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2022年红河电工证培训报名-电工技能培训:微机继电保护装置硬件系统构成

[日期:2022-06-17]   来源:云南技能考试网  作者:云南技能考试网   阅读:628次

特种作业中的电工作业

指对电气设备进行运行、维护、安装、检修、改造、施工、调试等作业(不含电力系统进网作业)。

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1、高压电工作业:
指对1千伏(kV)及以上的高压电气设备进行运行、维护、安装、检修、改造、施工、调试、试验及绝缘工、器具进行试验的作业。

2、低压电工作业:

指对1千伏(kV)以下的低压电气设备进行安装、调试、运、行操作、维护、检修、改造施工和试验的作业。

3、电力电缆作业:

指对电力电缆进行安装、检修、试验、运行、维护等作业。

4、继电保护作业:

指对电力系统中的继电保护及自动装置进行运行、维护、调试及检验的作业

5、电气试验作业:

对电力系统中的电气设备专门进行交接试验及预防性试验等的作业。

6、防爆电气作业:

指对各种防爆电气设备进行安装、检修、维护的作业。适用于除煤矿井下以外的防爆电气作业。


微机继电保护装置硬件系统构成


微机继电保护微硬件主要包括数据采集部分(包括电流、电压等模拟量输入变换、低通滤波回路、模/数转换等),数据处理、逻辑判断及保护算法的数字核心部件(包括CPU、存储器,实时时钟、WATCHDOG等),开关量输人/输出通道以及人机接口(键盘、液晶显示器)。从功能上可分为6个组成部分,数据采集系统(CPU主系统),开关量输入/输出回路,人机接口,通信接口,电源回路。


1.数据采集系统

微机继电保护数据采集系统包括隔离与电压形成、低通滤波回路、多路开关及模/数变换,其主要功能是采集由被保护设备的电流、电压互感器输入的模拟信号,并将此信号经过适当的预处理,然后转换为所需的数字量。

根据模/数转换的原理不同,微机保护装置模拟量输入回路有两种方式,一是基于逐次逼近型模/数转换的方式,二是利用电压/频率变换(VFC)原理进行模/数转换的方式。前者包括电压形成回路、模拟低通滤波器(ALF)、采样保持回路(S/H)、多路转换开关(MPX)及模/数(A/D)转换器等功能块;后者主要包括电压形成回路、VFC回路、计数器等环节。

2.数字处理系统(CPU主系统)

微机继电保护装置是以中央处理器CPU为核心,根据数据采集系统采集到的电力系统的实时数据,按照给定算法来检测电力系统是否发生故障以及故障性质、范围等,并由此做出是否需要跳闸或报警等判断的一种自动装置。微机保护原理由计算程序来实现,CPU是计算机系统自动工作的指挥中枢,计算机程序的运行依赖于CPU来实现。因此,CPU的性能好坏在很大程度上决定了计算机系统性能的优劣。

(1)微处理器CPU。微处理器采用数据总线为8、16、32 位等的单片机、工控机以及DSP 系统。单片机通过大规模集成电路技术将CPU、ROM、RAM和I/O接口电路封装在一块芯片中。因此具有可靠性高、接口设计简易、运行速度快、功耗低、性能价格比高的优点。使用单片机的微机保护具有较强的针对性。系统结构紧凑。整体性能和可靠性高,但通用性、可扩展性相对较差。DSP的突出特点是计算能力强、精度高、总线速度快、吞吐量大,尤其是采用专用硬件实现定点和浮点加乘(矩阵)运算,速度非常快。将数字信号处理器应用于微机继电保护,极大地缩短了数字滤波、滤序和傅里叶变换算法的计算时间,不但可以完成数据采集、信号处理的功能。还可以完成以往主要由CPU完成的运算功能,甚至可以完成独立的继电保护功能。

(2)存储器。它包括电擦除可编程只读存储器EEPROM、紫外线擦除可编程只读存储EPROM、非易失性随机存储器NVRAM、静态存储器SRAM、闪速存储器FLASH 等。其中,EEPROM存放定值。EPROM、FLASH存放程序,NVRAM存放故障报文、采样数据。计算过程中的中间结果、各种报告存放于SRAM中。

3.开关量输入/输出回路

开关量输入 输出回路一般采用固态继电器、光电隔离器、PHTOMOS继电器等器件组成,以完成各种保护的出口跳闸、信号报警及外部接点输入等工作,实现与5V系统接口。一般而言,柜内开关量输入信号采用24V电源,柜间开关量输入信号采用220V或110V电源。计算机系统输出回路经光隔器件转换为24V信号,驱动继电器实现操作。国外也有通过5V电源驱动继电器的。

4.人机接口

人机交互系统包括显示器、键盘、各种面板开关、实时时钟、打印电路等,其主要功能用于人机对话,如调试、定值调整及对机器工作状态的干预等。现在一般采用液晶显示器和流行的6键操作键。人机交互面板一般应包括;

(1)可以由用户自定义画面的大液晶屏人机界面。

(2)可以由用户自定义的报警信号显示灯LED。

(3)可以由用户自定义用途的F功能键。

(4)光隔离的串行接口。

(5)就地、远方选择按钮。

(6)就地操作键。

5.通信接口

微机继电保护装置的通信接口包括维护口、监控系统接口、录波系统接口等。一般可采用RS485总线、Profibus 网、CAN网、LON 网、以太网及双网光纤通信模式,以满足各种变电站对通信的要求,满足各种通信规约∶IEC 61870-5-103、PROFIBUS-FMS/DP、MODBUS RTU、DNP 3.0、IEC 61850 以太网等。

微机继电保护对通信系统的要求是快速,支持点对点平等通信,突发方式的信息传输,物理结构采用星形、环形、总线形,支持多主机等。

6.电源回路

电源回路可以采用开关稳压电源或DC/DC电源模块,提供数字系统5、24、±15V电源,也有的系统采用多组24V电源。+5V电源用于计算机系统主控电源±15V电源用于数据采集系统、通信系统+24V电源用于开关量输入、输出、继电器逻辑电源。


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