微机继电保护设计
微机电流保护装置的设计
摘要在电力系统中，输电线路是最重要的部分，因此，输电线路的保护对于整个电力系统的稳定运行有非常重要的意义。
电力系统继电保护装置是反映电力系统故障和不正常运行状态、并且作用于断路器跳闸和发出告警信号的设备。
随着电力工业的发展和电压等级的不断升高，对微机保护装置的要求也越来越高，因此，研制出一种高性能的继电保护装置对于电力系统有重要的理论和现实意义。
论文论述了微机保护装置在国内外的发展历史和研究现状，详细的分析了短路故障的形成，原理及产生的危害，对线路设备造成的影响，以及三段式保护的相关设计原理和整定方法。
并为此设计了一套由电压、电流采集电路；A/DMAX197转换电路；数据采集电路和发光二极管显示电路组成的微机保护装置。
关键词：微机保护；三段式保护；短路故障；A/D转换；ABSTRACTIn the power system, the transmission lines is the most important part, therefore, the transmission line protection for the whole of the stable operation of the power system has a very important significance. And the safe and stable operation of the power system to the national economy and people's life and social stability has a very significant influence. Power system protection device is a reflection of the electric power system fault and not normal working conditions, and has an effect on circuit breaker tripped and issued a warning signal equipment. Along with the development of the electric power industry and the voltage level upwards, to the requirements of the microcomputer protection device more and more is also high, therefore, to develop a kind of high performance relay protection device for electric power system is of great theoretical and practical significance.This paper discusses the microcomputer protection device in the domestic and foreign development history and status, and detailed analysis of the formation of the short circuit faults, principle and dangers, the impact of the line equipment, and the protection of three design principle and relevant setting method. And for this design by a set of voltage, current acquisition circuit; A/DMAX197 transform circuit; Data acquisition circuit and leds display circuit composed of microcomputer protection device.Keywords：Microcomputer protection; Tasting protection; Short circuit fault; A/D conversion目录1 绪论 (1)1.1 微机保护的意义 (1)1.2 微机继电保护系统的发展历史及国内外研究现状 (1)1.3 微机保护装置的特点 (2)2 故障分析与保护 (4)2.1 电力系统故障分析的目的与内容 (4)2.2 短路的种类 (5)2.3 短路的危害 (6)2.4 谐波概述 (6)2.5 继电保护的分类 (7)2.5.1 线路保护 (7)2.5.2 变压器保护 (7)2.5.3 发电机保护 (8)2.5.4 母线保护 (8)3 保护原理及整定方法 (8)3.1 电流速断保护 (8)3.2 瞬时电流速断保护 ( I 段) (9)3.3 限时电流速断保护（II 段） (12)3.4 定时限过电流保护（III 段） (15)3.5 三段式电流保护的特点 (18)3.6 零序电流保护 (18)4 微机式保护设计 (19)4.1 保护装置实现的功能 (19)4.2 结构框图 (19)4.3 数据采集电路硬件设计 (20)4.3.1电压、电流采集电路 (20)4.3.2数据采集电路 (21)4.3.3硬件电路器件的介绍 (22)4.3.4 数据采集系统完成的功能 (27)4.4 按键和显示电路设计 (27)4.5 装置实现的功能 (29)4.6 装置的硬件抗干扰措施 (30)4.7 本章总结 (31)结论 (32)参考文献 (33)附录一 (35)附录二 (36)附录三 (37)附录四 (38)翻译部分英文原文 (39)中文译文 (50)致谢 (58)1 绪论1.1 微机保护的意义电力在国民经济和人民生活中处于非常重要的位置。
微机继电保护在电力系统中的应用分析
送入计算机 的电压、 行状态中， 最 常见 同时也是 最危险的故障是发生各种形式的短 器 、电流变换器等信 号传送环 节的影响 ， 这 样会 引起 计算误差 ， 尤其是非周期分 路。 在发 生短路 时可 能产 生以下后果。 故障点很大的短路 电流 电流信 号会 发生畸变 ，
高频 分量 的相 位移等 因素 的影 响使得 畸变 尤为突 和所燃 起的 电弧， 使故障元件损坏 。 短 路电流通 过非故障元件 量 的衰减 、
切除故障的时间常常要求短到十分之几秒甚至百分之几秒， 切 除故 障元件 ， 这是保证 电力系统安全 运行 的最有 效方法 之 人 员做 好继 电保 护装 置的清扫 工作 。 在 对微 机继 电保 护装 置
一
。
实践证明只有在每个 电气元件上装设保 护装置才有 可能满足这 合打扫 ， 以防止一位 工作人员打扫 时误 碰运行 设备， 导致设备 个要求。
关键词 ： 电力系统 ； 微 机继 电保 护； 应用
１ 电力系统 继 电保 护的作 用
差， 特别是在 高频情况下， 它 的分布 电容 的容抗较小， 计算结果
但 实际上， 由于 电压互感器 、 电流互感器 、 电压变换 电力系 统在 运行 中， 可能发 生各种 故障 或 处于不正常运 误差更大。
