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微机保护复习课 Chapter 0绪论 微机保护：以微型机、微控制器等器件作为核心部件构成的继电保护。 了解发展历程 微机保护较常规保护有哪些特点？ 5条 Chapter 1 微机保护装置的硬件原理 硬件构成： 3大部分 框图，语言描述 (1) 数据采集系统，主要包括电压形成回路、模拟滤波、采样保持（S/H）、多路转换(MPX)以及模数转换等，完成将模拟输入量准确地转换为微型机能够识别的数字量。 (2) 微型机主系统，主要包括微处理器（MPU）、只读存储器（ROM）或闪存内存（FLASH）、随机存储器（RAM）、并行口及串行口等。微型机执行编制好的程序，对由数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行分析、处理，完成各种继电保护的测量、逻辑和控制功能。 （3）开关量输入/输出系统，主要有微型机的并行口（PIA或PIO）、光电隔离器件以及有接点的中间继电器等组成。以完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部触点输入、人机对话及通讯等功能。 数据采集系统 1、电压形成回路： 中间变换器： 电压变换器 电抗变换器 优缺点 电流变换器 例如：在微型机继电保护的数据采集系统中，变换器的作用有两个：一是 将电压和电流变换为适于A/D采样的电压信号 ，二是 将外接端子与微机系统电气隔离 。 （或 屏蔽和隔离共模干扰） 2、S/H 和ALF 作用、原理，要求 S/H：表示采样保持器，作用是在一个极短的时间内测量模拟输入量在该时刻的瞬时值，并在模拟—数字转换器进行转换的期间内保持其输出不变。 采样定理： f s = 2fmax ALF：模拟低通滤波器，抗混叠滤波器，前置低通滤波器 为了防止无用的高频信号进入采样过程，造成采样信号的失真； 抗差模干扰 工程上一般取 f s = (2.5~3) fmax 3、MPX 当需要对多个模拟量进行模数变换时，由于模数转换器（A/D转换器）的价格较贵，通常不是每个模拟量输入通道设置一个A/D，而是多路输入模拟量共用一个A/D，中间经过多路转换开关切换。 4、ADC 了解基本原理 AD7665 逐次逼近型 16位 500kSPS（normal mode）/ 570kSPS（warp mode） 微机接口 微机保护对ADC的要求 两个主要指标： 转换时间 和 分辨率 / 数字输出的位数 转换时间，影响A/D的最高采样频率 双极性模拟量量化误差 例，AD7665，当双极性输入模拟量范围为时，输出二进制补码为BFFFH,对应的输入模拟量为 。 分析：BFFFH = 1011 1111 1111 1111? 1100 0000 0000 0000 ? 1100 0000 0000 001 = —(214+1) —(214+1)* = —(214+1)* = —2.5 5、VFC型数据采集系统 将模拟电压量变换为脉冲信号，该输出脉冲信号的频率与输入电压的大小成正比。 VFC型数据采集系统的特点： （1）有低通滤波的作用，可以大大抑制噪声；普通A/D转换器是对模拟量瞬时值进行转换，而VFC型数据采集系统是对模拟量的连续积分，具有低通滤波作用，并可大大抑制噪声。 （2）抗干扰能力强，在VFC数据采集系统的输出端和CPU主系统的计数器之间接入光电耦合器； （3）输出数字量D的位数可调； （4）与微型机的接口简单； （5）可实现多微机共享数据采集； （6）易于实现同步采样； （7）但不适用于高频采样。 VFC输出的位数取决于两个因素： （1）VFC输出脉冲的最高频率； （2）采样间隔Ts 的大小和积分间隔个数N。 例：某VFC数据采集系统，最高频率为，采样间隔是，积分间隔数N=1，则其最大输出数字量为 6667 ，其分辨率相当于 12.7 位的AD转换器。 若积分间隔数N=2，则其最大输出数字量为 13333 ，其分辨率相当于 13.7 位的AD转换器。 DIO 光电耦合器：把发光器件和光敏器件组合在一起，实现以光信号为媒介的电信号变换。 开关量输入回路 2类开关量输入 （1）安装在装置面板上的接点信号输入 （2）从装置外部经过端子排引入的接点信号输入 开关量输出回路 （一）通信接口（包括打印机接口） （二）保护的跳闸出口信号 并行口经过光电耦合器控制继电器的方式 对于重要的保护跳闸出口信号，为了防止误发信号，还需要增加与非门环节。 微机保护跳闸出口回路典型电路 为什么设置反相器B1 及与非门H1 而不是将发光二极管直接同并行口相连？ 一方面是因为并行口带负载能力有限，不足以驱动发光二极