微機(jī)保護(hù)硬件修改 (2)

1、2.5 微機(jī)保護(hù)硬件2.5 微機(jī)保護(hù)硬件微機(jī)保護(hù)主要部分是微型計(jì)算機(jī),須配備自電力系統(tǒng)向計(jì)算機(jī)輸入有關(guān)信息的輸入接口和計(jì)算機(jī)向電力系統(tǒng)輸出控制信息的接口。 還需輸入相關(guān)計(jì)算和操作程序、輸出記錄的信息，供運(yùn)行人員分析事故。2.5.1 硬件組成2.5 微機(jī)保護(hù)硬件2.5 微機(jī)保護(hù)硬件1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換、模-數(shù)轉(zhuǎn)換等功能塊。 其作用：將所檢測(cè)的模擬量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為微機(jī)所需數(shù)字量。2、微機(jī)主系統(tǒng)2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 微機(jī)主系統(tǒng)（ ）：微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、定時(shí)器、并行及串行接口等。CPU3、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出 由并行口適配器、光隔器件及觸點(diǎn)中

2、間繼電器等組成。 主要實(shí)現(xiàn)：各種保護(hù)的出口跳閘、信號(hào)報(bào)警、外部觸點(diǎn)輸入及人機(jī)對(duì)話、通信等功能。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件2.5.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、電壓形成回路 微機(jī)保護(hù)模擬量的設(shè)置以滿足保護(hù)功能為基本準(zhǔn)則，輸入量與計(jì)算方法結(jié)合后，能夠反映被保護(hù)對(duì)象的所有故障特征。以高壓輸電線路距離保護(hù)為例 ：2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 模擬量一般設(shè)置為：三相相電流、零序電流、三相相電壓和線路側(cè)相電壓。 微機(jī)保護(hù)從被保護(hù)對(duì)象的電流、電壓互感器或其他變換器上取得信息，但互感器二次值對(duì)微機(jī)保護(hù)電路不適用，通常將輸入量變換為5伏或10伏范圍內(nèi)的電壓信號(hào)。因此采用中間變換器實(shí)現(xiàn)。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件2、采樣保持電路和低通濾波器采樣

3、基本原理：在極短時(shí)間內(nèi)測(cè)量輸入量在該時(shí)刻瞬時(shí)值，并在模-數(shù)轉(zhuǎn)換期間保持不變。要求：電子模擬開(kāi)關(guān)AS的閉合時(shí)間應(yīng)滿足有足夠的充電或放電時(shí)間，即采樣時(shí)間。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件對(duì)采樣保持電路的要求： 采樣寬度短、保持時(shí)間長(zhǎng)、模擬開(kāi)關(guān)的動(dòng)作延時(shí)、閉合電阻和開(kāi)斷時(shí)的漏電流要小。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件2.5 微機(jī)保護(hù)硬件采樣頻率的選擇：采樣間隔的倒數(shù)稱為采樣頻率。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件要求：采樣頻率必須大于2倍最大頻率，即采樣定理。 因短路瞬間電流、電壓中含有高頻率信號(hào)，為了防止混疊誤差，要求采樣頻率很高，勢(shì)必增加對(duì)硬件的要求。目前大多數(shù)微機(jī)保護(hù)原理是反映工頻量的，可以在采樣之前將最高信號(hào)波頻率分量限制在一定

4、頻帶內(nèi)。一般在采樣前用一個(gè)低通濾波器（ALF）將高頻分量濾掉。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件3、多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)又稱多路轉(zhuǎn)換器，它是將多個(gè)采樣保持后信號(hào)逐一與模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片接通的控制電路。常被測(cè)量或被控制量往往可能是幾路或幾十路。例如，阻抗、功率方向等都要求對(duì)各個(gè)模擬量同時(shí)采樣，以準(zhǔn)確的獲得各個(gè)量之間的相位關(guān)系，以進(jìn)行保護(hù)計(jì)算。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 在微機(jī)保護(hù)中，各個(gè)通道模擬電壓是在同瞬間采樣并保持記憶，在保持期間各路被采樣的模擬量電壓依次被取出進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換，但微機(jī)所得到的仍認(rèn)為是同一時(shí)刻的信息。4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理：電力系統(tǒng)中電流、電壓為模擬量，微機(jī)只能對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算，必須用模-數(shù)轉(zhuǎn)換器將

5、連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 模-數(shù)轉(zhuǎn)換器被視為編碼電路。它將輸入模擬量相對(duì)于模擬參考量經(jīng)編碼電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。srRUDU輸入與輸出關(guān)系： 對(duì)于單極性模擬量，小數(shù)點(diǎn)在最高位前，既要求輸入必須小于參考量。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件nnBBBD2222211也可寫(xiě)成：)2B2B2B(UUnn2211Rsr 微機(jī)保護(hù)用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器絕大多數(shù)都是應(yīng)用逐次逼近法實(shí)現(xiàn)的。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件原理原理：逐次逼近法是指數(shù)碼設(shè)定方式是從最高位到低位逐次設(shè)定每位的數(shù)碼是“1”或“0”，并逐位將所設(shè)定的數(shù)碼轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓與待轉(zhuǎn)換的電壓相比較，從而確定各位數(shù)碼應(yīng)該是“1”還是“0”。 2.5 微

