第七章计算机继电保护课件1
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
可抑制非周期分量。 缺点：阻止直流、放大高频分量的作用，当一次
侧有非正弦电流时二次电压将发生严重畸 变。
第二节输入信号的预处理
（2）电流中间变换器的特点 优点：只要铁芯不饱和其二次电流及并联
电阻上的二次电压波形可基本保持与一 次电流一致，所以可以用来做精确计算 和定量分析。
缺点：非周期分量下易饱和、线性度差、 动态范围小。
表1未换算的电容数值
第二节输入信号的预处理
举例：求截止频率为1000Hz 的3-dB切比雪夫型
二阶低通滤波器。
解：1。 C1// 3.103F C2// 0.4558F
2。
C1/
C1//
2fcp
3.1034.9*410-4
2*1000
C2/
C2//
2fcp
0.45587.2*510-5
2*1000
三阶高通滤波器电路
C1
C2
Vi
R2
C3
R1
l1B
5
6 R3
7
VO
第二节输入信号的预处理
五。采样保持
定义：把采样时刻上得到的模拟量的瞬时幅度完整的记录 下来，并按需要准确地保持一段时间。
1。作用 （1）将连续信号离散化 （2）在模—数转换期间内保持输出不变。 2。采样保持电路的工作原理
第二节输入信号的预处理
和较强的耐浪涌冲击能力。 缺点：滤波性能差，通带不平坦，过渡带不陡峭。 例：一阶RC低通滤波器
RC低通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示。
分析可知，当 f 很小时，A(f)=1，信号不受衰减地通过；当 f
很大时，A(f )=0，信号完全被阻挡，不能通过。 一阶RC高通滤波器 分析可知，当f 很小时，A(f)=0，信号完全被阻挡，不能通 过；当f 很大时，A(f )=1，信号不受衰减的通过。
第二节输入信号的预处理
B：带通滤波器
R3
典型电路
参数计算：
Vi
一般C=C1=C2定值
C1 C2
R1
R2
L1B 6
5
选取R1，R2，R3
1。定C的值
2。 R3 2Q 2f0
当R3太大时，取较大C
3。R1 Q
2f0CH
Q
R22f0C（ 2Q2H）
7
V0
f0 中心频率，Q品质因数，H电路在f0 处的电压增益。
采样保持
多路转换
模数转换
数据更新 与排队
第二节输入信号的预处理
二。输入信号的获取 1。电压、电流量的获取
同传统保护 电压互感器、电流互感器 注意：保护互感器与测量互感器精度的区别
2。开关量的获取
来自断路器、隔离开关等的辅助触点。
第二节输入信号的预处理
三。电量转换
电压互感器2次侧额定线电压为100V 电流互感器2次侧额定电流为5A或1A
低通和高通的截止频率相同，fc=1/(2πRC)
RC带通滤波器
带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联，其 电路及其幅频、相频特性如下图所示。
第二节输入信号的预处理
（2）有源滤波器
优点：良好的滤波特性，平坦的通带和陡峭的过 渡带。
缺点：电路复杂，有延时。 一般选二阶或三阶滤波电路。 包括：带阻、低通、带通、高通等滤波器。 典型应用有源滤波电路： A：低通 a:二阶低通滤波器
第二节输入信号的预处理
步骤：1。由表1选取c1//，C2//
2。利用转折频率fcp进行频率换算
C1/ 2Cf1/c/p
C2/ 2Cf2/c/p
3。选取R=R1=R2的数值，求出C1和
C2的实际值
C1 C R1/
C2 C R2/
第二节输入信号的预处理
4。把R1、R2、C1、C2的值带入校验 fcp是否满 足要求，如不满足重新选取R的值进行计算。
第二节输入信号的预处理
C：高通滤波器 二阶高通滤波器
电路： 计算步骤： 1。查 R1/ R2/ 2。C 1
2fcp
C1 Vi
C2
R1
lB
5
6 R2
3。确定C1=C2=C 4。 K 1
C1
5。 R 1K1 /RR 2K2 /R
7
V0
第二节输入信号的预处理
表3。二阶高通滤波器未换算参数
第二节输入信号的预处理
波
开
离
关
感
器
A/D 转
换
各种开关量 隔 离
源自文库
CPU
RAM
ROM I/O等
DL 跳闸输出
通讯
人机界面
第一节概述
三、计算机继电保护的软件 完成计算、分析、比较、延时、跳闸 显示、通讯等功能 四、计算机继电保护的工作过程