性， 引起 系统振荡， 甚至使整个系统瓦解。 在 电力系统 的运行 过程 中需要 有人 定时定期 的过去进行 电力系统 中电气元件 的正常工作环 境遭 到破坏 ， 但没有发 有效 的维护， 以保证 电力系统能够正常的运行。 对此， 有关工作 生故 障， 这种情 况属于不正常运行状 态 。 例如 ， 因负荷超过 电 人员会按照规定对微 机继电保护装 置进行定期的勘查 ， 并且还
２ 微机继电保护装置的算法运用
电力系统微型计算机继电保护
2002年4月电力系统微型计算机继电保护1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为微型机继电保护装置。
2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成正比。
3.脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之比值4.当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统不稳定。
5.在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为离散_控制系统。
6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流电流信号。
7.在一个采样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为顺序采样。
8.脉冲传递函数分子多项式为零的根，称为脉冲传递函数的零点。
9.从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为滤波。
10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够滤除输入信号中不需要的频率成份。
11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的频率成份信号。
12.数字滤波器脉冲传递函数的零点z i在脉冲传递函数表达式中以因子1-Z i Z-1的形式出现。
13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax，则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于2fmax。
14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采取的隔离技术是光电隔离。
15.利用正弦函数的三个_瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。
16.在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在自检循环并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。
17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、采样中断子程序和故障处理程序。
18.在电力系统正常运行时，相电流瞬时采值差的突变量起动元件△I bc等于零。
19.电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流差起动元件起动。
开题报告-110kv变电站微机继电保护设计
⑴各种保护方式的确定与整定计算及电气设备的选择；
⑵如何采用微机保护装置来实现电力设备的保护。
解ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ问题的思路：
⑴搜集关于变电站继电保护设计的资料，确定变电站的主接线、参数设定及阻抗计算等;
⑵确定变电站继电保护方式、主变压器的继电保护方式、设计母线的继电保护方式以及线路的继电保护设计等。
5、设计母线和线路的保护及微机保护，初步选定微机型号为南瑞RCS-915系列，以及母线保护的整定计算。
6、断路器、隔离开关的控制及操作回路设计，互感器的配置与接线设计，微机保护、测控及操作箱（PCS系列）的联系方案。
7、将外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至A/D变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器，并计算各种测量数据。
进度计划：
1、整理资料，确定设计的大体方向及内容，完成毕业设计开题报告。
2、查看资料，掌握所需的设计理论知识。
3、变电站的参数设定，阻抗计算，设计线路的保护及整定计算。
4、主变压器的继电保护及微机保护设计，初步选定微机型号为南瑞RCS-9000系列中的RCS-9671为主保护，RCS-9681为后备保护，RCS-9682为低压侧后备保护等，变压器博湖的整定计算。
1．本报告必须由承担毕业论文（设计）课程任务的学生在正式开始做论文（设计）前独立撰写完成，交指导教师审阅、学院审查。
2．每篇毕业论文（设计）课题撰写本报告一份，作为指导教师、学院审查学生能否承担该毕业论文（设计）课题任务的依据，并接受学校的抽查。
国外继电保护发展较早，继电保护技术已经经过了机电式、半导体式、微机式等三个发展阶段。
微机继电保护设计
微机继电保护设计微机继电保护系统是一种利用微机技术和数字保护装置实现电力系统故障保护的智能化设备。
其主要功能是通过对电力系统进行监测和数据处理，及时发现故障、保护设备和系统。
本文将介绍微机继电保护系统的设计原理和步骤。
一、设计原理：1.数据采集：通过传感器、测量仪表等设备采集电力系统的各种电气量，包括电流、电压、频率等。
2.数据处理：将采集到的数据传送给微机，经过数据处理，得到相应的电力系统状态信息。
3.故障诊断：根据电力系统状态信息，判断电力系统是否发生故障，并进行故障诊断，确定故障类型和位置。
4.保护动作：根据故障诊断结果，采取相应的保护措施，对故障设备或电力系统进行保护动作。
5.通信传输：将保护动作信号传输给相应的开关设备，实现快速的故障断开和电力系统恢复。
二、设计步骤：1.需求分析：根据电力系统的类型和规模，确定微机继电保护系统的需求、功能和性能要求，包括保护范围、保护速度、可靠性等。
2.系统结构设计：根据需求分析结果，确定微机继电保护系统的整体结构和组成，包括硬件部分和软件部分。
3.硬件设计：选择适合的硬件设备，并设计电路连接方式和信号接口，保证数据的准确采集和传输。
4.软件设计：根据系统需求，编写相应的软件程序，实现数据处理、故障诊断和保护动作等功能。
5.系统测试：对设计的微机继电保护系统进行全面的测试，包括功能测试、性能测试和可靠性测试，确保系统的稳定性和有效性。
6.系统改进和优化：根据测试结果和用户反馈，对系统进行改进和优化，提高系统的性能和可靠性，并满足不同用户的需求。
三、设计考虑因素：在设计微机继电保护系统时，需要考虑以下几个因素：1.保护范围：根据电力系统的规模和拓扑结构，确定保护范围和保护对象。
