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合開發的APCI5000系列工控機。APCI5000系列工控機采用歐洲直插式工業結構，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]。

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　　交流輸入板設有14個模擬量的輸入變換器，包括變壓器高壓側三相電流，變壓器中性點零序電流，變壓器低壓側電壓Uab，低壓側2臺發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板完成數據采集(采樣率為1 kHz)、裝置自檢、保護啟動計算與判斷、保護判據的實現、告警和跳閘信號的發出、故障報告的形成等功能。V40 (APCI5087)板用于與486板(APCI5094)通信，實現DSP板和486板的信息交互，并與信號轉接板、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)進行數據交換，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，就會發生內存操作沖突，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存進行操作，沒有持令牌的一方則處于等待狀態，另一種處理方法就是利用DSP與V40相互之間的中斷申請，來實現對DRAM的操作，避免沖突的發生，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原理的保護，其余新原理保護投信號，考驗時間充足后轉投跳閘，這樣可以考核幾種原理保護的現場運行情況。

　　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。三者之間的關系是：(①∪②)∩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。