动A相相电相相电流突变量流突变量是否超定是否超定值？值？A相超差计相超差计数器加一数器加一A相超定相超定值四次值四次C相超定值四次相超定值四次C相相电相相电流突变量流突变量是否超定是否超定值？值？中断返回至主程中断返回至主程序序CX自检循环自检循环修改中断返回指修改中断返回指针中断返回至故针中断返回至故障处理程序障处理程序中低压变电所的线路保护通常采用常规保护的起动逻辑，即

40、中低压变电所的线路保护通常采用常规保护的起动逻辑，即利用反映故障较灵敏的利用反映故障较灵敏的III段电流超定值段电流超定值（L3=1）构成起动构成起动元件。当微机线路保护带有低频减载功能时，为了配合低频元件。当微机线路保护带有低频减载功能时，为了配合低频减载的要求，在满足减载的要求，在满足低频减载的条件低频减载的条件（LF=1）时，保护也时，保护也应起动，以保证低频波运行能可靠跳闸。起动元件还应满足应起动，以保证低频波运行能可靠跳闸。起动元件还应满足重合闸的要求，在重合闸的要求，在重合闸重合闸“充电充电”完好完好（CD=1）时，同时时，同时满足满足位置不对应的条件位置不对应的条件（KTP），）

41、，起动元件应起动，以保证起动元件应起动，以保证可靠重合闸。所以可靠重合闸。所以III段过电流、低频减载起动、重合闸起动，段过电流、低频减载起动、重合闸起动，任一条件满足均可经带记忆任一条件满足均可经带记忆10s的或门起动起动继电器的或门起动起动继电器KST，以保证可靠起动。以保证可靠起动。（三）（三）III段电流起动元件段电流起动元件起动元件入口起动元件入口重合闸重合闸“充电充电”完好？完好？至保护起动至保护起动YNYYY L3=1？ LF=1？ KTP=1？ CD=1？记忆记忆10s至采样中至采样中断出口断出口NNNIII段电流超定值？段电流超定值？满足低频减载的条件？满足低频减载的条件？满

42、足位置不对应的条件？满足位置不对应的条件？修改中断返回指针修改中断返回指针中断返回至故障处中断返回至故障处理程序理程序中断返回至主程序中断返回至主程序CX自检循环自检循环当采样中断服务程序的起动元件判保护起动，则通过当采样中断服务程序的起动元件判保护起动，则通过修改中断返回地址使程序转入故障处理程序。在进入修改中断返回地址使程序转入故障处理程序。在进入故障处理程序后，故障处理程序后，CPU的定时采样仍不断进行。因此的定时采样仍不断进行。因此在执行故障处理程序过程中，每隔采样周期在执行故障处理程序过程中，每隔采样周期Ts，程序程序将重新转入采样中断服务程序。在采样计算完成后，将重新转入采样中断服

43、务程序。在采样计算完成后，检测保护是否起动过，如检测保护是否起动过，如KST=1，则无需再进入则无需再进入TV、TA自检及保护起动程序部分，直接转到采样中断服务自检及保护起动程序部分，直接转到采样中断服务程序出口，然后再回到故障处理程序。程序出口，然后再回到故障处理程序。第四节第四节 故障处理程序框图原理故障处理程序框图原理一）故障处理程序框图一）故障处理程序框图 故障处理程序包括保护软压板的投切检查、保护定值故障处理程序包括保护软压板的投切检查、保护定值比较、保护逻辑判断、跳闸处理程序和后加速部分。比较、保护逻辑判断、跳闸处理程序和后加速部分。 进入故障处理程序入口，首先置标志位进入故障处理

44、程序入口，首先置标志位KST为为1，驱，驱动起动继电器开放保护。动起动继电器开放保护。通常微机保护总是多种功能的成套保护装置，一个通常微机保护总是多种功能的成套保护装置，一个CPU有时要分别处理多个保护功能。有时要分别处理多个保护功能。例如电容器保护中要处理电流速断、欠电压、过电压、零序过例如电容器保护中要处理电流速断、欠电压、过电压、零序过流等保护，因此在故障处理程序中要安排处理多个保护的逻辑流等保护，因此在故障处理程序中要安排处理多个保护的逻辑程序，显然各种不同的保护装置因功能不同，逻辑判断、故障程序，显然各种不同的保护装置因功能不同，逻辑判断、故障处理程序是不会相同的。但就其原理而言都需

45、先查询保护处理程序是不会相同的。但就其原理而言都需先查询保护“软软压板压板”（即开关量值）是否投入？其数值型定值有否超限？如（即开关量值）是否投入？其数值型定值有否超限？如果软压板未投入则转入其他保护功能的处理程序；如果该保护果软压板未投入则转入其他保护功能的处理程序；如果该保护软压板已投入并超定值，则进入该保护的逻辑判断程序，若逻软压板已投入并超定值，则进入该保护的逻辑判断程序，若逻辑判断保护动作，则先置该保护动作标志辑判断保护动作，则先置该保护动作标志“1”，发出保护动作，发出保护动作信号，然后进入跳合闸、重合闸及后加速的故障处理程序。在信号，然后进入跳合闸、重合闸及后加速的故障处理程序。