2.保护速度：保护系统需要具备快速的故障检测和保护动作能力，以减少故障对电力系统造成的损害。
3.抗干扰能力：保护系统需要具备较强的抗干扰能力，以保证数据的准确采集和处理。
4.可靠性：保护系统需要具备较高的可靠性，以保证系统的稳定运行和故障保护效果。
电力系统微机继电保护课程设计
电力系统微机继电保护课程设计一、绪论为了提高电力系统运行的可靠性和安全性，保护措施是不可或缺的一部分。
在电力系统中，继电保护是其中最重要的一种保护措施。
继电保护的核心是电路保护，主要包括潮流保护和差动保护两大类。
然而，由于电力系统的复杂性，基于传统继电保护的方法难以满足当前电力系统的保护要求。
因此，微机继电保护的出现，为电力系统保护和安全稳定运行提供了新的技术手段。
二、微机继电保护原理微机继电保护是电力系统中采用电子技术实现的高速、准确地检测故障和定位故障位置的自动化设备。
其原理是在故障的瞬间，通过采集电力系统中的各种信号，并对其进行快速的计算和分析，最终实现对电力系统有序、快速、准确的保护。
其中，微机继电保护的核心是数字信号处理器（DSP）和程序控制器，通过高速计算和分析电力系统中各种数据，最终实现对电力系统的保护。
三、课程设计任务1. 设计任务设计一台基于微机继电保护的电路保护系统，实现对电力系统中的故障进行快速的检测和定位，并保障电力系统的安全稳定运行。
2. 设计内容本次课程设计主要涉及以下内容：1.潮流保护的设计2.差动保护的设计3.基于DSP的高速计算技术4.程序控制器的设计3. 设计思路本次课程设计的思路是：在故障的瞬间，通过采集电力系统中各种信号（如电压、电流等），并通过潮流保护和差动保护等方式对其进行分析，最终实现电力系统的保护。
同时，电路保护系统通过DSP和程序控制器的协同控制，实现对电路保护过程的快速问题诊断。
本次课程设计的关键技术是程序控制器和DSP技术。
四、设计实现步骤1. 选题本次课程设计选题为电力系统微机继电保护课程设计。
2. 分工合作在确定选题之后，按照小组成员的各自特长和兴趣分配任务，各自完成设计和编程任务。
3. 设计和编程根据选题确定设计思路，开始进行电路保护系统的潮流保护和差动保护的设计和编程。
4. 单元测试设计和编程完成后，进行单元测试，分别测试各个模块的功能是否正常。
变压器微机继电保护研究
３ １ 控 制 回路异常告警 ． １
通过外接断路器跳、合闸线圈采集断路器 的跳位与合位，当控制电源及断路器位置辅助 触点正常时，必有且只有一个跳位或合位 ； 否 则， ３ｓ 经 延时报控制回路异常告警信号， 异常
不闭锁保护。 ３ ２ 非 电量保护 ． １ 继电器微机 保护系统应 该具有重 瓦斯 、 压
（ ） 一
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特性 ３非常反时限 ） ：— （ ： ￡
特 性 ４极端 反时限 ） ＝ （ ： ｔ
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ｔ ，一Ｌ Ｉ ｛ｌ ｐ
ｆ ３ １员保记 ， ， 家李等． 适应 分相 电流差 王钢 贺 自 动保护 的研 究ｍ忠 力 系统 自 动化 ， ９（０ １ ９１） ９ ［ ４ 】隋风 海． 变电站故 障的远后备 保护田 电力 系 ．
，
能够在数据总线上交流，配合监控软件可以组 成变电站 自动化系统。（＞ ２保护原理先进， 配置 合理 、 完善， 既能满足大网的运行要求 。 也能适 应小网特别是小水电网的要求。（） ３结构可靠。 密封好， 具有良好的抗干扰和防尘能力。（） ４减 小安装尺寸。分布式安装时可直接装于开关柜 上， 集中组屏时可减少屏数。 降低造价。（ 用 ５ Ｅ 与操作简单 ， 适应低电压等级运行人员的技术
Ｔ ｖ断线返回。 ４结语 变压 器微 机机 电保护 系统应 采用 统一 规
划 、ｋｉ 万 实施 的原则开发实施 。 Ｉｉ － 系统框架应采用 模块化设计， 具有良好的开放性和可扩充性。 在 制定设计方 案时要求 做到： （） １满足变电站综合自动化的要求， 有按标 准规约制定的网络接口。 所有保护的运行数据
水平 。
参 考 文献
ｆ １ １张邦荣． 组合电器在电网改造 中的应 用及相
开题报告-110kv变电站微机继电保护设计
⑷主变压器微机保护设计，母线微机保护设计
⑸中央信号系统的设计及设备装置的选型
3．工作方案及进度计划
工作方案：根据继电保护的特点，使电力系统的电压等级选择相应的硬件，保证电力系统的稳定运行，计算电力系统的短路电流且选择合适的电气设备，把整定值输入电力系统的微机保护装置中，使电力系统安全、稳定的运行。
主要研究的问题：确定继电保护方式；变压器、母线及线路保护方式确定；设备和线路保护整定计算。难点在于：
⑴各种保护方式的确定与整定计算及电气设备的选择；
⑵如何采用微机保护装置来实现电力设备的保护。
解决问题的思路：
⑴搜集关于变电站继电保护设计的资料，确定变电站的主接线、参数设定及阻抗计算等;
⑵确定变电站继电保护方式、主变压器的继电保护方式、设计母线的继电保护方式以及线路的继电保护设计等。
⑵半导体式：20世纪50年代后，出现了晶体管保护装置。这种装置体积小、动作快、无机械转动部分。经过20余年的研究与实践，晶体管保护装置的抗干扰问题从理论和实际都得到了满意的解决。到了20世纪80年代后期，静态继电保护装置由晶体管式向集成电路式过渡，成为静态继电保护的主要形式
⑶微机式：20世纪60年代末，提出了小型计算机实现继电保护的设想，但由于价格昂贵难于实际采用。但随着微处理器技术的快速发展，在20世纪70年代后期，便出现了性能比较完善的微机保护样机并投入运行。20世纪80年代微机保护在硬软件技术方面已趋成熟，进入90年代，微机保护已被大量应用，主运算器由8位机，16位机发展到目前的32位机。数据转换与处理器件由A/D转换器，压频转换器(VFC)，发展到数字信号处理器(DSP)。
2．本课题主要研究方法、研究手段和需要重点研究的问题及解决的思路
第三章 微机继电保护基础
跟随器的输入阻抗很高（达 1010 ）， 输出阻抗很低（最大 ），因而A1对输入 6 u sr 来说是高阻抗；而在采样状态时，对 信号 C h 为低阻抗充电，故可快速采样。又 电容器 由于A2的缓冲和隔离作用，使电路有较好的 保持性能。
SA为场效应晶体管模拟开关，由运算放大器A3 驱动。A3的逻辑输入端 S / H 由外部电路（通常可 C h 处于 由定时器）按一定时序控制，进而控制着 采样或保持状态。符号 表示该端子有双重功 S/H 能，即 S/H S / H ＝“1”电平为采样（Sample）功能, ＝“0”电平为保持（Hold）功能。某个符号 上面带一横，表示该功能为低电平有效，这是数字 电路的习惯表示法。
A1和A2的接法实质相同，在采样状态（SA接通时），A1 的反相输入端从A2输出端经电阻器R获得负反馈，使输出跟 踪输入电压。在SA断开后的保持阶段，虽然模拟量输入仍 在变化，但A2的输出电压却不再变化，这样A1不再从A2的 输出端获得负反馈,为此在A1的输出端和反相输入端之间跨 接了两个反向并联的二极管，直接从A1的输出端经过二极 管获得负反馈，以防止A1进入饱和区，同时配合电阻器R起 到隔离第二级输出与第一级 fmax
