变电站综合自动化中微机保护单元设计研究

变电站综合自动化中微机保护单元设计研究

周亮

湖北联网电力设计有限公司 湖北武汉； 430000

摘要：本文简略阐述了该课题的研究背景，并从微机保护的通讯、采样中断的软件设计、微机保护定值的存储以及常用的微机保护算法几方面内容着手，对变电站综合自动化中微机保护单元的优化设计进行了详细分析，旨在为相关设计人员提供参考。

关键词：变电站；综合自动化；微机保护单元

引言：微机保护单元是实现变电站综合自动化的重要基础，直接影响着其自动化技术应用的实效性，而在当前微机保护单元功能逐渐完善和健全的过程中，也对于变电站综合自动化发展起到了推动作用，但从目前来看，在设计进行微机保护单元设计的过程中仍面临着一定的不利因素，基于此有必要对其展开更加深层次的探索。

1研究背景

近些年来，我国社会发展水平逐渐提升，在经济社会体系不断健全和完善的时代背景下，国家在基础设施建设方面的投入力度也有所加大，使得其建设的质量和效率相比以往有了大幅的提升，但与此同时也导致各地区在电力能源方面有所增加，用户对于电量的大量需求，在极大程度上增加了电网工作开展的压力。对于电力传输来说，变电站是其至关重要的组成部分，主要是通过内部系统的电压转换，向用户节点处进行电力的定向传输，进而起到减少区域内电量损耗的作用。在当前信息化技术与智能化技术融合程度逐渐加深的过程中，变电站所开展的各项工作也开始体现出了其在自动化方面的相关功能，通过中央集成模块开展对于系统的操控工作，能够在原有的基础上实现其整体工作效率和质量的提升，切实同区域电力供应的实际需求相适应。

2变电站综合自动化中微机保护单元的优化设计分析

2.1微机保护的通讯

对于微机保护装置来说，其所涉及到的各个保护CPU板应当能够实现同CPU板之间实时动态地进行交换信息，所以通讯模块对于微机保护有着重要的作用，通常情况下来说，保护单元以及管理单元会使用查询或者是中断的方式。本文中所阐述的保护单元以及管理单元在通讯方面使用的是中断的方式，因为本系统是使用80C196的串口中断进行相关数据的接收以及发送的，与此同时，相对于软件定时器中断来说，串口中断有着相对较高的中断优先级^[1]。为了能够促使采样中断能够得到更加顺利的执行，选择将开放软件定时器安设在串口中断子程序的入口处。标准IEEE802.3帧结构如表1所示。

表1 标准IEEE802.3帧结构

2.2采样中断的软件设计

微机保护中的保护算法对于采集数据有着较高的要求，所以若是想要更加方便地实现计算取值，并在原有的基础上提升数据排队的更新速度，应当在RAM区允许的范围之内，从具体的实际情况出发，适当对排队暂存区需要保存的数据量进行扩大，在本装置中在进行采样值存储区实际的过程中，便实现了对于双倍暂存区扩展法的有效应用。速断保护逻辑原理如图1所示。

图1 速断保护逻辑原理图

2.3微机保护定值的存储

在微机保护中保护定值有着十分关键的作用，其主要是在用户在进行装置投运之前，结合系统具体的运行方式对其进行调整，并将其在EEP·ROM进行存入的，当系统出现故障的时候，其会作为保护装置是否发生动作的标尺。12C总线使用的是器件地址的硬件设置方法，采用软件寻址基本上规避了件的片选线寻址方式，该方式的有效应用能够在原有的基础上提升硬件系统的灵活性，12C总线上的全部节点，都会实现与同名端数据线SDL以及时钟线SCL的连接。在12C总线进行工作的时候，无论是何种主器件节点都可以实现对于总线的控制，若是某个主器件控制了总线，那么其便可以称作是主控器，主控器所具有的功能包括传输终止信号以及发送时钟信号等等。

2.4常用的微机保护算法

Fourier分析方法是当下较为常见的一种微机保护算法之一，设f(t)在全实轴R上是以2π为周期的函数，f(t+2π)=f(t)，与此同时，其在（0，2π）上平方公式如下：

该公式中的 = 。那么f(t)的fourier变换定义便可以如下表示：

从本质上来看，一个信号的Fourier变化主要指的是在现有的基础上对函数进行分解，使其成为诸多不同频率的正弦信号之和，若是这些正弦信号在享价值后能够同原来的信号相等，便可以对这个信号的Fourier变换进行确定。保护算法所要解决的最根本的问题便在于其计算速度以及精度，所以在进行算法评价的时候，也应当从算法的速度以及精度两方面内容着手进行标准的制定。立足于算法的精度进行分析，需要重点考虑算法所具有的抑制非周期分量的能力以及滤波特性，而结合算法的速度来看，需要对算法所涉及的运算量以及其所应用数据床的长度进行综合考虑

^[2]。

结论：综上所述，优化开展对于微机保护单元的设计工作，能够有效提升综合自动化技术的应用水平，对于变电站运行效率的提升有着积极的促进作用。因此，相关工作人员务必要加强对于该方面的重视，进而为变电站的自动化发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]李都红,郭树林,解凯,等.基于“四型机场”理念的某机场10kV变电站综合自动化管理系统设计与应用[J].电气技术,2021,22(02):84-90.

[2]欧阳军.一种基于智能远动机的综合自动化改造变电站远动通道迁改方案研究[J].机电信息,2020(33):20-21.