第二节输入信号的预处理
一、概述 输入信号的预处理包括
输入信号 电量转换与隔离 滤波通道
考虑原则： A：电网正常运行时保证采样精度 B：故障时保证留有裕度。
第二节输入信号的预处理
四。模拟滤波器 1。作用
限制输入信号的频率，满足采样定理的要求。 fs>2 fh
2。分类
（1）无源滤波器 由R、L、C构成。 A：LC滤波器 体积大、价格高、制作调整麻烦，很少采用。
第二节输入信号的预处理
B：RC滤波 优点：结构简单、可靠性高、具有较大的过载能力
第二节输入信号的预处理
电路：
R1
Vi
C1
R2
5
7
C2
6
L1B
VO
分为：贝塞尔型——最平延迟特性 巴特沃尔型——最平幅度特性 切比雪夫型——等波纹特性
第二节输入信号的预处理
b: 三阶低通滤波器
Vi
R1
C2
R2
R3
L2B 5
7
C1
C3
6
V0
其中：R1=R2=R3 如何计算选取图中各元件的参数： 步骤： 举例：
计算机继电保护
1、计算机继电保护的构成（重点） 2、计算机继电保护的数字滤波器（难点、了解） 3、计算机继电保护的算法（难点、了解） 4、计算机继电保护的抗干扰（难点、了解）
第九章 计算机继电保护的构成
第一节概述
一、传统继电保护的构成 二、计算机继电保护的硬件构成
来
自 各
多
电量 转换
滤
路
种 互
与隔
1。作用
（1）使输入信号电平与微机保护装置模拟通道允 许电平相匹配。（主要是A/D输入通道允许电平）
（2）装置内外的电隔离，即不使系统一、二次设 备与保护装置之间存在直接的电联系，提高抗干 扰能力。
第二节输入信号的预处理
4。隔离变换器的选择
电压变换：隔离变压器 电流变换：电抗变换器或电流中间变换器 （1）电抗变换器的特点： 优点：线性范围大、铁芯不易饱和、有相移作用
K为电子模拟开关（场效应晶体管） P为控制信号 P高电平——K闭合——电路处于采样状态，C快
3。实际计算中总是设C1为最大电容，一般取
0.01~0.33uF(截止频率越大C1越小）如取
0.01uF.
第二节输入信号的预处理
所以有：
RC1/ C1
4.9*410-4 0.0*110-6
49.4千欧
C2
C2/ R
7.2*510-5
4.9*4103
0.00147F
表2三阶低通滤波器未换算参数（C2为最大值）
侧有非正弦电流时二次电压将发生严重畸 变。
第二节输入信号的预处理
（2）电流中间变换器的特点 优点：只要铁芯不饱和其二次电流及并联
电阻上的二次电压波形可基本保持与一 次电流一致，所以可以用来做精确计算 和定量分析。
缺点：非周期分量下易饱和、线性度差、 动态范围小。
表1未换算的电容数值
第二节输入信号的预处理
举例：求截止频率为1000Hz 的3-dB切比雪夫型
二阶低通滤波器。
解：1。 C1// 3.103F C2// 0.4558F
2。
C1/
C1//
2fcp
3.1034.9*410-4
2*1000
C2/
C2//
2fcp
0.45587.2*510-5
2*1000
三阶高通滤波器电路
C1
C2
Vi
R2
C3
R1
l1B
5
6 R3
7
VO
第二节输入信号的预处理
五。采样保持
定义：把采样时刻上得到的模拟量的瞬时幅度完整的记录 下来，并按需要准确地保持一段时间。
1。作用 （1）将连续信号离散化 （2）在模—数转换期间内保持输出不变。 2。采样保持电路的工作原理
第二节输入信号的预处理
和较强的耐浪涌冲击能力。 缺点：滤波性能差，通带不平坦，过渡带不陡峭。 例：一阶RC低通滤波器
RC低通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示。
分析可知，当 f 很小时，A(f)=1，信号不受衰减地通过；当 f
很大时，A(f )=0，信号完全被阻挡，不能通过。 一阶RC高通滤波器 分析可知，当f 很小时，A(f)=0，信号完全被阻挡，不能通 过；当f 很大时，A(f )=1，信号不受衰减的通过。
第二节输入信号的预处理
B：带通滤波器
R3
典型电路
参数计算：
Vi
一般C=C1=C2定值
C1 C2
R1
R2
L1B 6
5
选取R1，R2，R3
1。定C的值
2。 R3 2Q 2f0
当R3太大时，取较大C
3。R1 Q
2f0CH
Q
R22f0C（ 2Q2H）
7
V0
f0 中心频率，Q品质因数，H电路在f0 处的电压增益。