目前大多数的微机保护原理都是反映工频量的，在这种 情况下，可以在采样前用一个低通模拟滤波器（Low Pass Fliter， LPF）将高频分量滤掉，这样就可以降低 f S 。实际 上，由于数字滤波器有许多优点，因而通常并不要求图3-1中 的模拟低通滤波器滤掉所有的高频分量，而仅用它滤掉 f S / 2 以上的分量，以消除频率混叠，防止高频分量混叠到工频附 近来。低于 f S / 2 的其他暂态频率分量，可以通过数字滤波 来滤除。
由于Z g 很小，所以共模干扰信号对变 换器二次侧的影响得到了极大的抑制。这 样中间变换器还起到屏蔽和隔离共模干扰 信号的作用，可提高交流回路的可靠性。
微机继电保护的优点及抗干扰措施
微机继电保护的优点及抗干扰措施微机继电保护是利用微机技术应用于电力系统继电保护领域的一种新型保护方式。
相比传统的继电保护装置，微机继电保护具有许多优点，并采取了一系列的抗干扰措施，使其在电力系统中具有更高的可靠性和稳定性。
下面将分别介绍微机继电保护的优点及抗干扰措施。
优点：1. 功能强大：微机继电保护具有复杂的计算与逻辑判断能力，可以实现多功能的继电保护，如过电流保护、距离保护、差动保护等，满足电力系统各种保护要求。
2. 灵活性高：微机继电保护采用数字化处理技术，可以对保护参数进行灵活设定，实现保护逻辑的可编程，适应不同的保护要求和系统变化。
3. 报警和故障记录：微机继电保护可以记录和保存电力系统的故障、报警和工作状态信息，便于运维人员对系统进行故障诊断和分析，有助于提高系统的可靠性和稳定性。
4. 故障信息传输：微机继电保护可以通过通信网络将保护信息传输给上位监控系统或远程操作中心，实现对电力系统的远程监控与控制，提高对系统的管理效率。
5. 准确可靠：采用了先进的数字信号处理和算法技术，微机继电保护具有较高的精度和准确性，可以对电力系统的故障进行快速、准确的判断和定位。
抗干扰措施：1. 信号滤波：微机继电保护在采样前对输入信号进行滤波处理，去除高频噪声和干扰信号，改善系统的抗干扰能力。
2. 信号增益：采用合适的信号增益技术，将微弱的故障信号放大，并抑制高幅值的干扰信号，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 冗余处理：微机继电保护采用了冗余的设计和工作方式，即使用多个微机保护实现同一保护功能，并进行互相比对和监控，降低系统误动和误闭合概率。
4. 硬件抗干扰：采用抗干扰性能好的硬件设备、线缆和连接器，提高整个系统的抗电磁干扰能力。
5. 抗震设计：为了提高微机继电保护系统的抗震性能，可以采用防震支架、防震底座等措施，减少地震等外力对系统的干扰。
微机继电保护具有功能强大、灵活性高、报警和故障记录、故障信息传输、准确可靠等优点，而且采用了信号滤波、信号增益、冗余处理、硬件抗干扰和抗震设计等抗干扰措施，确保系统的稳定性和可靠性。
继电微机保护课程设计
前言电系统的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。
但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。
继电保护（包括安全自动装置）是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。
许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。
因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。
因此，继电保护技术得天独厚，在几十年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
（1）机电式继电保护阶段。
（2）晶体管式继电保护阶段。
（3）集成电路式继电保护阶段。
（4）计算机式继电保护阶段。
随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。
可以说从20 世纪90 年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
本次课程设计主要任务是通过对某简单电网进行继电保护系统设计，掌握继电保护的配置方法、基本原理和整定计算的基本方法，深化对线路、变压器、母线等元件的继电保护基本原理和装置结构的理解，掌握各种元件的保护配置和故障后的动作特性，掌握微机保护中各种保护的整定方法、接线方法。
掌握判定微机继电保护装置正确动作的方法。
第一章继电保护的配置按照《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285-93）及《电力装置的继电保护和安全自动装置设计规范》（GB50062-92）的要求，35kV及以上中性点非直接接地电力网的线路，对相间短路和单相接地，应按本节的规定装设相应的保护。
保护装置采用远后备方式。
对单侧电源线路，可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护。
对单相接地故障，应在发电厂和变电站母线上，装设单相接地监视装置，监视装置反映零序电压，动作于信号。
微机继电保护算法
计算精确则往往要利用更多的采样点和进行更多的计算工作量。所以研究算法的实质是如何在速度和 精度两方面进行权衡。还应当指出，有些算法本身具有数字滤波的功能，有些算法则需配合数字滤波 器一起工作，因此评价算法时还要考虑它对数字滤波的要求。
§3.1 起动元件算法 继电保护装置的起动元件用于反应电力系统中的扰动或故障。微机保护装置中起动元件是由软件实 现的。它的原理是反映两相电流差的突变量。其公式为：
以A相故障、BC两相运行为例。
I |i|bc K ib cN K | |ib cN K ib c N K ||
2
2
i i 式中此处、，bc仅K用、了i一bcK个分周N2 别期为的当数b前c据K时。 N刻在的系B统C振相荡电流时差一，个半周周期前时对间应内时电刻流和变一化周不前会对很应大时，刻故的不B会C引相起电保流护差。误
目前常用的选相方法是首先计算出三个相电流差突变量的有效值，即 、 、 并把他
们分为大、中、小。如果：
I ab I（b大c-中）<I<c（a中-小）
必定是单相接地故障。从图27看出，当A相单相接地时，
最大， ， 很小且接
近相等，设 为大者， 为中者， 为小者。因
与
相差不多，所以其差值很小，而
比 大的多，故上式一定满足，且小者的字母对应两相为非故障相。如不满足上述条件则为相间故
N 1 2
§3.5 傅里叶算法（傅氏算法）
傅里叶算法的基本思路来自傅里叶级数．其本身具有滤波作用．它假定被采样的模拟信号是 一个周期性时间函数，除基波外还含有不衰减的直流分量和各次谐波，可表示为：
式中n为自然数，代表谐波次数。n=0，1， 2，...；an和bn则分别为各次谐波的正弦项和余弦项的振 幅．由于各次谐波的相位可能是任意的．所以把它们分解成有任意振幅的正弦项和余弦项之和。a1和 b1分别为基波分量的正、余弦 项的振幅.
