微机保护
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x(t )
S/H
A/D
数字处理
D/A
y (t )
33
3.模拟滤波器的缺点 模拟滤波器由硬件实现，有如下缺点： ◆元器件特性差异对滤波器性能的影响 ◆温度对滤波器性能的影响 ◆滤波器特性修改很难 ◆输入阻抗、输出阻抗的匹配 ◆每路模拟量都需要，不能共享
软件实现流程
22
◆常用芯片介绍
AD公司生产的12位AD 芯片AD7874，主要特 点： ※4个采样/保持器 ※1个多路转换开关 ※12位数模转换器，单 通道转换时间8μs ※输入电压范围±10V ※参考电压（3V） ◆对模数转换的要求 转换时间、分辨率
23
AD7874内部结构框图
⑥数据采集单元与CPU的接口
③采样保持器
◆作用
在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在A/D 转换期间保持不变。 在AD转换期间，使各路信号的幅值和相位保持不变。 一个模拟量通道一个采样保持器（多通道共用一个A/D转换器）。
◆原理
采样（S）状态：UL为高电平时，AS闭合。 电容C迅速充电或放电到Ui在采样时刻的 电压值。 AS闭合时间应满足使C有足够的充放电时 间，即采样时间。采样时间越短越好。 阻抗变换器Ⅰ的目的：在输入端呈现为高 阻抗，对输入回路的影响小；输出阻抗很 低，使充放电回路的时间常数很小，保证 C上的电压能迅速跟踪输入信号Ui的变化。 一般由运算放大器构成。
18
模拟电子开关
采样脉冲信号
保持（H）状态： UL为低电平时，AS打开，电容器C上的 电压保持为AS闭合时的电压，电路处 于保持状态。 阻抗变换器Ⅱ的目的：在电容C侧呈现为 高阻抗，使C对应充放回路的时间常数很 大；输出阻抗很低，增强带负载能力。一 般由运算放大器构成。
模拟电子开关
采样脉冲信号
◆对采样保持器的要求
30
4.人机接口单元
⑴人机接口CPU ARM系列、PowerPC等 ⑵程序存储器 ⑶数据存储器 ⑷液晶显示接口 液晶的抗干扰是一个问题 ⑸网络通信接口 ◆现场总线（LONWORKS、CAN等） ◆以太网 ⑹键盘输入接口
31
保护CPU板
32
四、数字滤波
（一）滤波器基本概念
1.滤波器的定义 对输入信号进行某种加工处理，以获得信号中的有用信息 而去掉无用信息的一个装置或系统。 2.滤波器分类 模拟滤波器：用无源（R、L、C）器件或有源器件（运算放 大器）组成的一个物理装置或系统。 数字滤波器：将经过采样和模数转换得到的数字量，进行某 种数学处理以获得信号中有用信息，去掉信号中的无用信息。
※采样时间尽量短，满足对快速变化信号采样的要求；（电容C越小越好） ※在采样（S）状态下，电容C上的电压按一定的精度跟踪输入电压Ui的变化 ，跟踪误差小于0.1%； U ※保持时间长，用电容C上的电压下降率T T 来表示保持能力；（电容C越 S C 大越好）
采样间隔时间 采样时间
※模拟开关AS的动作延时、闭合电阻和开断时的漏电流小。 根据不同的应用场合选用不同容量的电容C
包括三种方式：查询、中断、DMA ◆查询方式 采 样 间 隔 由 80386EX 的 定 时器控制，定时中断服务 程序的软件流程如下： 第一步：启动AD转换（通 过P3.0口）； 第二步：查询AD转换结束 信号（通过P3.1口）； 第三步：读数据。
AD7874与80386EX接口原理（查询方式）示意图
◆优点：微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性。
4
3.保护测量控制一体化
保护、测量和控制 装置集中组屏
二次回路复杂
保护、测量和控制 装置分散安装
简化二次回路、节约投资
4.自适应控制技术 ◆自适应继电保护的概念始于20世纪80年代； ◆根据系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、 特性或定值； ◆距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域 内有着广泛的应用前景。 5.智能化 进入20世纪90年代以来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、 进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用。 ◆人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方 向保护、主设备保护等。
