微機保護

微機保護具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。微機保護裝置硬件包括微處理器（單片機）為核心，配以輸入、輸出通道，人機接口和通訊接口等.該系統廣泛應用於電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建築等。微機的硬件是通用的，而保護的性能和功能是由軟件決定。

微機保護裝置的數字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計數器、Watchdog等組成。目前數字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU），即通常所説的單片機;輸入輸出通道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換回路（將CT、PT所測量的量轉換成更低的適合內部A/D轉換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V）、低通濾波器及採樣、A/D轉換）和數字量輸入輸出通道（人機接口和各種告警信號、跳閘信號及電度脈衝等）。

傳統的繼電保護裝置是使輸入的電流、電壓信號直接在模擬量之間進行比較和運算處理，使模擬量與裝置中給定的機械量（如彈簧力矩）或電氣量（如門檻電壓）進行比較和運算處理，決定是否跳閘。

計算機系統只能作數字運算或邏輯運算，因此微機保護的工作過程大致是：當電力系統發生故障時，故障電氣量通過模擬量輸入系統轉換成數字量，然後送入計算機的中央處理器，對故障信息按相應的保護算法和程序進行運算，且將運算的結果隨時與給定的整定值進行比較，判別是否發生故障。一旦確認區內故障發生，根據開關量輸入的當前斷路器和跳閘繼電器的狀態，經開關量輸出系統發出跳閘信號，並顯示和打印故障信息。

微機保護由硬件和軟件兩部分組成。

微機保護的軟件由初始化模塊、數據採集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊、自檢模塊等組成。

通常微機保護的硬件電路由六個功能單元構成，即數據採集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信接口和人機對話系統。

主要應用

1.微機型零序電流保護

2.微機距離保護

3.變壓器微機縱差保護

還有進線保護、出線保護、母聯分段保護、進線或母聯備自投保護、廠用變壓器保護、高壓電動機保護、高壓電容器保護、高壓電抗器保護,差動保護,後備保護,PT測控裝置等。

定時限/反時限保護、後加速保護、過負荷保護、負序電流保護、零序電流保護、單相接地選線保護、過電壓保護、低電壓保護、失壓保護、負序電壓保護、風冷控制保護、零序電壓保護、低周減載保護、低壓解列保護、重合閘保護、備自投保護、過熱保護、過流保護、逆功率保護、差動保護、啓動時間過長保護、非電量保護等。

隨着計算機技術的高速發展，其廣泛而深入的應用為工程技術各領域帶來了深刻的影響。微機保護在電力系統的研究開發是計算機技術在線應用的重要組成部分，微機保護的應用與推廣已經成為繼電保護的發展方向。

早在20世紀60年代末，G·D·Rockefiler等人提出了用計算機構成繼電保護裝置，當時的研究工作以小型計算機為基礎，試圖用一台小型計算機來實現多個電氣設備或整個變電所的保護功能，這為計算機保護算法和軟件的研究的發展奠定了理論基礎，是繼電保護領域的一個重大轉折。

20世紀70年代，關於計算機保護各種算法原理和保護構成形式的論文大量發表，同時，隨着大規模集成電路技術的發展，特別是微處理器的問世和價格逐年下降，計算機保護進入到實用階段，出現了一批功能足夠強的微機，並很快形成產品系列。1977年，日本投入了一套以微處理機為基礎的控制與繼電保護裝置，1979年，美國電氣與電子工程師協會（IEEE）的教育委員會組織了一次世界性的計算機繼電保護研究班。1987年，日本繼電保護設備的總產值中已有70%是微機保護產品。

國內微機保護的研究始於1979年，雖然起步較晚，但是進展很快。1984年，華北電力學院和南京自動化設備總廠研製的第一套以6809（CPU）為基礎的微機距離保護裝置樣機通過鑑定並投入試運行。1984年年底在華中工學院召開了我國第一次計算機繼電保護學術會議，這標誌着我國計算機保護的開發開始進入了重要的發展階段。進入20世紀90年代，各廠家幾乎每年都有新的產品面世，已經陸續推出了不少成型的微機保護產品。到目前，國內每年生產的微機型線路保護和主設備保護已達數千套，在輸電線路保護、元件保護、變電所綜合自動化、故障錄波和故障測距等領域，微機繼電保護都取得了引人矚目的成果，具有高可靠性、高抗干擾水平和網絡通信能力的第三代微機繼電保護裝置已經在電力系統中投入使用，我國微機繼電保護的研究和製造水平都已經達到國際水平。

微機保護與傳統的反應模擬量的保護相比較，主要優點如下：

1.可靠性高

2.靈活性大

3.保護性能得到改善

4.易於獲得擴充功能

5.維護調試方便

6.有利於實現綜合自動化技術

7.成本下降

1、微機保護集測量、控制、監視、保護、通信等多種功能於一體的電力自動化高新技術產品,是構成智能化開關櫃的理想電器單元。

2、多種功能的高度集成，靈活的配置，友好的人機界面，使得該通用型微機綜合保護裝置可作為35KV及以下電壓等級的不接地系統、小電阻接地系統、消弧線圈接地系統、直接接地系統的各類各類電器設備和線路的保護及測控，也可作為部分66KV、110KV電壓等級中系統的電壓電流的保護及測控。

3、採用32位數字信號處理器（DSP）具有先進的內核結構，高速運算能力和實時信號處理等優點。

4、支持常規的RS485總線和及CAN（DEVICENET）現場總線通訊，CAN總線具有也錯帖自動重發和故障節點自動脱離等糾錯機制，保護信息的實施性和可靠性。

5、完善的自檢能力，發現裝置異常自動報警；具有自保護能力，有效防止接線錯誤和非正常運行引起的裝置永久性損壞；免維護設計，無需在現場調整採樣精度，測量精度不會因為環境改變和長期運行引起誤差增大！ ^[1] 

微機保護可靠性高，靈活性大，動作迅速，易於獲得附加功能，維護調試方便，有利於實現電力自動化。