输电线路电压／电流的计算机保护设计与实现

0 引 言

输电线路保护装置是电力系统自动化的重要组成部分。输电线路保护装置的任务是能够在被保护设备发生故障或不正常工作时，发出跳闸脉冲或警告信号。计算机继电保护有着以下的优点：程序可以实现自适应性，可依系统运行状态而自动改变整定值和特性；有可存取的存储器；在现场可灵活的改变继电器特性；用数学方程方法较之用继电器组件特性方法可以使保护性能得到更大的改进；有自检能力；有利于事故后的分析；可与计算机交换信息；对现有的硬件可增加其功能；可在低功率传变机构中工作。

1 系统总体结构设计

输电线路保护一般由测量回路、逻辑回路、执行回路三部分组成，如图1所示。

通常一个微机测控系统应具有三个组成部分，它们分别是输入信道，输出信道和主计算机。输入通道是对被测信号进行数字采集的电路；主计算机部分是对采集数据进行计算处理和对输入／输出信息进行控制管理的部分；输出通道包括输出信号的电路和显示装置。计算机继电保护的基本构成如图2所示。

考虑到测控系统的可靠性和实时性，该设计采用相问短路的电流／电压保护和接地短路的零序电流／电压保护。其中相间短路的电压／电流保护又包含无时限电流速断保护、带时限电流速断保护、过电流保护、电压／电流连锁速断保护和三段式电流保护四部分；而接地短路的零序电压／电流保护又包含多段式零序电流保护。同时，为了提高测控系统本身的可靠性，采用最简单、有效、普遍的方法：增加系统自动检测功能。

2 输入通道设计

输入通道主要包括互感器、信号变换电路多路转换开关、采样／保持器、A／D转换器以及键盘输入部分。如图3所示。

考虑到需要测量的物理量均为电压、电流正弦信号，故采用12点定点采样的方法，从而大大简化了算法，降低了系统的运算负担，达到提高系统的效率的目的。

3 输出通道设计

输出通道包含控制信号输出电路和显示器接口电路。该设计的显示信号和控制信号通过总线共享一个锁存器输出，利用一个片选信号选中LED显示或驱动相应的继电器动作。

作者：严晓龙 文泾涛   来源：现代电子技术