f s 2 f max
（ ～ 通常取: f s 2.5 3）f max
◆模拟低通滤波器的作用
滤除电流、电压信号中的高频分量（故障发生时，常含有2kHz以上的高频 分量）； 降低采样频率，降低对微机保护装置的硬件要求。
16
◆对模拟低通滤波器的要求
滤除输入信号中频率高于fs/2的分量，消除 频率混叠，防止高频分量混叠到工频附近； 低于fs/2的分量可以通过数字滤波来滤除； 不一定要求很陡的过渡带； 不一定要求阻带有理想的衰耗特性，否则滤 波器的过渡过程加长，影响保护动作时间。
硬件通用、保护动作特性容易改变、测量和控制功能等。
◆保护性能改善
常规保护不易获得的特性、保护新原理的实现等。
◆使用灵活方便，人机界面友好 ◆易于获得附加功能 2.缺点
故障录波、波形分析、故障测距、详细故障信息等。 ◆硬件更新快（传统保护设备30年） ◆软件移植性问题 ◆抗干扰问题
3
二、微机保护的发展趋势
1 量化误为差： n U R 2
因此，模拟信号的量化误差的绝对值小于或等于LSB； 编码位数越多，量化误差越小（分辨率越高）。
21
◆逐次逼近A/D转换原理
基本思想：采用二分搜索法 硬件实现：
软件实现流程： N表示模数转换器的位数。
预设值，最高位为1， 其余位为0
电压偏置电路 偏置电压通常取单极 性时允许电压输入范 围的一半
功能强（数据线、地址线多） 适用于高级语言的微机系统 集成A/D、定时器、接口等
考虑的因数：CPU速度、CPU字长、寻址能力、接口简单、浮点/定点
常用芯片：TI公司的TMS320系列DSP、AD公司的ADSP系列DSP、Motorola公司的 MC68000系列 ⑵程序存储器 带电可擦写，常采用Flash存储器(SST公司、Intel公司、AMD公司、Atmel公司等) ⑶定值存储器 带电可擦写，常采用Flash存储器 ⑷数据存储器 静态SRAM，如：CYPRESS公司的CY7C系列、ISSI公司等；动态SDRAM ⑸可编程逻辑器件（CPLD） 作用：I/O口扩展、组合逻辑的实现等，常采用Lattice、Xilinx等。
6
三、微机保护硬件构成
目前微机保护装置一般采用如图所示的多CPU结构
7
①装置面板示意图
8
②装置内部示意图
9
③装置端子
10
1.数据采集单元
⑴作用 ◆强电信号到弱电信号的转换 ◆模拟信号到数字信号的转换 ⑵对数据采集单元的要求
①模拟量 ◆模拟量的数量 ◆模拟量的性质(电流、电压、直流/交流) ◆模拟量的动态范围（电流信号：0.08～20Ie; 电压信号：0.01～1.5Ue） ②采样频率的选择 满足奈奎斯特（Nyquist）采样定理：
5
6.变电所综合自动化技术 现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监 视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和 系统集成的技术基础。 实现继电保护和综合自动化的紧密结合，它表现在集成与资 源共享、远方控制与信息共享。 以远方终端单元（RTU）、微机保护装置为核心，将变电所 的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的 控制保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次 系统的可靠性。
采样频率
11
f s 2 f max
被采样信号的最高频率
⑶数据采集单元的构成
①变换器
◆作用 强电信号转换为弱电信号、隔离作用（抗干扰） ◆种类 电压变换器、电流变换器
12
◆电压变换器
将PT二次侧电压转换成与之成比例的 低电压； 输出电压范围：根据模数转换芯片 （A/D）的输入电压范围来确定，一般 为±2.5V、±5V、±10V。
19
④多路转换开关
◆作用
将多个经采样/保持后的信号逐一与A/D芯片接通的控制电路。常用的多路
转换开关有AD7501（8通道）、AD7506（16通道）等。
◆基本原理
A0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 控制信号输入 A1 A2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 A3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 输出 OUT S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15