微机继电保护实验报告
本科实验报告课程名称：微机继电保护实验项目：电力系统继电保护仿真实验实验地点：电力系统仿真实验室专业班级：电气1200 学号：0000000000 学生：000000指导教师：0000002015年12 月 2 日微机继电保护指的是以数字式电脑(包括微型机)为基础而构成的继电保护。
众所周知，传统的继电器是由硬件实现的，直接将模拟信号引入保护装置，实现幅值、相位、比率的判断，从而实现保护功能。
而微机保护则是由硬件和软件共同实现，将模拟信号转换为数字信号，经过某种运算求出电流、电压的幅值、相位、比值等，并与整定值进行比较，以决定是否发出跳闸命令。
继电保护的种类很多，按保护对象分有元件保护、线路保护等；按保护原理分有差动保护、距离保护和电压、电流保护等。
然而，不管哪一类保护的算法，其核心问题归根结底不外乎是算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、电流等的有效值和相位以及视在阻抗等，或者算出它们的序分量、或基波分量、或某次谐波分量的大小和相位等。
有了这些基本电气量的计算值，就可以很容易地构成各种不同原理的保护。
基本上可以说，只要找出任何能够区分正常与短路的特征量，微机保护就可以予以实现。
由此，微机保护算法就成为了电力系统微机保护研究的重点,微机保护不同功能的实现,主要依靠其软件算法来完成。
微机保护的其中一个基本问题便是寻找适当的算法,对采集的电气量进行运算，得到跳闸信号，实现微机保护的功能。
微机保护算法众多，但各种算法间存在着差异，对微机保护算法的综合性能进行分析,确定特定场合下如何合理的进行选择,并在此基础上对其进行补偿与改良,对进一步提高微机保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性,满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义。
目前已提出的算法有很多种，本次实验将着重讨论基本电气量的算法，主要介绍突变量电流算法、半周期积分算法、傅里叶级数算法。
二、实验目的1. 了解目前电力系统微机保护的研究现状、发展前景以及一些电力系统微机保护装置。
微机继电保护
电动机保护整定计算
电动机过热保护
1. 若电动机厂家提供电动机在n倍额定负荷电流下，允许运行ts，或 堵转电流为n倍额定电流时，允许堵转时间为ts，则直接整定过负 荷系数kgh=n，过负荷时间ts。
2. 按躲过起动电流整定，如1.2倍额定电流值，120s，直接起动结束 时不发生过负荷报警信号（75%过负荷跳闸值）为止。
母联备用电源自投保护
保护功能
1. 复合电压闭锁的二段定时限过流保护 2. 一段零序过流保护 3. 母联自投 4. 三相一次重合闸（不检定） 5. 合闸后加速保护（零序加速段或可经复压闭锁的过流加速段） 6. 独立的操作回路及故障录波
母联备用电源自投保护 装置闭锁和告警
当装置检测到本身硬件故障时（RAM出错，EPROM出错， 定值出错，电源故障），发出装置报警信号，同时闭 锁整套保护。
当装置检测出下列问题时发出运行异常报警信号 1. 弹簧未储能 2. 电压互感器断线报警 3. 控制回路断线 4. 跳闸位置继电器异常 5. 频率异常 6. 零序过流报警 7. 过负荷报警 8. 接地报警(零序过压报警) 9. 轻瓦斯报警 10. 超温报警 11. 备用非电量报警
配变保护逻辑框图
各保护环节逻辑框图见图2-1~图2-10 典型一 配电变压器保护装置逻辑框图见图2-11 典型二 配电变压器保护装置逻辑框图见图2-12
主变压器保护
保护功能
1. 差动速断保护 2. 比率差动（二次谐波制动）保护 3. 高压侧复合电压闭锁过流保护（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段） 4. 低压侧复合电压闭锁过流保护（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段） 5. 带延时的非电量保护（跳闸与信号） 6. 过负荷保护起动风机，闭锁调压信号报警 7. 电流互感器断线报警及闭锁比率差动保护 8. 电压互感器断线报警
微机继电保护课程报告
微机继电保护课程报告基于暂态能量法原理选线的谐振接地保护0 引言经消弧线圈接地的电网又称为补偿电网。
补偿电网中单相接地故障率比较高，由于其不影响负荷连续供电，故不必立即跳闸。
但单相接地后非故障相电压会升高，长时带故障运行将影响系统的安全。
因此，需要在接地故障后迅速准确地选出故障线路。
为了研究谐振接地系统上述稳态及暂态特性，现用MATLAB/simulink软件搭建一个38.5/10的谐振接地配网系统。
结合仿真波形对故障时零序电流、零序电压的特性进行了认识，仿真验证了文献[1]提出的采用暂态能量法原理的正确性。
1暂态能量法选线原理在谐振接地电网中，系统发生单相接地故障后，接地点的电容电流得到消弧线圈感性电流的补偿，使得故障点残余电流很小，有利于接地电弧熄灭。
同时，因消弧线圈的补偿作用，故障线路的零序电流方向和非故障线路的方向相同，不易选线。
但此时零序电流中的阻性分量与补偿无关，即故障线路的零序电流的阻性分量与非故障线路的零序电流的阻性分量方向相反，且故障线路零序电流阻性分量的绝对值最大。
如果能够从线路零序电流中分解出阻性电流分量，则就可利用此值进行选线。
但从零序电流中分解阻性分量势必涉及功率定义和电流分解问题。
考虑到电网中电容和电感只存储能量而不消耗能量，则零序电流与电压乘积在一定时间内的积分值就是零序电流中阻性分量所消耗的能量。
此能量同样具有零序阻性电流的特点，可以作为选线的判据。
为了使选线判据在间歇性电弧接地和瞬间接地时同样有效，以暂态量作为研究对象，所以此时定义的零序电流不再是传统意义上的三序电流中的零序分量，而是零序电流的暂态量，同样，零序电压也为零序电压的暂态量。
考虑到实际工程中出线电流互感器相互特征不对称的影响，工频量与负荷关系很大，实际系统是不对称的，该暂态量获取方法为：用数字陷波器去掉故障后暂态总响应中的50Hz 工频分量，剩下衰减分量和各次谐波，本文称之为故障后的暂态分量，并由此构造暂态能量。
浅析35kV变电站微机继电保护设计
赵 科
