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微机保护测控装置的工作原理如下:
信号采集:
模拟量输入:通过电流互感器(CT)和电压互感器(PT)将一次系统的大电流、高电压转换为小电流、低电压信号。这些模拟信号经过模拟量输入变换回路,进一步转换成适合内部模数转换(A/D 转换)的电压量,如 ±2.5V、±5V 或 ±10V。然后,经过低通滤波器去除高频干扰成分,再由 A/D 转换器将模拟量转换为数字量,供微机处理。
数字量输入:采集断路器、隔离开关等设备的状态信号,以及各种保护压板、控制信号等数字量信息。这些数字信号通过数字量输入通道进入装置。例如,断路器的分合闸状态、保护压板的投入或退出状态等。
数据处理:
中央处理器(CPU)运算:数字核心一般由 CPU、存储器、定时器 / 计数器、看门狗等组成,其中主流为嵌入式微控制器(MCU),即单片机。CPU 对采集到的数字信号进行处理和运算,依据预设的保护算法和程序来判断电力系统是否发生故障以及故障的类型、位置和程度等。例如,对电流、电压信号进行比较和运算,判断是否超过设定的保护整定值。
与整定值比较:将运算结果随时与预先设定的整定值进行对比。整定值是根据电力系统的运行要求和设备的保护需求设定的阈值或参数。如果运算结果超过整定值,表明可能发生故障,装置将进入故障处理流程;如果在整定值范围内,则判断系统处于正常运行状态。
保护动作决策:
故障检出:当判断出系统发生故障后,微机保护测控装置的故障检出模块会确定故障的具体情况。例如,是相间短路故障、接地故障,还是过负荷等其他类型的故障。不同类型的故障可能需要启动不同的保护功能。
保护功能启动:根据故障类型,相应的保护功能被启动。常见的保护功能包括定时限 / 反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护、失压保护、负序电压保护、风冷控制保护、零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护等。每种保护功能都有其特定的动作逻辑和条件。
控制输出:
开关量输出:如果需要进行保护动作,如跳闸操作,装置通过开关量输出系统发出跳闸信号,驱动断路器跳闸,切除故障线路或设备,以防止故障扩大,保护电力系统的安全。同时,还可能输出其他控制信号,如报警信号、闭锁信号等。例如,当发生短路故障时,发出跳闸信号使断路器断开故障线路;当出现过负荷时,发出报警信号提醒运行人员注意。
人机接口与通信:将装置的运行状态、故障信息等通过人机接口(如显示屏、指示灯等)显示给运行人员,便于他们了解装置的工作情况和系统的运行状态。同时,通过通信接口(如 RS485、以太网等)与上级监控系统或其他设备进行通信,实现远程监控、数据传输和信息共享。可以将采集到的实时数据、故障信息等上传到监控中心,也可以接收远程控制指令。
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