◆无源滤波器
构成：由无源器件R、C构成。 优点：结构简单、可靠性高，能耐受较大 的过载和浪涌冲击。 缺点：对谐波分量衰减过大。
二阶RC无源滤波器示意图 通常R=4.7kΩ，C=0.1μF
◆有源滤波器
构成：运算放大器等。 优点：滤波器特性比无源滤波器好。 缺点：元器件参数变化对特性影响较大。
17
有源滤波器示意图
硬件上与中断方式相同，软件设计上不同。
25
2.开关量输入输出单元
⑴开关量输入单元
⑵开关量输出单元Βιβλιοθήκη 26①信号插件基本原理
27
②操作回路基本原 理一
复归
跳闸
合闸
28
③操作回路基本原理二
跳闸回路
手动分闸或控制分闸
手动合闸或控制合闸
合闸回路
非电量跳闸回路
29
3.保护CPU单元
⑴保护CPU的选择
CPU发展方向：
控制信号输入
模拟信号输出
模拟信号输入
AD7506内部原理示意图
20
⑤模数转换
◆作用：将模拟信号转换为数字信号 ◆模拟量的量化
对于一个理想的A/D转换器，其输入输出的关系为：
U D A U R
输入量 参考电压，反应模拟量的最大输入值
要求：UA＜UR D为小于1的数，可表示为： D=B12-1+ B22-2+ B22-2+………+ Bn2-n B1为最高位，表示为MSB；Bn为最低位，表示为LSB。 即：UA≈UR（B12-1+ B22-2+ B22-2+………+ Bn2-n）
1.硬件模块化
微处理器相关功能的极大增强、片内硬件资源的扩充、单片机与DSP芯 片的融合、运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用使硬 件设计更加方便，高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性 和模块化的通用硬件平台创造了条件。 优点：对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。
14
电流变换器的暂态特性（直流分量对变换器的影响）
输入电流： 基波1A
输入电流： 基波1A 直流分量0.2A
15
②模拟低通滤波器
◆采样频率的选择
采样频率fs是微机保护硬件设计 中的关键问题
f s 1 / Ts
采样间隔，通常按等间 隔设计，0.1～2ms fs=fmax*(2/3)
奈奎斯特（Nyquist）采样 定理：
2.网络化
◆继电保护的作用
首要任务
原理：反应保护安装处的电气量 （差动保护、纵差保护除外）
故障性质、故障位置的判断 和故障距离的检测愈准确
切除故障元件 限制事故影响范围
系统复杂度的增加
保证全系统的 安全稳定运行
自适应保护（系统运 行方式、故障状态的 自适应）
系统保护的概念（各保护协调动作）
共享全系统的运 行和故障信息的 数据
微机保护
西南交通大学电气工程学院 2010.5
1
主要内容
◆微机保护特点及发展趋势 ◆硬件构成 ◆数字滤波 ◆微机保护算法
2
一、微机保护的特点
1.优点 ◆维护调试工作量小
传统继电保护装置布线逻辑，每一种功能由相应的硬件和连线实现，维 护调试复杂。
◆可靠性高
微机保护装置的硬件自检、软件自检。
◆灵活性强
电压变换器原理示意图
◆电流变换器
将CT二次侧电流转换成与之成比例的弱 电流； 弱电流在电阻R上产生的电压即为输出 电压； 通过调节电阻R的阻值来调整输出电压。 输出电压范围：根据模数转换芯片 （A/D）的电压输入范围来确定。
13
电流变换器原理示意图
◆对变换器的要求
线性度好 抗饱和能力强（电流变换器） 损耗小（原副边相角差） 过载能力要求 ※交流电流回路：2倍额定电流，连续工作 50倍额定电流，允许1s ※交流电压回路：1.5倍额定电压，连续工作 2倍额定电压，允许10s 精确测量范围要求 ※交流电流回路：（0.1～20）倍额定电流 ※交流电压回路：（0.01～1.2）倍额定电压
24
◆中断方式
在中断方式下，启动AD转 换 由 80386EX 的 定 时 器 完 成 （ TMROUT2 ） ， 当 AD 转 换 结 束 后 ， 向 80386EX 发 中断请求（INT0）。INT0 中断服务程序完成读数功 能。
AD7874与80386EX接口原理（中断方式）示意图
◆DMA方式
S/H
A/D
数字处理
D/A
y (t )
33
3.模拟滤波器的缺点 模拟滤波器由硬件实现，有如下缺点： ◆元器件特性差异对滤波器性能的影响 ◆温度对滤波器性能的影响 ◆滤波器特性修改很难 ◆输入阻抗、输出阻抗的匹配 ◆每路模拟量都需要，不能共享
软件实现流程
22
◆常用芯片介绍