6、機(jī)保護(hù)硬件2.5.3 微機(jī)主系統(tǒng)主系統(tǒng)包括：中央處理器、只讀存儲(chǔ)器、電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取儲(chǔ)器、定時(shí)器等。 1）中央處理器 ：用于實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)整體控制及保護(hù)各種功能運(yùn)算。CPU2）只讀存儲(chǔ)器 ：用于存儲(chǔ)各種編寫(xiě)好的程序，如監(jiān)控程序、保護(hù)功能等。EPROM2.5 微機(jī)保護(hù)硬件3）電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器 ：用于存儲(chǔ)保護(hù)定值等信息數(shù)據(jù)，保護(hù)定值的設(shè)定或修改可通過(guò)面板鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)。EEPROM4）隨機(jī)存儲(chǔ)器 ：用于采樣數(shù)據(jù)及運(yùn)算過(guò)程中數(shù)據(jù)的暫存。RAM5）定時(shí)器：用于計(jì)數(shù)、產(chǎn)生采樣脈沖和實(shí)時(shí)鐘等。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 微機(jī)主系統(tǒng)還配有小鍵盤(pán)、液晶顯示器和打印機(jī)等常用設(shè)備用于人機(jī)對(duì)話。4、開(kāi)關(guān)量輸

7、入/輸出電路（1）開(kāi)關(guān)量輸出電路2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 微機(jī)保護(hù)裝置中設(shè)開(kāi)關(guān)量輸出(DO，簡(jiǎn)稱“開(kāi)出”)電路，用于驅(qū)動(dòng)各種繼電器。如跳閘出口繼電器、重合閘出口繼電器、裝置故障告警繼電器等。開(kāi)關(guān)量輸出電路主要包括保護(hù)的跳閘出口、本地和中央信號(hào)及通信接口、打印機(jī)接口，一般都采用并行接口的輸出口來(lái)控制有觸點(diǎn)繼電器的方法，但為提高抗干擾能力，經(jīng)一級(jí)光電隔離。 2.5 微機(jī)保護(hù)硬件分類：一類是開(kāi)出電源受告警，啟動(dòng)繼電器的觸點(diǎn)閉鎖開(kāi)出量；另一類是開(kāi)出電源不受閉鎖的開(kāi)出量。 AXJ告警繼電器觸點(diǎn)；QDJ起動(dòng)繼電器觸點(diǎn)。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件正常運(yùn)行時(shí)，軟件通過(guò)并行口發(fā)出閉鎖開(kāi)出電路的命令(即PB 7=1、PB

8、6=0、PB 5=0 )，從而光電隔離不導(dǎo)通，出口繼電器均不動(dòng)作。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 發(fā)生故障后，起動(dòng)繼電器動(dòng)作QDJ的觸點(diǎn)閉合。經(jīng)微機(jī)保護(hù)程序計(jì)算，如故障位于保護(hù)區(qū)內(nèi)，則發(fā)出跳閘命令(即PB 7=0、PB 6=1)，光電隔離導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，24V電源經(jīng)告警繼電器的常閉觸點(diǎn)、三極管、隔離二極管使出口繼電器CKJ1動(dòng)作。軟件檢查斷路器跳閘成功后應(yīng)收回跳閘命令。 保護(hù)裝置正常運(yùn)行時(shí)，軟件每隔一段時(shí)間對(duì)開(kāi)出量電路進(jìn)行一次檢查。方法是：通過(guò)并行口發(fā)出動(dòng)作命令(即PB 7=0、PB 6=1)，然后從并行口的輸入線讀取狀態(tài)，當(dāng)該位為低電平時(shí)，說(shuō)明開(kāi)出電路正確，否則說(shuō)明開(kāi)出電路有斷路情況，報(bào)告開(kāi)出電路故

9、障。 2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 如檢查正確，則再發(fā)出閉鎖命令(即PB 7=1、PB 6=0 )，然后從并行口的輸入線讀取狀態(tài)，當(dāng)該位為高電平時(shí)，說(shuō)明開(kāi)出電路正確，否則說(shuō)明開(kāi)出電路有短路情況，報(bào)告開(kāi)出電路故障。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件2、開(kāi)關(guān)量輸入電路2.5 微機(jī)保護(hù)硬件 保護(hù)裝置中一般設(shè)置幾路開(kāi)關(guān)量輸入電路。開(kāi)關(guān)量輸入(DI，簡(jiǎn)稱“開(kāi)入”)主要用于識(shí)別運(yùn)行方式、運(yùn)行條件等，以便控制程序的流程。 開(kāi)關(guān)量輸入電路主要是將外部一些開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)引入微機(jī)保護(hù)的電路，通常外部觸點(diǎn)不能直接引入微機(jī)保護(hù)裝置，必須經(jīng)過(guò)光電隔離芯片引入。開(kāi)關(guān)量輸入電路包括斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)或跳合閘位置繼電器觸點(diǎn)輸入，外部裝置閉鎖重合閘觸點(diǎn)輸入，輕瓦斯和重瓦斯繼電器觸點(diǎn)輸入，及裝置上連接片位置輸入等回路。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件開(kāi)關(guān)量觸點(diǎn)分類：1）安裝在裝置面板上的觸點(diǎn)。這類觸點(diǎn)指鍵盤(pán)觸點(diǎn)及切換裝置工作方式用的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。2)從裝置外部經(jīng)端子排引入裝置的觸點(diǎn)。由運(yùn)行人員不打開(kāi)裝置外蓋而在運(yùn)行中切換的各種壓板、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及其他保護(hù)裝置和操作繼電器的觸點(diǎn)等。2.5 微機(jī)保護(hù)硬件圖a的原理：當(dāng)外部觸點(diǎn)接通時(shí)，光電隔離導(dǎo)通，其集電極輸出低電位；當(dāng)外部觸點(diǎn)