文档介绍：第二章微机保护的数据采集系统
§ 微机保护系统构成
微机保护是以电压、电流的采样值为输入量,以微机为控制器,以电气设备的断路器为被控对象的一个开环离散控制系统。
微机保护是将被保护设备输入的模拟量经模数转换器后变为数字量,再送入计算机进行分析和处理的保护装置。
微机保护由硬件和软件两部分构成。微机保护整套硬件通常是用单独的专用机箱组装,包括数据采集系统、CPU主系统、开关量输出、输入系统及外围设备等。
微机保护的软件由初始化模块、数据采集管理模块、故障检出模块、故障计算模块与自检模块等组成。
微机保护的硬件系统包括以下五部分:
(或称模拟量输入系统):包括电压形成、采样保持、多路开关及数模转换。
(或微处理器)主系统:包括微处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时器、并串接口等。
:由微型机的并行接口、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成。完成保护需要的外部触点接入、出口跳闸、人机对话等功能。
。包括通信接口电路及接口以实现多机通信或联网
(5V ±15V、±24V)
微机保护硬件构成框图(书)
2. 微机保护用硬件特点
集成微处理器(MPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、定时器、模数转换器(AD)、并行接口(PIO)、闪存单元(FLASH)、数字信号处理器(DSP)、通信接口等多种功能集成在一个芯片内的单片机系统。
把所有总线连同单片机都集成在一个芯片内的总线不出片技术。
不区分微机、单片机、微处理器
微机保护的软件包括
数字滤波器,如减法滤波器、加法滤波器等。像有些不便于采用模拟滤波器的场合,如傅立叶滤波、小波变换等;
微机保护算法,像幅值和相位计算、选相算法、滤序算法等;
保护动作判据,保护基本原理的具体体现;
逻辑输出,执行跳闸、告警等数字信号输出。
§ 数据采集系统
为模数转换(AD)做准备、转换模拟量为数字量
适应电力系统故障信号特点
频谱分布宽广:从直流、衰减直流、工频基波分量到各次谐波(最高到数百千赫兹)在内的暂态信号
动态范围宽广:从正常运行的几十安培到短路状态下的几万安培甚至几十万安培
微机保护常用的数据采集系统有两种:
一是采用逐次逼近原理的A/D芯片构成的数据采集系统;
另一种是采用VFC芯片构成的压频变换式数据采集系统
对于中低压电力系统这两种方式都在使用,而高压或超高压的保护装置我国大都采用VFC变换方式。
ADC方式是将模拟量直接转变为数字量的方法;
VFC方式是将模拟量先转变为频变脉冲量,再通过脉冲计数变换为数字量的一种变换方法。
适应继电保护特点要求
模拟量设置应满足继电保护功能要求为准则
典型的高压线路保护需要:三相电流、零序电流;三相电压、线路侧线间电压;
典型的三绕组变压器差动保护需要:每一绕组侧的三相电流
因此,微机保护是一个多模拟量输入系统
包括电压形成电路、模拟低通滤波器、采样保持、多路开关、A/D转换等部分