AD公司生产的12位AD 芯片AD7874，主要特 点： ※4个采样/保持器 ※1个多路转换开关 ※12位数模转换器，单 通道转换时间8μs ※输入电压范围±10V ※参考电压（3V） ◆对模数转换的要求 转换时间、分辨率
23
AD7874内部结构框图
⑥数据采集单元与CPU的接口
③采样保持器
◆作用
在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在A/D 转换期间保持不变。 在AD转换期间，使各路信号的幅值和相位保持不变。 一个模拟量通道一个采样保持器（多通道共用一个A/D转换器）。
◆原理
采样（S）状态：UL为高电平时，AS闭合。 电容C迅速充电或放电到Ui在采样时刻的 电压值。 AS闭合时间应满足使C有足够的充放电时 间，即采样时间。采样时间越短越好。 阻抗变换器Ⅰ的目的：在输入端呈现为高 阻抗，对输入回路的影响小；输出阻抗很 低，使充放电回路的时间常数很小，保证 C上的电压能迅速跟踪输入信号Ui的变化。 一般由运算放大器构成。
18
模拟电子开关
采样脉冲信号
保持（H）状态： UL为低电平时，AS打开，电容器C上的 电压保持为AS闭合时的电压，电路处 于保持状态。 阻抗变换器Ⅱ的目的：在电容C侧呈现为 高阻抗，使C对应充放回路的时间常数很 大；输出阻抗很低，增强带负载能力。一 般由运算放大器构成。
模拟电子开关
采样脉冲信号
◆对采样保持器的要求
30
4.人机接口单元
⑴人机接口CPU ARM系列、PowerPC等 ⑵程序存储器 ⑶数据存储器 ⑷液晶显示接口 液晶的抗干扰是一个问题 ⑸网络通信接口 ◆现场总线（LONWORKS、CAN等） ◆以太网 ⑹键盘输入接口
31
保护CPU板
32
四、数字滤波
（一）滤波器基本概念
1.滤波器的定义 对输入信号进行某种加工处理，以获得信号中的有用信息 而去掉无用信息的一个装置或系统。 2.滤波器分类 模拟滤波器：用无源（R、L、C）器件或有源器件（运算放 大器）组成的一个物理装置或系统。 数字滤波器：将经过采样和模数转换得到的数字量，进行某 种数学处理以获得信号中有用信息，去掉信号中的无用信息。
※采样时间尽量短，满足对快速变化信号采样的要求；（电容C越小越好） ※在采样（S）状态下，电容C上的电压按一定的精度跟踪输入电压Ui的变化 ，跟踪误差小于0.1%； U ※保持时间长，用电容C上的电压下降率T T 来表示保持能力；（电容C越 S C 大越好）
采样间隔时间 采样时间
※模拟开关AS的动作延时、闭合电阻和开断时的漏电流小。 根据不同的应用场合选用不同容量的电容C
包括三种方式：查询、中断、DMA ◆查询方式 采 样 间 隔 由 80386EX 的 定 时器控制，定时中断服务 程序的软件流程如下： 第一步：启动AD转换（通 过P3.0口）； 第二步：查询AD转换结束 信号（通过P3.1口）； 第三步：读数据。
AD7874与80386EX接口原理（查询方式）示意图
◆优点：微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性。
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3.保护测量控制一体化
保护、测量和控制 装置集中组屏
二次回路复杂
保护、测量和控制 装置分散安装
简化二次回路、节约投资
4.自适应控制技术 ◆自适应继电保护的概念始于20世纪80年代； ◆根据系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、 特性或定值； ◆距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域 内有着广泛的应用前景。 5.智能化 进入20世纪90年代以来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、 进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用。 ◆人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方 向保护、主设备保护等。
f s 2 f max
（ ～ 通常取: f s 2.5 3）f max
◆模拟低通滤波器的作用
滤除电流、电压信号中的高频分量（故障发生时，常含有2kHz以上的高频 分量）； 降低采样频率，降低对微机保护装置的硬件要求。
16
◆对模拟低通滤波器的要求
