單片機在電力系統(tǒng)微機保護模塊中的應用

作者：時間：2013-02-20 來源：網(wǎng)絡

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　　保護模塊不僅要有保護裝置，還要與測量顯示模塊實現(xiàn)異步通信。要從測量顯示模塊得到設定值及從自身得到閘刀的開關狀態(tài)，必須要有開關量的輸入輸出。從其他模塊得到的開關量直接接在P3口上，而自身得到的開關量需要有開關量輸入電路。

　　1．4．1 開關量輸入電路

　　圖5中，開關量經(jīng)過光電隔離后與CPU相連。其中，當輸人端為高電平時，輸出端為低電平。

　　1．4．2 開關量輸出電路

　　開關量輸出電路是跳閘合閘信號的通道，低電平有效，如圖6所示。

　　2 軟件部分

　　微機保護的軟件由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、故障計算模塊、故障檢出模塊、數(shù)字濾波模塊及自檢模塊等組成。其核心部分是故障計算模塊和故障檢出模塊，這些模塊是根據(jù)所需保護的保護算法用高級語言編寫的。

　　2．1 主要技術指標

　　2．1．1 電流速斷保護

　　電流速斷保護指當電流超過一定值，閘刀立即斷開。這個一定值Idz1由用戶自行設定。用戶在顯示模塊中設定后，通過異步通信傳輸?shù)奖Ｗo模塊中。由于是計算機控制，所謂的立即斷開是指經(jīng)過連續(xù)數(shù)次采樣，每次采樣值都在設定值之上，CPU輸出跳閘信號。這里采用6次采樣后跳閘。

　　2．1．2 三段式過流保護

　　三段式過流保護指用戶設定三個電流保護值，Idz1，Idz2，Idz3，當電流高過任何一個時都執(zhí)行調(diào)閘，但每個跳閘延時不一樣。這里，當測量值高過一段值時進行速斷保護，測量值在一段值和二段值之間時，延時跳閘。同樣在二段值和三段值之間也進行延時跳閘。兩次延時時間tdz2和tdz3不同，且都由用戶設定。延時時間的測定在程序中由定時器提供。

　　2．1．3 反時限保護

　　反時限保護是動作時間與被保護線路電流大小有關的一種保護，當電流大時保護的動作時限短，而電流小時動作時限長。

　　2．1．4 零序保護

　　在大接地電流系統(tǒng)中，零序電流保護是利用中性點直接接地電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時出現(xiàn)零序電流的特點而構成的。從保護構成情況看，零序電流保護與相間電流保護類似，其主要區(qū)別在于零序電流保護的測量元件(電流繼電器)接人的電流量性質(zhì)不同，零序保護的測量元件則接在零序電流濾波器的出口。零序保護的數(shù)值 I0dz和時間t0dz由用戶設定。

　　2．1．5 帶后加速的三相一次重合閘

　　自動重合閘的作用是針對電網(wǎng)故障的不同類型起作用的。對于瞬時性故障，斷路器斷開后再合上，電網(wǎng)就能恢復正常供電。對于永久性故障，即使合上電源，由于故障的存在，線路還要被繼電保護再一次斷開，因而就不能恢復正常的供電。

　　帶后加速的三相一次重合閘是指在閘刀斷開后，經(jīng)過一段延時，閘刀自動合上，此時若故障在一段時間內(nèi)仍然存在，就再次斷開閘刀，這一次斷開后閘刀就不再自動合上。若在一段時間內(nèi)，測量值未大于設定值，則動作結束，系統(tǒng)正常供電。在軟件中，用定時器實現(xiàn)重合延時時間，重合后再檢測參數(shù)并判斷。由用戶設定重合時間tch和記憶時間tjy。

　　2．2 軟件流程圖

　　2．2．1 程序流程圖

　　主程序的流程比較簡單，如圖7所示。主程序作為一個永久循環(huán)，不斷與測量顯示模塊實現(xiàn)通信。