采样保持
多路转换
模数转换
数据更新 与排队
第二节输入信号的预处理
二。输入信号的获取 1。电压、电流量的获取
同传统保护 电压互感器、电流互感器 注意：保护互感器与测量互感器精度的区别
2。开关量的获取
来自断路器、隔离开关等的辅助触点。
第二节输入信号的预处理
三。电量转换
电压互感器2次侧额定线电压为100V 电流互感器2次侧额定电流为5A或1A
低通和高通的截止频率相同，fc=1/(2πRC)
RC带通滤波器
带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联，其 电路及其幅频、相频特性如下图所示。
第二节输入信号的预处理
（2）有源滤波器
优点：良好的滤波特性，平坦的通带和陡峭的过 渡带。
缺点：电路复杂，有延时。 一般选二阶或三阶滤波电路。 包括：带阻、低通、带通、高通等滤波器。 典型应用有源滤波电路： A：低通 a:二阶低通滤波器
第二节输入信号的预处理
步骤：1。由表1选取c1//，C2//
2。利用转折频率fcp进行频率换算
C1/ 2Cf1/c/p
C2/ 2Cf2/c/p
3。选取R=R1=R2的数值，求出C1和
C2的实际值
C1 C R1/
C2 C R2/
第二节输入信号的预处理
4。把R1、R2、C1、C2的值带入校验 fcp是否满 足要求，如不满足重新选取R的值进行计算。
第二节输入信号的预处理
C：高通滤波器 二阶高通滤波器
电路： 计算步骤： 1。查 R1/ R2/ 2。C 1
2fcp
C1 Vi
C2
R1
lB
5
6 R2
3。确定C1=C2=C 4。 K 1
C1
5。 R 1K1 /RR 2K2 /R
7
V0
第二节输入信号的预处理
表3。二阶高通滤波器未换算参数
第二节输入信号的预处理
波
开
离
关
感
器
A/D 转
换
各种开关量 隔 离
源自文库
CPU
RAM
ROM I/O等
DL 跳闸输出
通讯
人机界面
第一节概述
三、计算机继电保护的软件 完成计算、分析、比较、延时、跳闸 显示、通讯等功能 四、计算机继电保护的工作过程
第二节输入信号的预处理
一、概述 输入信号的预处理包括
输入信号 电量转换与隔离 滤波通道
考虑原则： A：电网正常运行时保证采样精度 B：故障时保证留有裕度。
第二节输入信号的预处理
四。模拟滤波器 1。作用
限制输入信号的频率，满足采样定理的要求。 fs>2 fh
2。分类
（1）无源滤波器 由R、L、C构成。 A：LC滤波器 体积大、价格高、制作调整麻烦，很少采用。
第二节输入信号的预处理
B：RC滤波 优点：结构简单、可靠性高、具有较大的过载能力
第二节输入信号的预处理
电路：
R1
Vi
C1
R2
5
7
C2
6
L1B
VO
分为：贝塞尔型——最平延迟特性 巴特沃尔型——最平幅度特性 切比雪夫型——等波纹特性
第二节输入信号的预处理
b: 三阶低通滤波器
Vi
R1
C2
R2
R3
L2B 5
7
C1
C3
6
V0
其中：R1=R2=R3 如何计算选取图中各元件的参数： 步骤： 举例：
计算机继电保护
1、计算机继电保护的构成（重点） 2、计算机继电保护的数字滤波器（难点、了解） 3、计算机继电保护的算法（难点、了解） 4、计算机继电保护的抗干扰（难点、了解）
第九章 计算机继电保护的构成
第一节概述
一、传统继电保护的构成 二、计算机继电保护的硬件构成
来
自 各
多
电量 转换
滤
路
种 互
与隔
1。作用
（1）使输入信号电平与微机保护装置模拟通道允 许电平相匹配。（主要是A/D输入通道允许电平）
（2）装置内外的电隔离，即不使系统一、二次设 备与保护装置之间存在直接的电联系，提高抗干 扰能力。
第二节输入信号的预处理
4。隔离变换器的选择
电压变换：隔离变压器 电流变换：电抗变换器或电流中间变换器 （1）电抗变换器的特点： 优点：线性范围大、铁芯不易饱和、有相移作用
K为电子模拟开关（场效应晶体管） P为控制信号 P高电平——K闭合——电路处于采样状态，C快
3。实际计算中总是设C1为最大电容，一般取
0.01~0.33uF(截止频率越大C1越小）如取
0.01uF.
第二节输入信号的预处理
所以有：
RC1/ C1
4.9*410-4 0.0*110-6
49.4千欧
C2
C2/ R
7.2*510-5
4.9*4103
0.00147F
表2三阶低通滤波器未换算参数（C2为最大值）