滤除输入信号中频率高于fs/2的分量，消除 频率混叠，防止高频分量混叠到工频附近； 低于fs/2的分量可以通过数字滤波来滤除； 不一定要求很陡的过渡带； 不一定要求阻带有理想的衰耗特性，否则滤 波器的过渡过程加长，影响保护动作时间。
硬件通用、保护动作特性容易改变、测量和控制功能等。
◆保护性能改善
常规保护不易获得的特性、保护新原理的实现等。
◆使用灵活方便，人机界面友好 ◆易于获得附加功能 2.缺点
故障录波、波形分析、故障测距、详细故障信息等。 ◆硬件更新快（传统保护设备30年） ◆软件移植性问题 ◆抗干扰问题
3
二、微机保护的发展趋势
1 量化误为差： n U R 2
因此，模拟信号的量化误差的绝对值小于或等于LSB； 编码位数越多，量化误差越小（分辨率越高）。
21
◆逐次逼近A/D转换原理
基本思想：采用二分搜索法 硬件实现：
软件实现流程： N表示模数转换器的位数。
预设值，最高位为1， 其余位为0
电压偏置电路 偏置电压通常取单极 性时允许电压输入范 围的一半
功能强（数据线、地址线多） 适用于高级语言的微机系统 集成A/D、定时器、接口等
考虑的因数：CPU速度、CPU字长、寻址能力、接口简单、浮点/定点
常用芯片：TI公司的TMS320系列DSP、AD公司的ADSP系列DSP、Motorola公司的 MC68000系列 ⑵程序存储器 带电可擦写，常采用Flash存储器(SST公司、Intel公司、AMD公司、Atmel公司等) ⑶定值存储器 带电可擦写，常采用Flash存储器 ⑷数据存储器 静态SRAM，如：CYPRESS公司的CY7C系列、ISSI公司等；动态SDRAM ⑸可编程逻辑器件（CPLD） 作用：I/O口扩展、组合逻辑的实现等，常采用Lattice、Xilinx等。
6
三、微机保护硬件构成
目前微机保护装置一般采用如图所示的多CPU结构
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①装置面板示意图
8
②装置内部示意图
9
③装置端子
10
1.数据采集单元
⑴作用 ◆强电信号到弱电信号的转换 ◆模拟信号到数字信号的转换 ⑵对数据采集单元的要求
①模拟量 ◆模拟量的数量 ◆模拟量的性质(电流、电压、直流/交流) ◆模拟量的动态范围（电流信号：0.08～20Ie; 电压信号：0.01～1.5Ue） ②采样频率的选择 满足奈奎斯特（Nyquist）采样定理：
5
6.变电所综合自动化技术 现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监 视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和 系统集成的技术基础。 实现继电保护和综合自动化的紧密结合，它表现在集成与资 源共享、远方控制与信息共享。 以远方终端单元（RTU）、微机保护装置为核心，将变电所 的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的 控制保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次 系统的可靠性。
采样频率
11
f s 2 f max
被采样信号的最高频率
⑶数据采集单元的构成
①变换器
◆作用 强电信号转换为弱电信号、隔离作用（抗干扰） ◆种类 电压变换器、电流变换器
12
◆电压变换器
将PT二次侧电压转换成与之成比例的 低电压； 输出电压范围：根据模数转换芯片 （A/D）的输入电压范围来确定，一般 为±2.5V、±5V、±10V。
19
④多路转换开关
◆作用
将多个经采样/保持后的信号逐一与A/D芯片接通的控制电路。常用的多路
转换开关有AD7501（8通道）、AD7506（16通道）等。
◆基本原理
A0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 控制信号输入 A1 A2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 A3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 输出 OUT S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15
◆无源滤波器
构成：由无源器件R、C构成。 优点：结构简单、可靠性高，能耐受较大 的过载和浪涌冲击。 缺点：对谐波分量衰减过大。
二阶RC无源滤波器示意图 通常R=4.7kΩ，C=0.1μF