（ 重庆市 巴南区供 电有限责任公司 重庆 市 巴南区 ４ ０ １ ３ ２ ０ ） 摘 要： 社会的不断进步与经济 的不断发展 ， 给 电力系统提 出了新 的更高要求 ， 同时， 也对继 电保护提出了新的更高要求 。伴随着 电 子技 术、 计算机 技术与通信技术的不断发展 ， 微机继 电保护正在面临着崭新 的春天 ， 给 电力系统的正常运转 带来很 多便利 。 本文着重 阐述 了３ ５ ｋ Ｖ变电站微机继 电保护 的相关 内容 。 关键词 ： ３ ５ ｋ Ｖ； 变电站； 微机； 继 电保护： 设计 中图分类号 ： Ｔ Ｍ７ ７ ４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ７ ３ ４ ４ （ ２ ０ １ ３） １ ３ — ０ ０ ５ ３ — ０ ２
功能的灵敏性 是指微机继 电保护 装置对于供 电系统 故障的反应速 度和 反应 能力。 其反应速度迅速 ， 反应能力较强 。 在保护装置的工作范围 伴 随着社会 与经济 的不 断发展 ， 我 国继 电保 护学科 、 继 电保 护设计 微机继 电保 护装置都不应 该出现拒绝保护 的动作， 也就 是说起保护 等相关 的领域 正在逐渐拓展 ， 继 电器制造工业和继 电保护技术 队伍也经 内， 故障的性质的影响 。尤其 当故障 点位于保 历 了不断成长与 不断壮 大的过程。我们在继 电保护方面所取得 的成就是 功能的发挥不应 该受到位 置、 继 电保护装置 同样应该快速与准确 的做 出反 巨大 的。 ３ ５ ｋ Ｖ微机继 电保护 的重要性不言而喻 ， 这不但关系 到设备本身 护装置 的工作 范围之 外时， 而不应产生错误动作 。 的使用寿命与使 用安全 ，同时还关 系到整个 电力系统 的运转是否正常 ， 应， － ３ 高质量与可靠性 关系到社会生产 以及群众生 活的方方 面面。因此， 我们应该认识到 ３ ５ ｋ Ｖ ３ 继 电装置发挥 作用还 具有高质量与可靠性的特点。为了保证供 电系 变 电站微机继 电保护 的重要性 ， 做好 ３ ５ ｋ Ｖ变电站微机继电保护设计。 统 的运 行安全 ，微机继 电保护装置应 该随时能够快速 与准确 的发现 问 ２ 我 国微 机继 电保护 技术 的应 用 现状 与发 展历 程 题， 并且做 出及 时与科学 的动作进行 问题处理。否则继 电保护装置本身 我国国土面积广阔，社会生产和群众生活对 于电力的需求量较大 ， 变 也会变成引起故障 的原 因之 一， 这一 问题应 该引起 我们的足够重视 。因 电站数量众多。其 中 ３ ５ ｋ Ｖ的变 电站在电力事业的发展 中占据着极 为重要 此， 继 电保装置在设计 构造、 设备质量 、 整定计算 、 安装调制等环 节都应 的地位 。因此 ， 如何提高对 ３ ５ ｋ Ｖ变 电站微机继电保护 的质量是一个极为 该注意其科学性和实用性。再投入使用之后还应该做好运行维护等相关 关键 的问题 ， 对于我 国电力工业的快速、 稳固、 安全发展有着重要的意义 。 工作， 以及时的发现继 电装置存在 的问题， 并且加 以及时解决。 在 电子计算机技术 以及 相关信息技术 飞速发展的今天 ， 电子 技术在 ３ ５ ｋ Ｖ变 电站微机 继 电保 护 设计 继 电保护领域的应用越来越 广泛并且受到普 遍认可， 从很大程度上 促进 ４ 了微 机继电保护 的技术 发展 ， 促进 了我 国电力事业的发展 。伴 随着 相关 ４ ． １ 基本构成 技术 的发展， 微机继 电保护 技术的发展正 向着 智能化、 多元化 、 网络 化的 微机继 电保护 系统的显著特 征是通过微机 监控系统来 完成对变 电 以实现变 电站运行的安全与高效。同时。 它还采用分散式 方 向发展 ， 可 以为变 电站 的继电保护提供更加 先进的技术手段和更加 多 站的 自动监控 ， 微机继 电保护装 置的 样化 的措 施。当前的微机继 电保护装置不但拥有 基本的继 电保护功 能， 的保 护装置确 保继电保护得 以完成 。通常情况下 ， 还具备一 些显著优 势， 可以更好地适应工作， 提高变 电站的工作质量 。 系统 结构大致 可分为主控 层、 通信管理层 以及现场控制层三个相互 联系 与不可分割 的部分， 其 中主变 、 进线、 公用通 讯为集中组屏安装 ， 全部 的 ３ 微 机 继 电保 护技 术 的基本 优 势和 特点 监控 装置和保 护装置 分别构成相 应的 网络 体系 ，并通 过 Ｃ Ａ Ｎ Ｂ Ｕ Ｓ ／ Ｒ Ｓ 一 ３ ． １选择性 ２ ３ ２转换器接入智能通讯控制器， 最终达 到与监控主机通信的 目的［ １ 】 。 当供 电系统的运行发生 问题 时， 继 电保护装 置便 发挥作用 。主要通 ． ２ 相 关 功 能 分 析 过有选择性 的对 发生故障 的位 置加 以剔除 ，保持继 电器 的正常工作 ， 实 ４ 法拉第 电磁定律 是其基 本的理论依据。法拉第 电磁感应定律指 出， 现保护功 能。这一过程是通过 以最快的速度断开与故障位置距离最近的 变化 的电流能够产生磁场 ， 恒 定变化 的 电流可 以产生稳定的磁场 。而变 断路器实现 的，这是保证整个供 电系统其它部分正 常运转 的关键所在 。 这就使得磁场成为其工作过 为 了保证变 电站 的工作质 量， 更好 的应对突发状 况， 供 电系 统 中往 往会 电站工作过程 中面对 的是 电流 的不 断运 动， 有超过一套 的微机 继电保护装置 。这 两套保护装置之 间具有一定差别 ， 程 中必然存在 的问题 。磁场 的产 生会 由于其电磁性对周围的相关设备 ， 尤其是微机等 电子设备产生一定影 响。 套 的反应速度 相对较快 ， 便可将其称 之为主保护 ， 而另外 一套则起 到 变 电站的微机保护系统应该包括功 能各不相 同的两个部分， 即监控 补充作用 ， 作为后备保护使用 。 在供 电系统发生故障时， 首先发挥作用的 是主保护 ， 此 时主保护 通过迅速断 开事 故点与整个系统之 间的联系发挥 装置和保护装置 ，这是保证其功能发挥并 且免 于电磁干 扰的重要措施 。 变电站的微机继 电系统都拥有强大 的抗 电磁干扰 能力和抗谐波干 作用 ， 保证变 电站不 出现意外状况 。而后 备保 护承担的任务则 是在 主保 因此， 也是其保护 自 护或其操 控的断 路器 出现运行 问题 时， 接 替主保护 的工作 ， 完成对 故障 扰能力。这两个装置共同作用是其发挥作用 的关键所在 ， 身的重要措旌 。 系统的输入／ 输出回路是继电装置设置 中应该注意的关键 位 置的剔除【 １ ］ 。 需要安装 光电隔离装置 以防止外接光 电伤害。另外 ， 防止接点抖动的 由于微机继 电技术 保护对设备具有一 定的选 择性， 因此主保护 的保 点， 装置也是输入／ 输出回路不可或缺 的重要部分 。 微机保护装置应该同时具 护 范围必然会受到影 响， 只有需要牺牲一 定的保 护范围才可 以提高其 反 保护 、 控 制以及通讯等相关功能 ， 在实现独立处理 问题功 能的同 应速 度实现保护功能的发挥 。 这 一状况便 使得后 备保护 设备的存在相 当 有监测 、 做好对 于 自身 的保护 。主要装置的功能如下： 重要 。后 备保护设备 承担着对 于主保护 的保护 死 区进 行监管 的重要任 时，
