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1 裝置的配置及硬件特點 　　葛洲壩大江電廠主接線如圖I所示。變壓器主保護的硬件平臺采用的是北京康拓公司與華中科技大學、葛洲壩能達電器公司聯(lián)合開發(fā)的APCI5000系列工控機。APCI5000系列工控機采用歐洲直插式工業(yè)結(jié)構(gòu)，同時支持與ISA總線兼容的AT96總線及與PCI總線兼容的CompactPCI總線，總線傳輸速率達132Mbit/s. APCI5000系列工控機取消了康拓STD工控機模板的金手指插接和扁平電纜連接進行信號交互方式，母板采用標準96芯針孔連接器，用戶I/O接口為歐式96芯插座，通過無源母板上的96芯壓接插頭引線，從而系統(tǒng)具有更高的可靠性。AT96機箱高度為6U，具有強的抗電磁輻射干擾功能[1]. 　　交流輸入板設(shè)有14個模擬量的輸入變換器，包括變壓器高壓側(cè)三相電流，變壓器中性點零序電流，變壓器低壓側(cè)電壓Uab，低壓側(cè)2臺發(fā)電機分支三相電流和廠用變壓器分支（或制動電阻分支）三相電流，這14個模擬量經(jīng)變換器變換后通過交流濾波板上的二階RC濾波電路輸出至DSP（APCI5469）板， DSP板完成數(shù)據(jù)采集（采樣率為1 kHz）、裝置自檢、保護啟動計算與判斷、保護判據(jù)的實現(xiàn)、告警和跳閘信號的發(fā)出、故障報告的形成等功能。V40 （APCI5087）板用于與486板（APCI5094）通信，實現(xiàn)DSP板和486板的信息交互，并與信號轉(zhuǎn)接板、信號板和跳閘板配合，完成告警信號和跳閘信號的開出。486板為上層機的管理板，變壓器主保護和后備保護共用一塊管理板，相互之間采用RS-485進行通信，顯示部分采用液晶式觸摸屏，可以對下層機進行實時監(jiān)控，完成定值的整定與修改，保護的投退、故障波形的分析、故障報告的打印等功能。 　　DSP板與V40板之間通過型號為IDT71342的雙口RAM（DRAM）進行數(shù)據(jù)交換，雙方同時對 DRAM的同一單元進行讀操作，就像對兩片 SRAM操作一樣，非常方便。但雙方同時對DRAM的同一單元進行寫操作或一方進行讀操作、另一方進行寫操作時，就會發(fā)生內(nèi)存操作沖突，解決的辦法之一是采用DSP板上提供的SEMAPHORE握手信號燈功能，只有在持有信號燈令牌的一方才能對內(nèi)存進行操作，沒有持令牌的一方則處于等待狀態(tài)，另一種處理方法就是利用DSP與V40相互之間的中斷申請，來實現(xiàn)對DRAM的操作，避免沖突的發(fā)生，此方法實時性好、編程方便，為本裝置所采用。 　　2 保護配置、原理及算法 　　2.1 保護配置 　　本裝置在充分考慮傳統(tǒng)變壓器保護原理的同時，十分注意新原理的應用。由于硬件功能足夠強大，使得裝置能夠同時裝備幾種不同原理的保護，并通過保護控制字的投退，來進行多種保護原理的組合。在運行初期可先投入傳統(tǒng)原理的保護，其余新原理保護投信號，考驗時間充足后轉(zhuǎn)投跳閘，這樣可以考核幾種原理保護的現(xiàn)場運行情況。 　　保護配置及保護原理組合有：①相量差流速斷保護；②比例制動相量差動保護；③比例制動采樣值差動保護；④2次諧波閉鎖：⑤虛擬3次諧波閉鎖；⑥5次諧波閉鎖；⑦電流互感eS（TA）斷線閉鎖。其中：①，⑥，⑦為各種組合都需配備的；②，④為互相配合的一對。因此，除①，⑥，⑦外，可以在②，④或③或⑤ 之間選擇。由于⑤只是在故障發(fā)生初期有效，因此采用⑤時，還需配備②，④或③使用，而⑧，④或③都可以單獨使用（除①，⑥，⑦為必投之外）。 　　2.2 保護的啟動 　　保護的啟動有：①差流瞬時值啟動；②差流瞬時值突變量啟動，③制動電流瞬時值突變量啟動。三者之間的關(guān)系是：（①②）③。該啟動方式能反映各種故障，不受負荷電流的影響，過激磁時不易啟動，因而具有較強的抗干擾能力。 　　用相量構(gòu)成差動保護的差動量和制動量，在消除非周期分量和諧波的影響后，相量的幅值或有效值基本是恒定的，一個周期內(nèi)的每一點，其制動特性都相同，而采樣值隨時間周期性變化，對每一個采樣值而言，其制動關(guān)系都不同，因此為保證動作判據(jù)的正確性，采用重復多次的判別方法，即連續(xù)R次采樣中有S次以上符合動作判據(jù)，則輸出動作信號。在本保護中，每周期采樣20點，只取為16，S取為13.