◆有源滤波器
构成：运算放大器等。 优点：滤波器特性比无源滤波器好。 缺点：元器件参数变化对特性影响较大。
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有源滤波器示意图
硬件上与中断方式相同，软件设计上不同。
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2.开关量输入输出单元
⑴开关量输入单元
⑵开关量输出单元Βιβλιοθήκη 26①信号插件基本原理
27
②操作回路基本原 理一
复归
跳闸
合闸
28
③操作回路基本原理二
跳闸回路
手动分闸或控制分闸
手动合闸或控制合闸
合闸回路
非电量跳闸回路
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3.保护CPU单元
⑴保护CPU的选择
CPU发展方向：
控制信号输入
模拟信号输出
模拟信号输入
AD7506内部原理示意图
20
⑤模数转换
◆作用：将模拟信号转换为数字信号 ◆模拟量的量化
对于一个理想的A/D转换器，其输入输出的关系为：
U D A U R
输入量 参考电压，反应模拟量的最大输入值
要求：UA＜UR D为小于1的数，可表示为： D=B12-1+ B22-2+ B22-2+………+ Bn2-n B1为最高位，表示为MSB；Bn为最低位，表示为LSB。 即：UA≈UR（B12-1+ B22-2+ B22-2+………+ Bn2-n）
1.硬件模块化
微处理器相关功能的极大增强、片内硬件资源的扩充、单片机与DSP芯 片的融合、运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用使硬 件设计更加方便，高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性 和模块化的通用硬件平台创造了条件。 优点：对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。
14
电流变换器的暂态特性（直流分量对变换器的影响）
输入电流： 基波1A
输入电流： 基波1A 直流分量0.2A
15
②模拟低通滤波器
◆采样频率的选择
采样频率fs是微机保护硬件设计 中的关键问题
f s 1 / Ts
采样间隔，通常按等间 隔设计，0.1～2ms fs=fmax*(2/3)
奈奎斯特（Nyquist）采样 定理：
2.网络化
◆继电保护的作用
首要任务
原理：反应保护安装处的电气量 （差动保护、纵差保护除外）
故障性质、故障位置的判断 和故障距离的检测愈准确
切除故障元件 限制事故影响范围
系统复杂度的增加
保证全系统的 安全稳定运行
自适应保护（系统运 行方式、故障状态的 自适应）
系统保护的概念（各保护协调动作）
共享全系统的运 行和故障信息的 数据
微机保护
西南交通大学电气工程学院 2010.5
1
主要内容
◆微机保护特点及发展趋势 ◆硬件构成 ◆数字滤波 ◆微机保护算法
2
一、微机保护的特点
1.优点 ◆维护调试工作量小
传统继电保护装置布线逻辑，每一种功能由相应的硬件和连线实现，维 护调试复杂。
◆可靠性高
微机保护装置的硬件自检、软件自检。
◆灵活性强
电压变换器原理示意图
◆电流变换器
将CT二次侧电流转换成与之成比例的弱 电流； 弱电流在电阻R上产生的电压即为输出 电压； 通过调节电阻R的阻值来调整输出电压。 输出电压范围：根据模数转换芯片 （A/D）的电压输入范围来确定。
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电流变换器原理示意图
◆对变换器的要求
线性度好 抗饱和能力强（电流变换器） 损耗小（原副边相角差） 过载能力要求 ※交流电流回路：2倍额定电流，连续工作 50倍额定电流，允许1s ※交流电压回路：1.5倍额定电压，连续工作 2倍额定电压，允许10s 精确测量范围要求 ※交流电流回路：（0.1～20）倍额定电流 ※交流电压回路：（0.01～1.2）倍额定电压
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◆中断方式
在中断方式下，启动AD转 换 由 80386EX 的 定 时 器 完 成 （ TMROUT2 ） ， 当 AD 转 换 结 束 后 ， 向 80386EX 发 中断请求（INT0）。INT0 中断服务程序完成读数功 能。
AD7874与80386EX接口原理（中断方式）示意图
◆DMA方式