《基本元件》PPT课件.ppt

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1、二 微机保护装置硬件原理 传统保护的实现是利用硬件电路，如定时限过电流保护是由电流继电器、时间继电器、信号继电器等组成；而微机保护的实现，要利用微机保护的硬件装置同时还需要软件构成。1、微机保护装置硬件结构 微机保护主要部分是微机，还配有输入、输出接口，有关计算和操作程序、人机联系部分。微机保护硬件如图所示：（1）模拟量输入系统 微机系统只能识别数字量，需要将电流、电压模拟信号转换为相应的微机系统能接受的数字信号。（2）微机系统 微型机系统用来分析计算电力系统的有关电量和判定系统是否发生故障，然后决定是否发出跳闸信号。微型机系统是微机保护装置的核心，一般包括：微处理器(CPU)、只读存储器、随

2、机存取存储器以及定时器、Watchdog等。CPU是微机系统自动工作的指挥中枢。存储器是用于保存程序和数据。定时器用于触发采样信号，在V/F变换中，是频率信号转换为数字信号的关键部件。（3）开关量输入/输出系统作用：有接点的量作为开关量输入，执行通过开关量输出，起动信号、跳闸继电器等，完成保护各种功能。（4）人机对话接口作用：用于调试、定值整定、工作方式设定、动作行为记录、与系统通信等。包括：打印、显示、键盘及信号灯、音响或语言告警等。（5）电源电源是微机保护装置重要组成部分，通常采用逆变稳压电源。2、微机保护数据采集系统A/D式数据采集系统如图所示：（1）电压形成回路 微机继电保护要从被保护

3、的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器上取得信息。但这些二次数值、输入范围对典型的微机继电保护电路却不适用，需要降低和变换。一般采用变换器来实现变换。（2）采样保持与低通滤波1）采样保持 由于微机保护只能对数字量进行运算和判断，所以应将连续模拟量变为离散量。采样电路如图示，模拟开关受逻辑输入端电平控制，高电平时电路处于采样状态。每隔一个采样周期，实现采样一次。要求：模拟开关闭合时间应满足电容有足够的充电或放电时间，即采样时间。采样保持电路作用：在一个极短的时间测出模拟量在该时刻的瞬时值；并要求在AD转换期间保持不变，采样保持过程如图所示。同时采样：继电保护大多数原理是基于多个输入信号，如三相电流、三相电压等。在每一个采样周期对通道的量全部同时采样。采样电路如图示。2）低通滤波采样频率：采样间隔 的倒数称为采样频率 。采样频率的选择是微机保护中的一个关键问题。采样定理：必须大于2倍采样信号中含有的最高频率。为了将信号波频率限制在一定频带内，一般利用低通滤波器将高频分量滤掉，这样可降低采样频率，即降低对硬件的要求。频率混叠示意图：3）多路转换开关为了保证阻抗、功率方向等，对各个模拟量要求同时采样，以准确地获得各量之间的相位关系。同时节省硬件，可利用多路开关轮流切换各通路，达到分时转换的目的，共用A/D转换器。