微机继电保护原理浅析

发布日期：2016-05-30 00:00 来源：http://www.whfanke.com 点击：

1.概述
　　继电维护是关系着电力体系安全运转的关键。继电维护技能的开展大致分为四个历史阶段：三相电能表现场校验仪能够直接丈量并确诊低压电能计量设备计量是否正常，并可完结多种测验仪器的功用；是一种性价比极高的设备。电磁型、晶体管型（又称半导体型或分立元件型）、集成电路型、微型计算机型。现在，跟着微电子技能的开展，微机型继电维护技能的使用已越来越广泛。继电保护测试仪价格

　　与传统的继电维护技能比较，微机继电维护首要有以下的长处：
　　（1）改进和进步继电维护的动作特性和性能；
　　（2）可靠性大为进步；
　　（3）内部编程软接线的办法大大降低了电气二次线路的复杂性；
　　（4）能够充分利用CPU的资本，完结别的丈量、办理、通讯等功用；
　　（5）微机特有的记忆存槠功用能极好的完结毛病回忆，进步运转办理功率；
　　（6）自检才能强，能够省去每年花费很多人力物力而有必要去做的继电维护预防性实验，能够确保出产的接连运转；
　　（7）拓展才能强。
　　2.微机型继电维护设备的硬件构成
　　2.1微机继电维护设备典型硬件构造
　　微机型继电维护设备是微机操控技能的使用实例之一。它是以微处理器（单片机）为中心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。
    2.2微机维护设备的输入输出通道
　　微机维护的输入通道分为模拟量输入通道和开关量输入通道，输出通道首要为继电器逻辑回路。输入通道首要完结电力体系的电压、电流信号的收集和一次设备的状况量收集（比方断路器的运转状况）；而输出通道首要完结维护跳闸信号、告警信号的输出。
　　2.2.1模拟量输入通道
　　现在，微机维护的模拟量收集均选用沟通采样技能。模拟量输入通道首要由模拟量输入改换回路、低通滤波器、采样和A/D改换器等几个环节构成。
　　2.2.1.1模拟量输入改换回路
　　由一次回路的CT、PT的二次侧输入至微机维护器的信号，通常数值较大，不合适内部A/D改换的电平请求（通常A/D改换回路的输入电压规模为±2.5V、±5V或±10V）。模拟量输入改换回路的首要使命即是即是将输入的电量进一步改换，将二次电量值变得更小，一起将电流量变为电压量，以合适内部A/D改换的请求。一起，该改换回路还起着阻隔外部搅扰的效果。
　　设计模拟量输入改换回路要注意的几点：①要确保各电流改换器之间、各电压改换器之间及电流、电压改换器之间的一次、二次侧相位移保持一致；②改换器的铁芯磁导率要选择妥当，确保作业的线性规模；③改换器自身的损耗要小；④要确保在大短路电流下，改换器的输出不使A/D发作溢出。
　　2.2.1.2低通滤波器及采样
　　因为计算机处理的是离散的时间信号，故输入的接连模拟量有必要要被采样为离散的模拟量。一起，要使采样值能准确无误的反映输入的模拟量，采样频率有必要遵从必定的请求，即采样频率有必要大于初始输入信号中高频率重量的频率的2倍，这即是采样定理。不然，采样信号将呈现频率混叠，不能真实反映初始输入信号。
　　体系的毛病电流、电压信号中通常含有许多高频重量。而多见的微机维护原理大多是依据工频量的。这么，为了防止不必要的抬高采样频率，通常微机维护器中都设置了前置低通滤波器。
    2.2.1.3 A/D改换
　　因为计算机只对离散的数字量进行处理，则采样得到的离散的模拟量还要进一步改换为离散的数字量。完结这一使命的环节即为A/D改换器（模/数改换器）。模数改换进程的实质即是对模拟信号进行量化和编码的进程。
　　依据A/D改换的原理和特色的不一样，可将A/D改换分为直接改换和直接改换两大类。多见的直接改换有逐次迫临式A/D、计数式A/D等；直接改换有积分式A/D、V/F式A/D等。
    2.2.2数字量输入输出通道
　　数字信号的输入输出，首要针关于微机维护器的人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等。为防止外部搅扰的窜入，通常在输入输出回路中均选用光电阻隔措施。
    2.3 微机维护设备的数字中心
　　微机维护设备的数字中心通常由CPU、存储器、守时器/计数器、Wachdog等组成。现在数字中心的干流为嵌入式微操控器（MCU），即通常所说的单片机。MCU通常以某一微处理器内核为中心，芯片内部集成了RAM、ROM、总线、总线逻辑、守时/计数器、WachDog、I/O、串行口、A/D、D/A等各种必要的功用和外围设备、电路。通常一个系列的单片机具有多种衍出商品，它们的微处理器内核都一样，不一样的是存储器和外设的装备及封装。这么能够使单片机大极限的和使用相匹配，然后降低成本和功耗。多见的MCU有MCS-51、MCS-196/296、C166/167、68300等等。
　　跟着微电子技能的开展，一些功用更为强大、数字信号处理才能更强的数字中心将变成微机维护设备晋级的必然趋势。有代表性的是嵌入式DSP处理器（EDSP）和嵌入式片上体系（ESOC）。
　　3.微机维护的算法基础
　　微机维护设备依据模数改换器提供的电气量的采样值进行剖析、运算和逻辑判别，以完结各种继电维护功用的办法变成算法。微机算法可分为两类。一类是由输入的采样点得出继电维护所必需的电气量的各要素，如正弦量的幅值、频率和相角；另一类是以方程和逻辑的方式完结继电维护的动作特性。评估算法好坏的规范是精度和速度。算法的速度包含两方面：一是算法所请求的采样点数（数据窗长度），二是算法的作业量。别的，为了确保信号的正确性，相应的数字滤波也是十分必要的。
　　关于求取电气量的各要素的算法，首要有：①两点乘积算法；②导数算法；③积分算法；④傅式算法；⑤最小二乘法。其中，以傅式算法使用较为广泛。该算法的数据窗长度为一个周波，且关于高频重量的滤波才能较强，但关于非周期重量导致的低频重量的按捺才能较差。关于偏移度较高的短路毛病，可在傅式算法前加一数字滤波（如差分滤波），来削弱非周期重量的影响。
　　4.微机维护设备的电磁兼容性规范
　　微机维护设备的电磁兼容性（EMC）关系到设备动作的可靠性和寿数。下面所列的是现在国内较为通用的电磁兼容性规范，也是微机维护设备做静模实验应遵从的首要规范。