微机继电保护简介
(2)从装置外部经端子排引入装置的触点 如需要运行人员不打开装置外盖而在 运行中进行切换的各种连接片、转换开关、其他保护装置和控制继电器的触点等。 对这些触点，应经过光电隔离器V再引入微机，如图6-58所示，以免给微机保护引 入外部回路的干扰。
图6-58 保护装置外部引入触点与微机的连接 图
● (二)它是微机保护主机系统的中枢。它根据预定的软件
程序，执行存放在可擦只读存储器（EPROM）和可擦可写只读存储器（E2PROM）中
的程序，运用其算术和逻辑运算的能力，对由数据采集系统输入至随机存储器
（RAM）的原始数据分析处理，从而完成各种保护功能。
微机继电保护简介
一、 概 述 微机继电保护简称微机保护，是以微处理器为核心组成的继电保护装置。 微机保护与传统的机电型继电保护相比，具有下列特点： (1)可靠性高 在应用软件的配合下，它具有极强的综合分析和判断能力，能对各种故障进行自动识别和排 除干扰，有效地防止保护装置的误动和拒动。 (2)功能齐全 微机保护可以实现各种复杂的保护功能，并可自动打印记录系统故障前后的各种电气参数 数值、波形及各种保护的动作情况，供故障分析之用。 (3)调试维护方便 传统的继电保护装置，测试工作量一般都相当大，花费的时间通常都比较长。例如 调试一套高压输电线路的保护装置，通常需两三周或更长时间，而微机保护几乎不用调试。
(4)经济性好 经济性包括装置的投资费和运行维护费两部分。随着大规模集成电路技术的发展和微机 的广泛应用，微机硬件的价格不断下降，相反地，传统的机电型继电器的价格却不断上升。
由此可见，微机保护已成为电力系统保护的更新换代产品，具有广阔的发展前景。
二、微机保护的硬件 微机保护的硬件系统包括数据采集系统、主机系统和开关量输入/输出系统 等三部分，其框图如图6-56所示。
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基于89c51单片机的继电保护装置的硬件设计张银龙２００９０１１００３２９电气０９－３（订单）1.1继电保护的发展趋势继电保护技术未来趋势是向计算机化、网络化、智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
1）计算机化计算机硬件迅猛发展，系统集成度越来越高。
单一处理器的处理速度和处理能力不断提高，处理速度的不断提高为单一芯片作为微机继电保护技术奠定了基础。
89C51作为32位芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。
CPU寄存器、数据总线、地址总线都是32位，具有存储器管理功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。
2）网络化计算机网络作为信息和数据通信的工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活面貌发生了根本变化。
它深刻影响着个个工业领域，也为各个领域提供了强有力的通信手段。
继电保护作用不只是限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统与重合闸装置分析这些信息和数据基础上协调动作，保证系统安全稳定运行。
显然，实现这种系统保护基本条件是将全系统各主要设备保护装置用计算机网络联系起来，亦即实现微机保护装置网络化。
3）保护、控制、测量、数据通信一体化实现继电保护计算机化和网络化条件下，保护装置实际上市一台高性能，多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。
它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可以将它所获被保护元件任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。
每个微机保护装置可完成继电保护功能，无故障正常运行下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化、4）智能化今年来，人工智能技术在电力系统等各个领域都得到了应用，继电保护领域应用研究也已开始。
神经网络是一种非线性映射方法，很多难以列出方程或难解的复杂问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。
1.2继电保护的基本任务继电保护的基本任务包括：1）自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分恢复正常运行。
2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减轻负荷或跳闸。
2.1继电保护的基本原理和保护装置的组成2.1.1继电保护的基本原理利用正常运行与区内外短路故障电气参数变化的特征构成保护的判据，根据不同的判据就构成不同原理的继电保护。
例如：（1）电流增加（过电流保护）：故障点与电源直接连接的电气设备的电流会增加电压降低（低电压保护）：各变电站母线上的电压将在不同程度上有很大的降低，短路点得电压降到零。
（2）电流与电压的相位角会发生变化（方向保护）：正常20°左右，短路时60°~85°（3）电压与电流的比值会发生变化（4）距离保护或阻抗保护：系统正常运行时负荷阻抗，其值较大，系统短路时Z是保护安装到短路点之间的阻抗，其值较小（5）及其他保护2.1.2继电保护装置的组成根据不同原理构成的继电保护装置种类虽然很多，但他们都有三个基本部分组成，即测量部分、逻辑部分和执行部分，其原理框图如下：图1-1 继电保护装置的原理结构图（1）测量部分测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等于“0”或“1”的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。
通常这一部分的硬件电路主要有模数转换芯片（A/D）或电压频率变换芯片（VFC）与数据信号处理器(DSP)或控制处理器单元(CPU)组成。
