继电10-微机保护概述.ppt
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1、2019/4/24,1,第1章 继电保护基础 1.5 微机保护概述,目标: 掌握微机保护的特点。 掌握微机保护的硬件组成及作用。 掌握实现继电保护原理的方法,即基本算法与软件组成。,2019/4/24,硬件组成 数据采集系统原理 基本算法 软件结构,知识点:,2019/4/24,掌握硬件、软件的作用,基本原理。 用计算机方法实现继电保护,在实践中提高对微机保护的认识。 要将保护的基本算法与具体继电保护原理结合,要利用微机来实现基本算法。 理论联系实践,要既动脑也动手。,学习方法,2019/4/24,调试简单、维护方便;微机保护测试仪的应用,缩短了调试时间。 可靠性高;有自诊断能力、纠错能力。
2、保护性能更加完善;可以实现复杂继电保护原理,如任意形状阻抗继电器。 可以提供更多信息;可以在系统故障后提供多种信息。 灵活性大;保护功能由软件决定,硬件通用。,1.5.1 微机保护装置的特点,2019/4/24,1.5.2 微机保护硬件部分的 构成及作用,2019/4/24,数据采集系统(或称模拟量输入系统) 微型机主系统(或称CPU主系统) 开关量输入/输出回路 通信回路 电源回路,1. 微机保护硬件部分的构成,将交流模拟量转换为CPU能够处理的数字量。 基本通用的微机主系统。 完成各种保护的出口跳闸、信号指示、外部接点输入等。(接点状态或高低电平的处理。) 实现保护之间的通信及远动,便于实
3、现综合自动化。 为整个装置提供直流电源。(开关电源,要强调抗干扰。),2019/4/24,数据采集系统(或称模拟量输入系统) 微型机主系统(或称CPU主系统) 开关量输入/输出回路 通信回路 电源回路,2019/4/24,数据采集系统,开关量输入输出系统,人机对话,微机保护硬件构成,2019/4/24,数据采集系统(或称模拟量输入系统):将交流模拟量转换为CPU能够处理的数字量。,微型机主系统(或称CPU主系统):基本通用的微机主系统。,2019/4/24,开关量输入/输出回路:完成各种保护的出口 跳闸、信号指示、外部接点输入等。(接点状态或高低电平的处理。),通信回路:实现保护之间的通信及远
4、动,便于实现综合自动化。,电源回路:为整个装置提供直流电源。 (开关电源),2019/4/24,基于逐次逼近型A/D转换的采集系统 基于电压/频率变换(VFC)原理进行A/D变换的采集系统,2.数据采集系统,前者包括:电压形成回路、模拟低通滤波器(ALF)、采样保持回路(S/H)、多路转换开关电路(MPX)及模数转换回路(A/D) 后者包括:电压形成、VFC回路、计数器 两者各有优点,前者便于满足精度,后者不需要滤波与采样保持电路,2019/4/24,电压变换、屏蔽和隔离,滤除高频,降低采样频率,逐次逼近式A/D转换方式,在某一时刻,测量模拟信号的瞬时值,并且在A/D转换期间保持不变。,将各通
5、道的模拟信号分时送入A/D转换器,逐次逼近原理,2019/4/24,电压变换、屏蔽和隔离,基于压频变换(VFC)方式,电压转化为频率,对脉冲计数,从而完成对电压的测量,2019/4/24,类型: 电流变换器(UA) 电压变换器(UV) 电抗变换器(UR),(1)电压形成回路,作用: TA、TV二次侧电流电压较大,变化范围也较大,为适应模数转换器的转换要求将交流模拟量变换为适当值,以满足精度要求。 屏蔽和隔离, 防止TA、TV二次侧过电压损坏保护装置。,基于逐次逼近式A/D转换的 模拟量输入系统,2019/4/24,有源ALF 无源ALF,由RC网络加上运算放大器构成,其特性较稳定,不受时间、温
6、度变化的影响,可以避免采用大电容,有好的特性及快的速度。 无源滤波器通常是由RLC等元件组成,滤波特性受温度变化发生漂移,而且保护带来延时。,无源电路,特性,(2)模拟低通滤波器ALF,2019/4/24,模拟低通滤波器(ALF)的作用: 滤除输入信号中fs2以上的频率分量,降低采样频率。,2019/4/24,2019/4/24,采样:将一个连续时间信号x(t)变成离散时间信号x*(t)。,(3)采样保持(S/H)电路,TS采样周期 fS=1/TS采样频率 工频每周期采样点数N为:,T工频周期,20ms f=1/T工频频率,50HZ,2019/4/24,保持:为保证各通道采样的同时性,在等待模
7、数转换的过程中,必须保持采样值不变。,(3)采样保持(S/H)电路,粉红色为理想值, 红色为实际值。,2019/4/24,要求: 1、截获时间尽量短,特别是对快速变化的输入信号采样更应保证这一点; 2、保持时间要长; 3、模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断时的泄漏电流要小。,(3)采样保持(S/H)电路,采样电子开关,要求1: CH越小越好,要求2: CH越大越好,保持电容CH的大小应当如何确定呢?,2019/4/24,离散信号怎样才能真实反应被采样的连续信号,若要求不丢失信息,应满足什么条件?,采样频率,问题?,被采样信号x(t)的频率为f0,TS为采样周期,fS为采样频率,混叠,混叠,正确
8、,43,2019/4/24,若要不丢掉信息地对输入信号进行采样,就必须满足fs2f0。,采样频率,结论,采样定理,若输入信号x(t)含有各种频率成份,其最高频率为fmax,若要对其不失真地采样,或者采样后不产生频率混叠现象,采样频率必须不小于2fmax,即fs2fmax。,采用模拟低通ALF的原因:降低采样频率。,限于CPU运算速度,要限制输入信号的最高频率, 只需在采样前用一个模拟低通滤波器(ALF), 滤除fs2以上的频率分量。,2019/4/24,目前绝大多数微机保护的采样周期Ts为 5/6ms或 5/3ms,即采样频率为1200Hz或600Hz。,采样频率,微机保护现状,每周期采样N=
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- 10 微机 保护 概述
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