單片機(jī)在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)模塊中的應(yīng)用

　　保護(hù)模塊不僅要有保護(hù)裝置，還要與測(cè)量顯示模塊實(shí)現(xiàn)異步通信。要從測(cè)量顯示模塊得到設(shè)定值及從自身得到閘刀的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，必須要有開(kāi)關(guān)量的輸入輸出。從其他模塊得到的開(kāi)關(guān)量直接接在P3口上，而自身得到的開(kāi)關(guān)量需要有開(kāi)關(guān)量輸入電路。

　　1．4．1 開(kāi)關(guān)量輸入電路

　　圖5中，開(kāi)關(guān)量經(jīng)過(guò)光電隔離后與CPU相連。其中，當(dāng)輸人端為高電平時(shí)，輸出端為低電平。

　　1．4．2 開(kāi)關(guān)量輸出電路

　　開(kāi)關(guān)量輸出電路是跳閘合閘信號(hào)的通道，低電平有效，如圖6所示。

　　2 軟件部分

　　微機(jī)保護(hù)的軟件由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、故障計(jì)算模塊、故障檢出模塊、數(shù)字濾波模塊及自檢模塊等組成。其核心部分是故障計(jì)算模塊和故障檢出模塊，這些模塊是根據(jù)所需保護(hù)的保護(hù)算法用高級(jí)語(yǔ)言編寫的。

　　2．1 主要技術(shù)指標(biāo)

　　2．1．1 電流速斷保護(hù)

　　電流速斷保護(hù)指當(dāng)電流超過(guò)一定值，閘刀立即斷開(kāi)。這個(gè)一定值Idz1由用戶自行設(shè)定。用戶在顯示模塊中設(shè)定后，通過(guò)異步通信傳輸?shù)奖Ｗo(hù)模塊中。由于是計(jì)算機(jī)控制，所謂的立即斷開(kāi)是指經(jīng)過(guò)連續(xù)數(shù)次采樣，每次采樣值都在設(shè)定值之上，CPU輸出跳閘信號(hào)。這里采用6次采樣后跳閘。

　　2．1．2 三段式過(guò)流保護(hù)

　　三段式過(guò)流保護(hù)指用戶設(shè)定三個(gè)電流保護(hù)值，Idz1，Idz2，Idz3，當(dāng)電流高過(guò)任何一個(gè)時(shí)都執(zhí)行調(diào)閘，但每個(gè)跳閘延時(shí)不一樣。這里，當(dāng)測(cè)量值高過(guò)一段值時(shí)進(jìn)行速斷保護(hù)，測(cè)量值在一段值和二段值之間時(shí)，延時(shí)跳閘。同樣在二段值和三段值之間也進(jìn)行延時(shí)跳閘。兩次延時(shí)時(shí)間tdz2和tdz3不同，且都由用戶設(shè)定。延時(shí)時(shí)間的測(cè)定在程序中由定時(shí)器提供。

　　2．1．3 反時(shí)限保護(hù)

　　反時(shí)限保護(hù)是動(dòng)作時(shí)間與被保護(hù)線路電流大小有關(guān)的一種保護(hù)，當(dāng)電流大時(shí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限短，而電流小時(shí)動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)。

　　2．1．4 零序保護(hù)

　　在大接地電流系統(tǒng)中，零序電流保護(hù)是利用中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時(shí)出現(xiàn)零序電流的特點(diǎn)而構(gòu)成的。從保護(hù)構(gòu)成情況看，零序電流保護(hù)與相間電流保護(hù)類似，其主要區(qū)別在于零序電流保護(hù)的測(cè)量元件(電流繼電器)接人的電流量性質(zhì)不同，零序保護(hù)的測(cè)量元件則接在零序電流濾波器的出口。零序保護(hù)的數(shù)值 I0dz和時(shí)間t0dz由用戶設(shè)定。

　　2．1．5 帶后加速的三相一次重合閘

　　自動(dòng)重合閘的作用是針對(duì)電網(wǎng)故障的不同類型起作用的。對(duì)于瞬時(shí)性故障，斷路器斷開(kāi)后再合上，電網(wǎng)就能恢復(fù)正常供電。對(duì)于永久性故障，即使合上電源，由于故障的存在，線路還要被繼電保護(hù)再一次斷開(kāi)，因而就不能恢復(fù)正常的供電。

　　帶后加速的三相一次重合閘是指在閘刀斷開(kāi)后，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)，閘刀自動(dòng)合上，此時(shí)若故障在一段時(shí)間內(nèi)仍然存在，就再次斷開(kāi)閘刀，這一次斷開(kāi)后閘刀就不再自動(dòng)合上。若在一段時(shí)間內(nèi)，測(cè)量值未大于設(shè)定值，則動(dòng)作結(jié)束，系統(tǒng)正常供電。在軟件中，用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)重合延時(shí)時(shí)間，重合后再檢測(cè)參數(shù)并判斷。由用戶設(shè)定重合時(shí)間tch和記憶時(shí)間tjy。

　　2．2 軟件流程圖

　　2．2．1 程序流程圖

　　主程序的流程比較簡(jiǎn)單，如圖7所示。主程序作為一個(gè)永久循環(huán)，不斷與測(cè)量顯示模塊實(shí)現(xiàn)通信。

　　2．2．2 中斷程序流程圖

　　在編寫程序時(shí)，可采用一個(gè)中斷，其中A／D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波及所有的保護(hù)都在該中斷中。一個(gè)中斷周期與一個(gè)采樣周期的時(shí)間相同。中斷程序流程圖如圖8所示。

　　3 結(jié) 語(yǔ)

　　在總結(jié)前人對(duì)微機(jī)保護(hù)研究工作的基礎(chǔ)上，對(duì)微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用做了深入探討，設(shè)計(jì)了一種具有多功能的保護(hù)裝置，并可靠地應(yīng)用在10 kV配電網(wǎng)中。但設(shè)計(jì)中，由于筆者的水平有限，論文還需進(jìn)一步研究和改進(jìn)，如保護(hù)定值不能隨電力系統(tǒng)的運(yùn)行變化而自動(dòng)調(diào)整等。參考文獻(xiàn):

[1].MSP430F1611datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MSP430F_.html.
[2].MSP430datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MSP430_490166.html.