（2）逻辑部分逻辑部分是根据各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，是保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分。
继电保护中常用的逻辑回路有或与否延时启动延时返回以及记忆等回路。
着一部分的硬件电路主要是ＤＳＰ或ＣＰＵ（3）执行部分执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所负担的任务。
如故障时动作于跳闸；不正常运行时发出信号，正常运行时，不动作等。
这一部分的硬件电路主要由控制器和继电器组成的开关部分组成。
2.2继电保护装置的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1）选择性继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电的范围尽量小，以保证系统中得无故障部分仍能继续工作。
2)速动性快速的切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
对继电保护速动性的要求，应该根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定。
3）灵敏性继电保护的灵敏性是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置和短路类型如何，都能灵敏的正确的反应。
4）可靠性保护装置的考考性是指在该保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他保护不应该动作的情况下，则不应该错误动作。
以上四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也使贯穿全文的一个基本线索。
在它们之间吗，即由矛盾的一面，又有统一的一面。
3.1微机继电保护装置的硬件设计 3.1.1硬件系统框图微机继电保护的系统框图如图所示：|图1-2微机继电保护系统框图本装置的硬件部分按功能可分为6个模块。
其中，信号采集模块负责将电网来得大电压大电流信号转换为系统可接受的小电压信号，并且将数字量转化为模拟量，供处理器进行信号处理；人机交互模块承担着人与机器的交互任务，主要是指键盘和液晶显示；存储系统有FLASH 和SDRAM 组成，负责存储代码和数据；通信模块由串口和以太网口组成，负责远程通信、控制和组网；出口继电器模块是保护的动作出口，实现对电网的保护控制；电源系统负责对其他模块进行供电，将220V 交流电转换成各个模块所需要得直流电。
3.2微机继电保护装置的硬件设计 3.2.1CPU89C51单片机核心子模块控制芯片是系统的核心控制单元。
89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM ）的低电压、高性能CMOS 微处理器，俗称单片机。
最高工作频率24MHZ ，具有32位可编程I/O 线 ，两个16位定时器/计数器 ，5个中断源 ，低功耗的闲置和掉电模式。
其引脚图如下：图1-3 89C51的引脚图图1-4外部存储器硬件接线图3.2.2交流信号采集模块交流信号采集模块框图如下：、图1-5交流信号采集模块如图1-5所示，信号采集模块主要由3个部分组成：互感器、低通滤波器和A/D转换芯片。
微机保护要从被保护的电力系统线路或设备的电流互感器的变化范围与微机保护装置硬件电路并不匹配，故需要降低或变换。
对于电压变换可采用较小的降压变压器，如图1-6（a）所示。
对于电流变换可采用电流变换器如图1-6（b）所示。
(a)(b)图1-6电压电流变换电路电流变换器最大的优点是只要铁芯不饱和，其二次电流及并联电阻上的二次电压的波形可基本保持与一次电流波形相同且同向，即它的转换可使电流不失真。
这点对微机继电保护具有重要意义。
本文选用的是南京择明高精度超小型精密电流电压互感器。
CT的变比为2000:1，精度达到0.2级，线性度为千分之一，可以满足装置采用的精度要求。
互感器及其滤波电路如图1-6和图1-7所示。
图1-6电流转换电路图中是T1电流互感器，用于将电网来得大电流信号转换成微机保护装置可以接受的小信号，R2、C1、R3、C2构成了二阶无源低通滤波网络，D1和D2组成保护电路，用于钳住大于5V和小于0V的信号图1-7电压转换电路图中T9是电压互感器，用来将电网的电压信号转换成微机继电保护装置可以接受的小信号。
R19是限流电阻，R20是采样电阻。
其余部分和电流转换电路相同。
图1-6和图1-7中得输出信号AIN接A/D转换器的模拟量输入端，由于本装置采用的AD 转换器电压的输入范围是0-5V。
为了确保进入A/D的信号是正电压且具有最大的输入范围，需要将输入的电压抬升至2.5V，所以在互感器的输出端接一个VREF=2.5V的基准电压来抬升从电网采集来得信号。
本装置采用的A/D转换器为AD7490，其接口原理图如下：图1-8 AD7490接口原理图由于继电保护需要选用采集多通道的电流、电压，所以选A/D应具备多通道信号采集能力，本文采用的A/D转换器为AD7490，它是12位16通道、高速高精度的串行数模芯片。
其最高转换速度可以到达1MSPS，可以满足电力系统KHZ级别的采样要求。
3.2.3开入开出模块本模块包括开关量的输入与输出模块，其中输入主要是接点状态的输入信号；输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等，一般开入开出是分开设计的。
其开关量的输入电路如图1-9及开关量的输出电路如图1-10.图1-9开关量输入电路原理图图1-10开关量的输出原理图3.2.4人机交互模块人机交互模块是微机继电保护装置同操作者之间的纽带，操作人员和装置之间信息的传送由人机交互装置完成的。
人机交互模块由键盘、LED和液晶显示组成。
键盘主要负责操作人员对装置的信息输入，将控制信息等传递给装置。
LED能直观的指出装置的状态，如警告、运行、跳闸、跳闸。
液晶显示用来显示实时的电信号、装置状态、控制字等。
人机接口电路如下所示。
图1-11人机接口控制电路3.2.5电源电源是嵌入式系统是否能稳定运行的关键因素。
本文所涉及的电源主要有：给开出量供电的24V电压，给网卡供电的5V电压，给供电的3.3V电压以及1.8V等。
另外装置还要给AD 采集器提供一路3.3V模拟电压和一路2.5V的参考电压，RS485通信线路需要单独的对其提供5V的数字电压，以防干扰。
图1-12 24/5V电源产生电路。