46、在各保护逻辑判断中，如各保护逻辑判断中，如A相的数值型定值未超定值或逻辑判断程相的数值型定值未超定值或逻辑判断程序未判保护动作则进入序未判保护动作则进入B相及相及C相的逻辑判断和故障处理程序。相的逻辑判断和故障处理程序。至主程序至主程序故障处理程序入口故障处理程序入口置置KST=1保护保护1软压软压 板投入？板投入？A相保护定值比较相保护定值比较 超定值？超定值？保护逻辑判断保护逻辑判断 保护保护1动作？动作？保护保护1其他故障处理程序其他故障处理程序保护保护N故障处理程序故障处理程序立立标标志志立立标标志志立立标标志志来自低频来自低频减载程序减载程序跳闸及跳闸及后加速后加速逻辑部分逻辑部分N

47、YNYNYYYNN二）跳闸及后加速逻辑程序框图二）跳闸及后加速逻辑程序框图收收跳跳令令至主至主程序程序发重跳令，置发重跳令，置ZT=140ms?三相均三相均 无电流？无电流？5s?ZT=1?KCP=1?12s?10ms?采样并计算采样并计算跳闸逻辑入口跳闸逻辑入口发跳闸令发跳闸令发跳令发跳令 后后0.4s？40ms? 收跳令？收跳令？三相均三相均 无电流？无电流？0.25s?至主程序至主程序记忆记忆 3s内？内？II段段 后加速投？后加速投？II段段 有故障？有故障？III段段 后加速投？后加速投？III段段 有故障？有故障？至主程序至主程序收收跳跳令令YNYNYNYNNYZTYNYNNYYY

48、YNNNNYYYYYYNNNNN由后备保护动作由后备保护动作切除故障切除故障断路器是否有故障？合闸继电器闭合？12s内重合闸启动了吗？（一（一）跳闸逻辑程序跳闸逻辑程序 进入跳闸逻辑程序时，立即发三相跳闸命令。跳闸命令是通进入跳闸逻辑程序时，立即发三相跳闸命令。跳闸命令是通过过CPU并行接口的一个端口输出的。紧接着执行延时并行接口的一个端口输出的。紧接着执行延时0.4s指令。指令。0.4s时间为跳闸和重合闸的时间，它是通过时间为跳闸和重合闸的时间，它是通过CPU内部定时器延内部定时器延时实现，而程序只用于查询时实现，而程序只用于查询0.4s延时时间是否已到。如延时时间是否已到。如0.4s时间时

49、间未到则执行未到则执行40ms延时，此时延时，此时40ms是断路器跳闸的时间，它是通是断路器跳闸的时间，它是通过程序循环延时，靠软件实现的。过程序循环延时，靠软件实现的。 40ms后，程序检查是否已收后，程序检查是否已收回跳闸命令，如未收回则检查此时三相是否已无电流。其判据回跳闸命令，如未收回则检查此时三相是否已无电流。其判据是当前采样值与是当前采样值与“无流检查定值无流检查定值”比较，如无电流表示已跳闸，比较，如无电流表示已跳闸，则收回跳令，程序再转回查询则收回跳令，程序再转回查询0.4s延时时间是否已到。若三相延时时间是否已到。若三相仍有电流，说明跳闸命令发出后断路器还未跳开，再经延时仍有

50、电流，说明跳闸命令发出后断路器还未跳开，再经延时0.25s后如仍然未跳开，说明断路器可能有故障，就再发一次重后如仍然未跳开，说明断路器可能有故障，就再发一次重跳（跳（ZT）命令。经命令。经5s循环延时仍未跳开，即报警。如果在循环延时仍未跳开，即报警。如果在5s内内断路器跳闸成功，则收跳令后转回断路器跳闸成功，则收跳令后转回0.4s延时检测。延时检测。（二）后加速逻辑程序框图（二）后加速逻辑程序框图 发跳闸令经发跳闸令经0.4s延时后，正常情况下重合闸动作应当完成。延时后，正常情况下重合闸动作应当完成。所以程序接下去是检测重合闸是否成功，即检测合闸位置继电所以程序接下去是检测重合闸是否成功，即检

51、测合闸位置继电器器KCP的触点。程序首先检查的触点。程序首先检查KCP=1？如如KCP=0，说明未重合说明未重合闸，继续等待闸，继续等待12s仍未重合闸，即回到主程序。如仍未重合闸，即回到主程序。如KCP=1并在并在后加速记忆的后加速记忆的3s时间内则等待时间内则等待10ms后进入后加速程序。后进入后加速程序。 进入后加速程序后，用当前采样值重新计算各相电流、电压进入后加速程序后，用当前采样值重新计算各相电流、电压的幅值与相位。如后加速的幅值与相位。如后加速II段软压板已投入并在段软压板已投入并在II段范围内仍段范围内仍然存在故障，则立即发重跳（然存在故障，则立即发重跳（ZT）命令，置标志位命令，置标志位ZT=1（即即重跳后不再重合标志）。若重跳后不再重合标志）。若II段后加速压板未投入或在